维热纳尔密码翻译器（请问有谁知道古代密码学的发展过程）

本文目录

• 请问有谁知道古代密码学的发展过程
• 密码解密主要是用运用什么原理
• 维热纳尔密码的破解方法
• 什么是维热纳尔方阵
• 什么叫多字母加密

请问有谁知道古代密码学的发展过程

密码学是研究编制密码和破译密码的技术科学。研究密码变化的客观规律，应用于编制密码以保守通信秘密的，称为编码学；应用于破译密码以获取通信情报的，称为破译学，总称密码学。
密码是通信双方按约定的法则进行信息特殊变换的一种重要保密手段。依照这些法则，变明文为密文，称为加密变换；变密文为明文，称为脱密变换。密码在早期仅对文字或数码进行加、脱密变换，随着通信技术的发展，对语音、图像、数据等都可实施加、脱密变换。
密码学是在编码与破译的斗争实践中逐步发展起来的，并随着先进科学技术的应用，已成为一门综合性的尖端技术科学。它与语言学、数学、电子学、声学、信息论、计算机科学等有着广泛而密切的联系。它的现实研究成果，特别是各国政府现用的密码编制及破译手段都具有高度的机密性。
进行明密变换的法则，称为密码的体制。指示这种变换的参数，称为密钥。它们是密码编制的重要组成部分。密码体制的基本类型可以分为四种：错乱——按照规定的图形和线路，改变明文字母或数码等的位置成为密文；代替——用一个或多个代替表将明文字母或数码等代替为密文；密本——用预先编定的字母或数字密码组，代替一定的词组单词等变明文为密文；加乱——用有限元素组成的一串序列作为乱数，按规定的算法，同明文序列相结合变成密文。以上四种密码体制，既可单独使用，也可混合使用 ，以编制出各种复杂度很高的实用密码。
20世纪70年代以来，一些学者提出了公开密钥体制，即运用单向函数的数学原理，以实现加、脱密密钥的分离。加密密钥是公开的，脱密密钥是保密的。这种新的密码体制，引起了密码学界的广泛注意和探讨。
利用文字和密码的规律，在一定条件下，采取各种技术手段，通过对截取密文的分析，以求得明文，还原密码编制，即破译密码。破译不同强度的密码，对条件的要求也不相同，甚至很不相同。
中国古代秘密通信的手段，已有一些近于密码的雏形。宋曾公亮、丁度等编撰《武经总要》“字验”记载，北宋前期，在作战中曾用一首五言律诗的40个汉字，分别代表40种情况或要求，这种方式已具有了密本体制的特点。
1871年，由上海大北水线电报公司选用6899个汉字，代以四码数字，成为中国最初的商用明码本，同时也设计了由明码本改编为密本及进行加乱的方法。在此基础上，逐步发展为各种比较复杂的密码。
在欧洲，公元前405年，斯巴达的将领来山得使用了原始的错乱密码；公元前一世纪，古罗马皇帝凯撒曾使用有序的单表代替密码；之后逐步发展为密本、多表代替及加乱等各种密码体制。
二十世纪初，产生了最初的可以实用的机械式和电动式密码机，同时出现了商业密码机公司和市场。60年代后，电子密码机得到较快的发展和广泛的应用，使密码的发展进入了一个新的阶段。
密码破译是随着密码的使用而逐步产生和发展的。1412年，波斯人卡勒卡尚迪所编的百科全书中载有破译简单代替密码的方法。到16世纪末期，欧洲一些国家设有专职的破译人员，以破译截获的密信。密码破译技术有了相当的发展。1863年普鲁士人卡西斯基所著《密码和破译技术》，以及1883年法国人克尔克霍夫所著《军事密码学》等著作，都对密码学的理论和方法做过一些论述和探讨。1949年美国人香农发表了《秘密体制的通信理论》一文，应用信息论的原理分析了密码学中的一些基本问题。
自19世纪以来，由于电报特别是无线电报的广泛使用，为密码通信和第三者的截收都提供了极为有利的条件。通信保密和侦收破译形成了一条斗争十分激烈的隐蔽战线。
1917年，英国破译了德国外长齐默尔曼的电报，促成了美国对德宣战。1942年，美国从破译日本海军密报中，获悉日军对中途岛地区的作战意图和兵力部署，从而能以劣势兵力击破日本海军的主力，扭转了太平洋地区的战局。在保卫英伦三岛和其他许多著名的历史事件中，密码破译的成功都起到了极其重要的作用，这些事例也从反面说明了密码保密的重要地位和意义。
当今世界各主要国家的政府都十分重视密码工作，有的设立庞大机构，拨出巨额经费，集中数以万计的专家和科技人员，投入大量高速的电子计算机和其他先进设备进行工作。与此同时，各民间企业和学术界也对密码日益重视，不少数学家、计算机学家和其他有关学科的专家也投身于密码学的研究行列，更加速了密码学的发展。
现在密码已经成为单独的学科，从传统意义上来说，密码学是研究如何把信息转换成一种隐蔽的方式并阻止其他人得到它。
密码学是一门跨学科科目，从很多领域衍生而来：它可以被看做是信息理论，却使用了大量的数学领域的工具，众所周知的如数论和有限数学。
原始的信息，也就是需要被密码保护的信息，被称为明文。加密是把原始信息转换成不可读形式，也就是密码的过程。解密是加密的逆过程，从加密过的信息中得到原始信息。cipher是加密和解密时使用的算法。
最早的隐写术只需纸笔，现在称为经典密码学。其两大类别为置换加密法，将字母的顺序重新排列；替换加密法，将一组字母换成其他字母或符号。经典加密法的资讯易受统计的攻破，资料越多，破解就更容易，使用分析频率就是好办法。经典密码学现在仍未消失，经常出现在智力游戏之中。在二十世纪早期，包括转轮机在内的一些机械设备被发明出来用于加密，其中最著名的是用于第二次世界大战的密码机Enigma。这些机器产生的密码相当大地增加了密码分析的难度。比如针对Enigma各种各样的攻击，在付出了相当大的努力后才得以成功。

密码解密主要是用运用什么原理

栅栏易位法。即把将要传递的信息中的字母交替排成上下两行，再将下面一行字母排在上面一行的后边，从而形成一段密码。撒移位密码。也就是一种最简单的错位法，将字母表前移或者后错几位。进制转换密码。比如给你一堆数字，乍一看头晕晕的，你可以观察数字的规律，将其转换为10进制数字，然后按照每个数字在字母表中的排列顺序，拼出正确字母。摩尔斯密码。翻译不同，有时也叫摩尔密码。*表示滴，-表示哒，如下表所示比如滴滴哒就表示字母U，滴滴滴滴滴就表示数字5。另外请大家不要被滴哒的形式所困，我们实际出密码的时候，有可能转换为很多种形式，例如用0和1表示，迷惑你向二进制方向考虑，等等。摩尔斯是我们生活中非常常见的一种密码形式，例如电报就用的是这个哦。下次再看战争片，里面有发电报的，不妨自己试着破译一下电报。维热纳尔方阵。上面所说的频率分析，很容易破解较长篇幅的密文，于是维热纳尔继承前人的经验，创造出了这个维热纳尔方阵，从而克服了词频分析轻易能够破解密码的弊端，成为一种较为强大的密码编译形式。字母频率密码。关于词频问题的密码，词频法其实就是计算各个字母在文章中的出现频率，然后大概猜测出明码表，最后验证自己的推算是否正确。这种方法由于要统计字母出现频率，需要花费时间较长，本人在此不举例和出题了，有兴趣的话，参考《跳舞的小人》和《金甲虫》。

维热纳尔密码的破解方法

首先，破译的第一步就是寻找密文中出现超过一次的字母。有两种情况可能导致这样的重复发生。最有可能的是明文中同样的字母序列使用密钥中同样的字母加了密；另外还有一种较小的可能性是明文中两个不同的字母序列通过密钥中不同部分加了密，碰巧都变成了密文中完全一样的序列。假如我们限制在长序列的范围内，那么第二种可能性可以很大程序地被排除，这种情况下，我们多数考虑到4个字母或4个以上的重复序列。
　　破译的第二步是确定密钥的长度，又看看这一段先：
　　关键词 F O R E S T F O R E S T F O R E S T F O R E S T F O R
　　明 文 b e t t e r t o d o w e l l t h a n t o s a y w e l l
　　密 文 G S K X W K Y C U S O X Q Z K L S G Y C J E Q P J Z C
　　第一个YC出现后到第二个YC的结尾一共有12个字母（U S O X Q Z K L S G Y C）
　　那么密钥的长度应是12的约数－－－1，2，3，4，6，12之中的一个（其中，1可排除）。
　　如下面的密文：
　　I S W Z P N Q C K M Y Y Y J K A Y Y E Z F F S W E E S S P G Z X Q A H F
　　I S W Z P N Q C K M T V Y J O A C V E H A E S A Z R L T P Q I Z M X O T
　　Q S W M C V U D S I J G G D E U W A Z R S F X W I L K U E J Q L D A C B
　　G D L Y J X M Y L M D Q K Z M P L D I L Q E M W F S W D P A Z E Z Q N W
　　D Y W D Z X F S A E E A Z J D U E L V P T M C E K W S E E F U R Z F S W
　　D P X A C Q A F K M X W A W V E Z F S D B G D L A Y U Q X G D P E K W S
　　E E F U R Z F S W D P O U E Z K Z M Y L Q N P Q Q D E M J T Q Y G U V A
　　Z O G R W A W P V U E Q A F J Q J G G C O M J Z A H Q A F K T J D K A D
　　M N W P J G G C W K P K A Y E Q Z Z P T V K Z M Q G W D V F A H L T L L
　　U S S P X A Z P G Z J G G O S D W A Z R K A E Z Q C W K Z M M C W I T L
　　T E Z M E D A Z C A Y Q A F J R L U Q L K U Q Q A F J Q Y W H P J T F J
　　F L K U Q Q A F J Q Y W H P J P Z O Z D Z M W D U M W F S W A Y W R Z J
　　K Z M I S G B T F O S E E J G G D G R E D K M M F D M D P A R Q J A H F
　　U D K T Z O Z E Z Q Y A I T D X V F A H L T L L K Z M M C W Z Z V D P S
　　Y P J
　　在里面重复序列有I S W Z P N Q C K M，B G D L，S E E F U R Z F S W D P，
　　J G G C，L K U Q Q A F J Q Y W H P J，V F A H L T L L等；
　　如果每个重复间隔都能被3整除，关键词应该有三个字母。
　　下一步，仍旧是频率分析，不过，因为关键词有三个字母，我们应分为三组进行。把第1， 4，7，10，13......个字母分为一组，称之为L1，把第2，5，8，11，14......个字母又分为一组，称之为L2，余下的归另一组，称之为L3。那么每一组有169个字母。
　　现在先做一个标准频率分布表：
　　用169乘以各个字母的标准百分比，如字母A，169*8.2%＝14。
　　那么由标准频率：
　　A:8.2 N:6.7
　　B:1.5 O:7.5
　　C:2.8 P:1.9
　　D:4.3 Q:0.1
　　E:12.7 R:6.0
　　F:2.2 S:6.3
　　G:2.0 T:9.1
　　H:6.1 U:2.8
　　I:7.0 V:1.0
　　J:0.2 W:2.4
　　K:0.8 X:0.2
　　L:4.0 Y:2.0
　　M:2.4 Z:0.1
　　得到标准个数：
　　A:14 N:11
　　B:3 O:13
　　C:5 P:3
　　D:7 Q:0
　　E:21 R:10
　　F:4 S:11
　　G:3 T:15
　　H:10 U:5
　　I:12 V:2
　　J:0 W:4
　　K:1 X:0
　　L:7 Y:3
　　M:4 Z:0
　　然后，统计L1的169个字母出现的次数，有：
　　A:22 N:1
　　B:1 O:1
　　C:0 P:5
　　D:10 Q:16
　　E:10 R:5
　　F:9 S:2
　　G:7 T:7
　　H:2 U:14
　　I:9 V:1
　　J:0 W:1
　　K:11 X:2
　　L:0 Y:5
　　M:14 Z:14
　　又作出L1的图表（histogram），与标准图表对比一下。标准频率和L1的频率都有峰值，平稳期和低谷。它们之间的区别在于相互错开了一些位置，比较两者应该可以寻找出最显著的特征。例如，看L1图表中A－F这一段，A的峰值过后是低谷，特别是C没有出现，然后是一段平稳期，这与标准频率中的O－T这一段相像；标准频率中，O的前面I－N这一段和L1中U－Z一段也大致吻合；又看看，L1中，J和L的缺失应该就是标准频率中X和Z的缺失，M－Q这一段应就是标准频率中A－E这一段。这就暗示着L1的密码表是由M，N，O，P......开始的。把L1的图表向左平移12个单位再与标准频率对比，整体来说差不多。由此可知，关键词的第一个字母是M。（注意，一些误差是在所难免的，如K替换Y，两图表比较起来好像不很符合，但整体来说是差不多的，我们就可忽略过去。）
　　继续下来，统计L2中169个字母出现的次数，可以确定关键词的第二个字母是L。
　　最后，用同样的方法可确定关键词的第三个字母是S。
　　至此，得到整个关键词是MLS。
　　再用维热纳尔方阵将密文翻译过来，得到明文：
　　Whenever sang my songs
　　On the stage on my own
　　Whenever said my words
　　Wishing they would be heard
　　I saw you smiling at me
　　Was it real or just my fantasy
　　You’d always be there in the corner
　　Of this tiny little bar
　　My last night here for you
　　Same old songs just once more
　　My last night here with you
　　Maybe yes maybe no
　　I kind of liked it you’re your way
　　How you shyly placed your eyes on me
　　Oh did you ever know
　　That I had mine on you
　　Darling so there you are
　　With that look on your face
　　As if you’re never hurt
　　As if you’re never down
　　Shall I be the one for you
　　Who pinches you softly but sure
　　If frown is shown then
　　I will know that you are no dreamer
　　现在再说说一些技巧：
　　1.A－E段，U－Z段以及O－T段的特征比较显著，可先从这些方面着手；
　　2.如果一些字符串出现的频率较多，不妨猜猜，特别要注意THE，-ING等的出现；
　　3.要留意那些图表中没有出现的字母，很多时候也会是突破点，如X与Z的空缺；
　　4.图表最好还是做一下，毕竟比较直观，一个初中生会这些，很怪吧

什么是维热纳尔方阵

公元16世纪晚期,，法国外交官维热纳尔(或译为维琼内尔) Blaise de Vigenere(1523-1596)提出著名的维热纳尔方阵密表和维热纳尔密码(Vigenerecypher)，这是一种多表加密的替代密码，可使阿尔—金迪和菲利普斯的频度分析法失效。维热纳尔方阵加密法其实很简单，它只需要用一个双方约定的单词来加密一条明文。方阵如下：
1 b c d e f g h I j k l m n o p q r s t u v w x y z a
2 c d e f g h I j k l m n o p q r s t u v w x y z a b
3 d e f g h I j k l m n o p q r s t u v w x y z a b c
4 e f g h I j k l m n o p q r s t u v w x y z a b c d
5 f g h I j k l m n o p q r s t u v w x y z a b c d e
6 g h I j k l m n o p q r s t u v w x y z a b c d e f
7 h I j k l m n o p q r s t u v w x y z a b c d e f g
8 I j k l m n o p q r s t u v w x y z a b c d e f g h
9 j k l m n o p q r s t u v w x y z a b c d e f g h I
10 k l m n o p q r s t u v w x y z a b c d e f g h I j
11 l m n o p q r s t u v w x y z a b c d e f g h I j k
12 m n o p q r s t u v w x y z a b c d e f g h I j k l
13 n o p q r s t u v w x y z a b c d e f g h I j k l m
14 o p q r s t u v w x y z a b c d e f g h I j k l m n
15 p q r s t u v w x y z a b c d e f g h I j k l m n o
16 q r s t u v w x y z a b c d e f g h I j k l m n o p
17 r s t u v w x y z a b c d e f g h I j k l m n o p q
18 s t u v w x y z a b c d e f g h I j k l m n o p q r
19 t u v w x y z a b c d e f g h I j k l m n o p q r s
20 u v w x y z a b c d e f g h I j k l m n o p q r s t
21 v w x y z a b c d e f g h I j k l m n o p q r s t u
22 w x y z a b c d e f g h I j k l m n o p q r s t u v
23 x y z a b c d e f g h I j k l m n o p q r s t u v w
24 y z a b c d e f g h I j k l m n o p q r s t u v w x
25 z a b c d e f g h I j k l m n o p q r s t u v w x y
26 a b c d e f g h I j k l m n o p q r s t u v w x y z

什么叫多字母加密

多字母顺序加密的这种算法的每个字母的后推位次并不相同，假如D代替了A ，并不一定是E取代B。在第二次世界大战中名声大震的Enigma自动加密机，也基于这个原理工作。
相对而言：
罗马的将军们用字母后推3位的方法加密往来的信函。比如，用D来代替A，E代替B，以此类推。这个单一字母顺序加密法，直到九世纪才被阿拉伯的学者通过不断的分析破解。
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时间之旅:天书奇谭-加密篇
导言：每个人都在问这个问题：你能保密码？2500年来，统治者、保密机构和密码破译家一直寻找着答案。
一直以来，加密技术都应用于政治领域。现如今，每个人在网上冲浪、收发email或者使用网上银行的时候，都要用到加密算法。加密能避免“窃听”事件的发生，如果没有加密算法，互联网或许不会是今天这个样子。
现代数据加密算法的原理仍基于罗马帝国的凯撒与他的将军们联系所使用的加密方法，它的原理基于凯撒时代的字母表。罗马的将军们用字母后推3位的方法加密往来的信函。比如，用D来代替A，E代替B，以此类推。这个单一字母顺序加密法，直到九世纪才被阿拉伯的学者通过不断的分析破解。然而，法国人Blaise de Vigenère的多字母顺序加密就不那么容易破解了，这种算法的每个字母的后推位次并不相同，假如D代替了A ，并不一定是E取代B。在第二次世界大战中名声大震的Enigma自动加密机，也基于这个原理工作。
计算机时代的到来，使得这一切都发生了改变。伴随着不断上升的处理能力，算法变得越来越复杂，“攻击”也变得越来越高效。此后，密码破译家便遵循Kerckhoffs原则，一个密码系统应该是安全的，即使该系统的一切，除了密钥，都可以作为公共知识。这种“开源”理念的好处是，任何人都可以试验这种加密算法的优劣。
用于科学研究目的的攻击是可取的。如果攻击是成功的，一个更好的算法便有了用武之地。在1998年，数据加密标准（DES）的命运便是如此，它曾是美国当局首选的加密方法。密钥的长度只有短短的56位，如果使用强力攻击，很快便可破解。
DES 的继任者从竞争中胜出，Rijndael算法赢得了最后的胜利。美国国家标准技术研究所（NIST）选择Rijndael作为美国政府加密标准（AES）的加密算法，该算法使用128位密钥，适用WLAN，能够胜任蓝光加密。然而，这么经典的对称算法对于网络通讯还是不够安全。发送者和接收者使用相同的密钥加密和解密。任何人都可以截获密钥，因为它并未加密。
发明于上世纪70年代的非对称加密法帮助解决了这个问题。接收者生成公共密钥和私人密钥两个部分，他将公共密钥发送给那些需要向他发送加密信息的人。公共密钥可以加密文件，但是这些文件需要私人密钥才能解码。这一算法的缺点是：密钥对需要两组大的原始数字生成，非常耗时。对网络银行等个人业务，对称法和非对称法组合使用的方法是有效的。信息部分使用对称法加密，但密钥应采用非对称法加密。
当量子电脑有足够的能力使用强力攻击破解128位的密钥的时候，非对称加密法就不安全了。量子密码学利用物理学原理保护信息，以量子为信息载体，经由量子信道传送，在合法用户之间建立共享的密钥，它的安全性由“海森堡测不准原理”及“单量子不可复制定理”保证。
加密史
400v.Chr. Skytale（天书）
时间之旅:天书奇谭-加密篇
Skytale 就是一种加密用的、具有一定粗细的棍棒或权杖。斯巴达人把重要的信息缠绕在Skytale上的皮革或羊皮纸之后，再把皮革或羊皮纸解下来，这样就能有效地打乱字母顺序。只有把皮（纸）带再一点点卷回与原来加密的Skytale同样粗细的棍棒上后，文字信息逐圈并列在棍棒的表面，才能还原出本来的意思。
50v.Chr. 凯撒密码
时间之旅:天书奇谭-加密篇
罗马的统治者将字母后推3个位次加密，这就是今天广为人知的单一字母加密法。
1360 Alphabetum Kaldeorum
时间之旅:天书奇谭-加密篇
奥地利的Rudolf 四世发明了中世纪最受欢迎的加密法，他甚至在墓碑上也使用它。
1467 加密碟
时间之旅:天书奇谭-加密篇
这个工具使得单一字母加密法的字母取代简单化。
1585 维热纳尔密码（Vigenère）
法国外交家Blaise de Vigenère发明了一种方法来对同一条信息中的不同字母用不同的密码进行加密，这种多字母加密法在诞生后300年内都没能被破解。
1854 Charles Babbage
时间之旅:天书奇谭-加密篇
计算机的发明者，据说是他第一个破解了维热纳尔代码，人们在检查他的遗物时发现了这一破解方法。
1881 Kerkhoff原则
时间之旅:天书奇谭-加密篇
这以后，加密算法的安全性不再取决于算法的保密，而是密钥的保密。
1918 Enigma和一次性密钥
时间之旅:天书奇谭-加密篇
Enigma是著名的德国加密机，为每个字母生成取代位次。在很长的一段时间内，都被认为是无法破解的。
一次性密钥在数学上是安全的：使用编码手册，为每个文本使用不用的加密方式——在冷战时期，间谍常使用此工具。
1940 Tuning-Bombe
时间之旅:天书奇谭-加密篇
这个机器由Alan Turking 发明，用于破解Enigma加密机。它包含了多个相互配合使用的Enigma设备。
1965 Fialka
时间之旅:天书奇谭-加密篇
东欧的“Enigma”，一直使用到柏林墙倒塌。自1967起被为认为不再安全。
1973 公共密钥
英国智囊机构的3个军官首先开发了非对称加密。直到1997年才被揭秘。
1976 DES
时间之旅:天书奇谭-加密篇
IBM与NASA合作，为美国官方开发了数据加密标准。然而，评论家发现了将密钥长度从128位降低到56位这一该算法的瑕疵。
1977 RSA
时间之旅:天书奇谭-加密篇
Rivest、Shamir 和Adelman三人发明了可靠的非对称加密法。目前，它主要用于邮件加密和数字签名等场合。
1998 深度破解
时间之旅:天书奇谭-加密篇
电子国界基金会有一台拥有1800个处理器的计算机，它通过蛮力破解了DES加密法。
2000 AES
时间之旅:天书奇谭-加密篇
DES的继任者，Rijndael算法在公开竞争中取胜。高级加密标准是最为广泛应用的对称加密手段。
2008 量子密码网络 DES
使用量子密码保护的光纤网络在维也纳首次展示。
2030未来趋势：量子计算机
时间之旅:天书奇谭-加密篇