【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 換密碼，由Lester S. Hill在1929年發(fā)明。每個(gè)字母轉(zhuǎn)換成26進(jìn)制數(shù)字：A=0, B=1, C=2...Z=25一串字母當(dāng)成n維向量，跟一個(gè)nn的矩陣相乘，再將得出的結(jié)果MOD26。更多[參考]()**（2）加密**明文：`ACT`明文對(duì)應(yīng)矩陣：加密密鑰：`GYBNQKURP`加密矩陣：計(jì)算過程：密文：`FIN`**（3）解密**密文：`FIN`計(jì)算加密矩陣的逆矩陣：解密計(jì)算：明文：`ACT`至于證明和求逆可以參考線性代數(shù)知識(shí)。**（4）破解**密碼分析一門破解編碼和密碼的藝術(shù)。當(dāng)我們嘗試去攻破希爾密碼你會(huì)發(fā)現(xiàn)頻率分析實(shí)際上沒有什么用處，特別在密鑰長(zhǎng)度增多的情況下。對(duì)于較長(zhǎng)的二元矩陣（22的希爾密碼）頻率分析可能可能會(huì)有幫助，但是對(duì)于較短的密文分析是沒有實(shí)際作用的。這里推薦一篇關(guān)于用[已知明文樣本攻擊的方式破解希爾密碼]()的文章，基礎(chǔ)的希爾密碼用[已知明文攻擊]()的方式是可攻破的，由于加密完全是線性的，所以攻擊者在截取到部分明文/密文字符對(duì)可以輕松建立一個(gè)線性系統(tǒng)，輕松搞定希爾密碼，如果不能完全確定線性系統(tǒng)，那么只需要添加部分明文/密文對(duì)即可。已知明文攻擊時(shí)最好的方式去破解寫入密碼，如果明文一無(wú)所知，那就進(jìn)行推測(cè)猜出部分明文?；谝阎魑臉颖竟舻姆绞狡平庀柮艽a的算法的實(shí)現(xiàn)工具破解示例：密文： XUKEXWSLZJUAXUNKIGWFSOZRAWURORKXAOSLHROBXBTKCMUWDVPTFBLMKEFVWMUXTVTWUIDDJVZKBRMCWOIWYDXMLUFPVSHAGSVWUFWORCWUIDUJCNVTTBERTUNOJUZHVTWKORSVRZSVVFSQXOCMUWPYTRLGBMCYPOJCLRIYTVFCCMUWUFPOXCNMCIWMSKPXEDLYIQKDJWIWCJUMVRCJUMVRKXWURKPSEEIWZVXULEIOETOOFWKBIUXPXUGOWLFPWUSCH解密：解密[腳本實(shí)例]()在線加解密[傳送門]()**（1）介紹**豬圈密碼(Pigpen Cipher或稱九宮格密碼、朱高密碼、共濟(jì)會(huì)密碼或共濟(jì)會(huì)員密碼)，是一種以格子為基礎(chǔ)的簡(jiǎn)單替代式密碼。更多[參考]()明文字母和對(duì)應(yīng)密文：明文：`THE QUICK BROWN FOX JUMPS OVER THE LAZY DOG`密文：在線加密[傳送門]()**（2）變種**圣堂武士密碼(Templar Cipher)是共濟(jì)會(huì)的“豬圈密碼”的一個(gè)變種，一直被共濟(jì)會(huì)圣殿騎士用。明文字母和對(duì)應(yīng)密文：**（3）其他變種**明文字母和對(duì)應(yīng)密文：明文字母和對(duì)應(yīng)密文：明文字母和對(duì)應(yīng)密文：**（1）介紹**波利比奧斯方陣密碼（Polybius Square Cipher或稱波利比奧斯棋盤）是棋盤密碼的一種，是利用波利比奧斯方陣進(jìn)行加密的密碼方式，簡(jiǎn)單的來(lái)說就是把字母排列好，用坐標(biāo)(行列)的形式表現(xiàn)出來(lái)。字母是密文，明文便是字母的坐標(biāo)。更多[參考]()常見的排布方式：加密實(shí)例：明文：`THE QUICK BROWN FOX JUMPS OVER THE LAZY DOG`密文：`442315 4145241325 1242345233 213453 2445323543 442315 31115554 143422`(曲折加密)**（1）介紹**夏多密碼是作者麥克斯韋格蘭特在中篇小說《死亡之鏈》塑造夏多這一英雄人物中所自創(chuàng)的密碼，如下圖所示： 注意，在以上所示的字母表密鑰的底部，列有四個(gè)附加符號(hào)1，2，3。每個(gè)附加符號(hào)指示，如何轉(zhuǎn)動(dòng)寫有密文的紙張，再進(jìn)行后續(xù)的加密或解密操作，直到出現(xiàn)另一個(gè)附加符號(hào)?？梢园衙總€(gè)附加符號(hào)中的那根線看作是指示針，它指示了紙張的上端朝上，朝右，朝下，朝左。比如說：如果出現(xiàn)符號(hào)3，那么紙張就應(yīng)該轉(zhuǎn)動(dòng)180度，使其上端朝下； 符號(hào)2表示紙張上端朝右，依次類推。源文本：`I AM IN DANGER SEND HELP(我有危險(xiǎn)，速來(lái)增援)`密文：普萊菲爾密碼(Playfair Cipher)是第一種用于實(shí)際的雙字替換密碼，用雙字加密取代了簡(jiǎn)單代換密碼的單字加密，很明顯這樣使得密文更難破譯，因?yàn)槭褂煤?jiǎn)單替換密碼的頻率分析基本沒有什么作用，雖然頻率分析，通常仍然可以進(jìn)行，但是有2525=625種可能而不是25種可能，可以分為三個(gè)步驟，即編制密碼表、整理明文、編寫譯文，下面我們以明文：`THE QUICK BROWN FOX JUMPS OVER THE LAZY DOG`和密鑰`CULTURE`為例來(lái)講解。普萊菲爾密碼又稱為單方密碼(Single Cipher)之后又出現(xiàn)它的升級(jí)版Double Playfair，也就是[二方密碼]()(Twosquare Cipher),在之后又有四方密碼(Foursquare Cipher)**(1)編制密碼表**`C U L T U R E`，去掉后面重復(fù)的字母得到：`C U L T R E`（也可橫排），之后的空白按照相同的順序用字母表中剩余的字母依次填補(bǔ)完整，得到如下的方格: 這一步需要注意的要點(diǎn)：整理密鑰字母時(shí)，如果出現(xiàn)Z，則需要去除，因?yàn)樵谟⑽睦颶的使用頻率最低，相應(yīng)的如果是德文，則需將I與J當(dāng)作一個(gè)字母來(lái)看待，而法語(yǔ)則去掉W或K。**(2)整理明文**我們要遵循的原則是“兩個(gè)一組”，得到是若干個(gè)兩兩成對(duì)的字母段，用到的是明文`THE QUICK BROWN FOX JUMPS OVER THE LAZY DOG`與字母`X`：，得到：`TH EQ UI CK BR OW NF OX JU MP SO VE RT HE LA ZY DO G``X`使之成對(duì)：`TH EQ UI CK BR OW NF OX JU MP SO VE RT HE LA ZY DO GX` 這一步需要注意的要點(diǎn)：對(duì)于相連字母相同者，每個(gè)后面都需要加`X`，例如`TOMORROW`，需要寫成：`TO MO RX RX OW`。**(3)編寫密文**我們要得到的密文，當(dāng)然，對(duì)于每個(gè)字母對(duì)，要嚴(yán)格遵循如下的原則： ，如果已在最右邊，則用該行最左邊的替換，如明文為`CE`，依據(jù)上表，應(yīng)替換為`EG`； ，如果已在最下邊，則用該行最上邊的替換，如明文為`OQ`，依據(jù)上表，應(yīng)替換為`PS`； ，則應(yīng)在密碼表中找兩個(gè)字母使四個(gè)字母組成一個(gè)矩形，明文占據(jù)兩個(gè)頂點(diǎn)，需用另外兩個(gè)頂點(diǎn)的字母替換，如明文為`HX`，可以替換為`WI/J`或`I/JW`（下面的例子將按照橫向替換原則即同行優(yōu)先）。按照上述原則，將明文`TH EQ UI CK BR OW NF OX JU MP SO VE RT HE LA ZY DO GX`加以轉(zhuǎn)換得到`KU ND LH GT LF WU ES PW LH SI/J NP CG CR AG BU VZ QA I/JV`（/表示或者，不過一般用I不用J，所以分析密文時(shí)你看25個(gè)字母都有而只差一個(gè)字母沒有用到可以考慮一下這種加密方式）將得到的字母改為大寫并五個(gè)一組列好，得到密文`KUNDL HGTLF WUESP WLHSI NPCGC RAGBU VZQAI V`。加密解密[傳送門]()(ps：這里加解密是橫向編制密碼表)加密解密實(shí)例(ps：這里加解密也是橫向編制密碼表)： from pycipher import PlayfairPlayfair(39。CULTREABDFGHIKMNOPQSVWXYZ39。).encipher(39。THE QUICK BROWN FOX JUMPS OVER THE LAZY DOG39。)39。UKDNLHTGFLWUSEPWHLISNPCGCRGAUBVZAQIV39。Playfair(39。CULTREABDFGHIKMNOPQSVWXYZ39。).decipher(39。UKDNLHTGFLWUSEPWHLISNPCGCRGAUBVZAQIV39。)39。THEQUICKBROWNFOXIUMPSOVERTHELAZYDOGX39。**（1）介紹**維吉尼亞密碼(Vigen232。re Cipher)是在單一愷撒密碼的基礎(chǔ)上擴(kuò)展出多表代換密碼，根據(jù)密鑰(當(dāng)密鑰長(zhǎng)度小于明文長(zhǎng)度時(shí)可以循環(huán)使用)來(lái)決定用哪一行的密表來(lái)進(jìn)行替換，以此來(lái)對(duì)抗字頻統(tǒng)計(jì)，更多[參考]()。密表：明文：`THE QUICK BROWN FOX JUMPS OVER THE LAZY DOG`密鑰(循環(huán)使用，密鑰越長(zhǎng)相對(duì)破解難度越大)：`CULTURE`加密過程：如果第一行為明文字母，第一列為密鑰字母，那么明文字母39。T39。列和密鑰字母39。C39。行的交點(diǎn)就是密文字母39。V39。，以此類推。密文：`VBP JOZGM VCHQE JQR UNGGW QPPK NYI NUKR XFK`**（2）已知密鑰加解密** from pycipher import VigenereVigenere(39。CULTURE39。).encipher(39。THE QUICK BROWN FOX JUMPS OVER THE LAZY DOG39。)39。VBPJOZGMVCHQEJQRUNGGWQPPKNYINUKRXFK39。Vigenere(39。CULTURE39。).decipher(39。VBPJOZGMVCHQEJQRUNGGWQPPKNYINUKRXFK39。)39。THEQUICKBROWNFOXJUMPSOVERTHELAZYDOG39。在線加密解密[傳送門]()**（3）未知密鑰破解**可以參考[維吉尼亞密碼分析]()這篇文章，破解維吉尼亞密碼第一步是確定密鑰長(zhǎng)度，維吉尼亞密碼分析這篇文章里介紹了使用[重合指數(shù)]()算法來(lái)確定密鑰長(zhǎng)度，在確定密鑰長(zhǎng)度后就可以嘗試確定密鑰，通常我們可以使用[卡方檢驗(yàn)]()來(lái)找到每個(gè)字母的偏移量，基于維吉尼亞密碼分析一文中的算法實(shí)現(xiàn)的工具破解示例。密文：`kiqpbkxspshwehospzqhoinlgapp`解密：(ps:結(jié)合左邊的值，密鑰以及解出明文可以確定kien 5或者klen 10為準(zhǔn)確的結(jié)果)明文：`DEFEND THE EAST WALL OF THE CASTLE`**（4）變種**有幾種密碼和維吉尼亞密碼相似，格羅斯費(fèi)爾德密碼(Gronsfeld cipher)實(shí)際上和維吉尼亞密碼相同，除了使用了數(shù)字來(lái)代替字母以外沒有什么區(qū)別。數(shù)字可以選擇一種數(shù)列，如斐波那契數(shù)列，或者一些其他的偽隨機(jī)序列。格羅斯費(fèi)爾德密碼密碼分析過程和維吉尼亞密碼大同小異，不過，自動(dòng)密鑰密碼不能使用[卡西斯基算法]()(kasiski)來(lái)破譯，因?yàn)樽詣?dòng)密鑰密碼的密鑰不重復(fù)循環(huán)使用，破譯自動(dòng)密鑰密碼最好的方法的就是從密文不斷嘗試和猜測(cè)其中明文或密鑰的一部分。from pycipher import GronsfeldGronsfeld([2,20,11,45,20,43,4]).encipher(39。THE QUICK BROWN FOX JUMPS OVER THE LAZY DOG39。)VBPJOZGMVCHQEJQRUNGGWQPPKNYINUKRXFK39。Gronsfeld([2,20,11,45,20,43,4]).decipher(39。VBPJOZGMVCHQEJQRUNGGWQPPKNYINUKRXFK39。)THEQUICKBROWNFOXJUMPSOVERTHELAZYDOG39。在線加解密[傳送門]()**（1）介紹**自動(dòng)密鑰密碼(Autokey Cipher)是多表替換密碼，與維吉尼亞密碼密切相關(guān)，但使用不同的方法生成密鑰，通常來(lái)說要比維吉尼亞密碼更安全。自動(dòng)密鑰密碼主要有兩種，：明文：`THE QUICK BROWN FOX JUMPS OVER THE LAZY DOG`關(guān)鍵詞：`CULTURE`自動(dòng)生成密鑰：`CULTURE THE QUICK BROWN FOX JUMPS OVER THE`接下來(lái)的加密過程和維吉尼亞密碼類似，從密表可得：密文：`VBP JOZGD IVEQV HYY AIICX CSNL FWW ZVDP WVK`**（2）已知關(guān)鍵詞加解密** from pycipher import AutokeyAutokey(39。CULTURE39。).encipher(39。THE QUICK BROWN FOX JUMPS OVER THE LAZY DOG39。)39。VBPJOZGDIVEQVHYYAIICXCSNLFWWZVDPWVK39。Autokey(39。CULTURE39。).decipher(39。VBPJOZGDIVEQVHYYAIICXCSNLFWWZVDPWVK39。)39。THEQUICKBROWNFOXJUMPSOVERTHELAZYDOG39。在線加解密[傳送門]()**（3）未知關(guān)鍵詞破解**推薦去看這篇[自動(dòng)密鑰密碼分析文章]()，基于文中的算法實(shí)現(xiàn)的工具來(lái)破解示例。密文: isjiqymdebvuzrvwhmvysibugzhyinmiyeiklcvioimbninyksmmnjmgalvimlhspjxmgfiraqlhjcpvolqmnyynhpdetoxemgnoxl解密(ps:從klen 13可以看出使用的關(guān)鍵詞為39。FORTIFICATION39。)明文： DESPITEBEINGMORESECURETHANTHEVIGENERECIPHERTHEAUTOKEYCIPHERISSTILLVERYEASYTOBREAKUSINGAUTOMATEDMETHODS將明文轉(zhuǎn)換成可讀句子：despite being more secure than the vigenere cipher the autokey cipher is still very easy to break using automated methods**（1）介紹**博福特密碼(Beaufort Cipher)，是一種類似于維吉尼亞密碼的代換密碼，由弗朗西斯蒲福(Francis Beaufort)發(fā)明。它最知名的應(yīng)用是Hagelin M209密碼機(jī)。博福特密碼屬于對(duì)等加密，即加密演算法與解密演算法相同。明文：`THE QUICK BROWN FOX JUMPS OVER THE LAZY DOG`密鑰(循環(huán)使用，密鑰越長(zhǎng)相對(duì)破解難度越大)：`CULTURE`加密過程：如果第一行為明文字母，第一列為密文字母，那么沿明文字母39。T39。列出現(xiàn)密鑰字母39。C39。的行號(hào)就是密文字母39。J39。，以此類推。密文：`JNH DAJCS TUFYE ZOX CZICM OZHC BKA RUMV RDY`**（2）已知密鑰加解密** from pycipher import BeaufortBeaufort(39。CULTURE39。).encipher(39。THE QUICK BROWN FOX JUMPS OVER THE LAZY DOG39。)39。JNHDAJCSTUFYEZOXCZICMOZHCBKARUMVRDY39。Beaufort(39。CULTURE39。).decipher(39。JNHDAJCSTUFYEZOXCZICMOZHCBKARUMVRDY39。)39。THEQUICKBROWNFOXJUMPSOVERTHELAZYDOG39。在線加解密[傳送門]()**（1）介紹**滾動(dòng)密鑰密碼(Running Key Cipher)和維吉尼亞密碼有著相同的加密機(jī)制，區(qū)別是密鑰的選取，維吉尼亞使用的密鑰簡(jiǎn)短，而且重復(fù)循環(huán)使用，與之相反，滾動(dòng)密鑰密碼使用很長(zhǎng)的密鑰，比如引用一本書作為密鑰。這樣做的目的是不重復(fù)循環(huán)使用密鑰，使密文更難破譯，盡管如此，滾動(dòng)密鑰密碼還是可以被攻破，因?yàn)橛嘘P(guān)于密鑰和明文的統(tǒng)計(jì)分析模式可供利用，如果滾動(dòng)密鑰密碼使用統(tǒng)計(jì)上的隨機(jī)密鑰來(lái)源，那么理論上是不可破譯的，因?yàn)槿魏慰赡芏伎梢猿蔀槊荑€，并且所有的可能性都是相等的。明文：`THE QUIC