在密码学中,恺撒密码是一种最简单且最广为人知的加密技术。它是一种替换加密的技术,明文中的所有字母都在字母表上向后(或向前)按照一个固定数目进行偏移后被替换成密文。例,当偏移量是3的时候,所有的字母A将被替换成D,B变成E,以此类推。这个加密方法是以恺撒的名字命名的,当年恺撒曾用此方法与其将军们进行联繫。 恺撒密码通常被作为其他更複杂的加密方法中的一个步骤。恺撒密码还在现代的ROT13系统中被套用。但是和所有的利用字母表进行替换的加密技术一样,恺撒密码非常容易被破解,而且在实际套用中也无法保证通信安全。
基本介绍
- 中文名:恺撒加密
- 性质:加密技术
- 优点:最简单且最广为人知
- 缺点:非常容易被破解
恺撒加密
“恺撒密码”据传是古罗马恺撒大帝用来保护重要军情的加密系统。它是一种替代密码,通过将字母按顺序推后起3位起到加密作用,如将字母A换作字母D,将字母B换作字母E。据说恺撒是率先使用加密函的古代将领之一,因此这种加密方法被称为恺撒密码。
假如有这样一条指令:
RETURN TO ROME
用恺撒密码加密后就成为:
UHWXUQ WR URPH
如果这份指令被敌方截获,也将不会泄密,因为字面上看不出任何意义。
这种加密方法还可以依据移位的不同产生新的变化,如将每个字母左19位,就产生这样一个明密对照表:
明: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
密: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
在这个加密表下,明文与密文的对照关係就变成:
明文:THE FAULT, DEAR BRUTUS, LIES NOT IN OUR STARS BUT IN OURSELVES.
密文:MAX YTNEM, WXTK UKNMNL, EBXL GHM BG HNK LMTKL UNM BG HNKLXEOXL.
加密方式
很明显,这种密码的密度是很低的,只需简单地统计字频就可以破译。于是人们在单一恺撒密码的基础上扩展出多表密码,称为“维吉尼亚”密码。它是由16世纪法国亨利三世王朝的布莱瑟·维吉尼亚发明的,其特点是将26个恺撒密表合成一个,见下表:
原: 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
A :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
B :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
C: 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
D: 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
以下如此类推。
维吉尼亚密码引入了“密钥”的概念,即根据密钥来决定用哪一行的密表来进行替换,以此来对抗字频统计。假如以上面第一行代表明文字母,左面第一列代表密钥字母,对如下明文加密:
TO BE OR NOT TO BE THAT IS THE QUESTION
当选定RELATIONS作为密钥时,加密过程是:明文一个字母为T,第一个密钥字母为R,因此可以找到在R行中代替T的为K,依此类推,得出对应关係如下:
密钥:RELAT IONSR ELATI ONSRE LATIO NSREL
明文:TOBEO RNOTT OBETH ATIST HEQUE STION
密文:KSMEH ZBBLK SMEMP OGAJX SEJCS FLZSY
总结
历史上以维吉尼亚密表为基础又演变出很多种加密方法,其基本元素无非是密表与密钥,并一直沿用到二战以后的初级电子密码机上。