凯撒密码加解密过程与破解原理

目录

• 无规律的加密过程
  
• 无规律的解密过程——破译
  
• 有规律的加密过程
  
• 有规律的解密过程——破译
  
• 练习
  

凯撒密码（英语：Caesar cipher），或称凯撒加密、凯撒变换、变换加密，是一种最简单且最广为人知的加密技能。 凯撒密码是一种替换加密技能，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。 例如，当偏移量是3的时间，所有的字母被替换，比如A将被替换成D，B变成E，以此类推。
无规律的加密过程

使用密文字母表，这种表格的字母（可能）是无规律的、随机的。加解密双方都必要拿到密文字母表。
举例：
假设我们通信时只使用26个英文字母（不区分大小写）

（密文字母表的顺序可以随机摆放）

1. 当你需要加密的明文：I LOVE YOU
2. 拿着密文字母表，对照着密文字母表映射就可以了。
3. 变成的密文：       L ORYH BRX
4. 拿着密文字母表，对照着密文字母表解密就可以了。

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无规律的解密过程——破译

原理：

• 考虑英文字母的使用频率规律，尝试用高频映射高频；
  
• 联合排除法。
  

现实案例：
TODO
有规律的加密过程

就是字母表向左或向右移动多少位，用一个图表示，方便理解：

用两个圆纸盘写好26个字母，相互叠起来，
外面的圆盘代表明文，
内部的圆盘代表密文，
在初始阶段，外A —— 内A，外B —— 内B，...都要一一对应上。

比如，向右移动3位，外A —— 内D 。
用表格表示：

比如说：

1. 当你需要加密的明文：I LOVE YOU
2. 你的加密方式，向右移动3位：
3. 变成的密文：       F IRYH BRX

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加密只必要注意两个点：

• 偏移方向
  
• 偏移量
  

有规律的解密过程——破译

我们知道明文就是通过偏移方向+偏移量进行加密，那么假如是破译者，怎么能知道加密时使用了什么偏移量？
比如说给你一段使用凯撒加密过的文本，你怎么解密出来？
Prqd Olvd Lq Iudqfh
破译原理：

• 统计出现最高频的字母；
  用凯撒密码编写的密文，字数越多就越容易破译；
  
• 要猜出字母究竟位移了多少位，要考虑英文字母的使用频率规律，尝试用高频映射高频。
  当然还可以暴力破解，毕竟只能位移1-25次，那就1-25位移全部罗列出来，哪个结果最像人写的，就是正确的。
  

练习：

• 统计
  我使用在线工具：https://uutool.cn/str-statistics/
  
  
  
  
• 映射
  参考下面的字母高频使用表格：
  英文字母按使用频率从高到低排序，第一位是e、第二位是t,...
  
  
  
  q——e ，本身用圆盘计算了一下，向右位移14次，尝试解密：Bdcp Axhp Xc Ugpcrt ，看着不对。
  ...
  d——e ，本身用圆盘算了一下，向右位移25次，尝试解密：Prqd Olvd Lq Iudqfh ，看着不对。
  d——t ，本身用圆盘算了一下，向右位移16次，尝试解密：Zban Yvfn Va Senapr ，看着不对。
  d——a ，本身用圆盘算了一下，向右位移3次，尝试解密：Mona Lisa In France ，恭喜！看着对了。
  过程可以使用在线工具：http://www.atoolbox.net/Tool.php?Id=778
  

练习

请破解：

1. RD IJFW OJSSD
2. QTANSL DTZ NX XT JFXD.
3. YMJWJFWJXTRFSD YMNSLX YT QTAJ FGTZY DTZ!
4. IT DTZ PSTB N QTAJ NY BMJS DTZ IFDIWJFR FSI DTZ YMNSP ST
5. TSJ NX BFYHMNSL?
6. IT DTZPSTB N QTAJ YMJ BFD DTZW JDJX XUFWPQJ BMJS DTZ
7. YJQQ F KZSSD XYTWD?
8. IT DTZ PSTB YMFY N QTAJ YMJ XMFUJ TK DTZW JFWX?
9. IT DTZ PSTB N QTAJ YT BFYHM DTZ XQJJU?
10. N HTZQI LT TS FSI TS.
11. NFR YMJWJ BNYM DTZ, QTANSL DTZ.
12. KWTR JIINJ

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