Vigenere密码
密文隐藏明文结构的其他方法包括使用几种不同的单表代换密码而不是只有一个;指定特定的替换的关键是要用于加密明文的象征。生成的密码,一般称为多字码,历史悠久的使用。系统主要在不同的方式主要是用来选择单表代换规则的集合。
最著名的多字码是简单的Vigenere密码命名的16世纪法国不好的布莱斯德Vigenere。多年来,这种类型的密码被认为是坚不可摧的,被称为le数字indechiffrable,字面意思是“无法破解的密码。“加密和解密的过程Vigenere密码了。
Vigenere类型的简单系统,关键是一个词或短语重复多次要求译成密码的信息。如果具有欺骗性和消息的关键是我们发现拯救自己,然后生成的密码
的显示的程度的原始频率发生模式是被加密的文本本文使用重复键具有欺骗性的。然而,在1861年弗里德里希·w·Kasiski曾是一个德国军官和密码专家,发表了一份解决repeated-key Vigenere密码基于相同的配对信息和关键符号生成相同的密码符号。密码破译者寻找正是这样的重复。在上面的例子中,该集团VTW出现两次,由六个字母分开,表明关键(即。词)长度是三个或9。因此,密码破译者将密码符号分割成3和9 monoalphabets并尝试解决这些作为一个简单的替换密码。有足够的密文,很容易求出未知的关键字。
的周期性重复的关键利用由Kasiski可以消除通过running-key Vigenere密码。产生这样一个密码用于nonrepeating文本时关键。Vigenere实际上提出了连接明文本身遵循一个秘密的关键字是为了提供一个关键在被称为一个autokey运行。
即使running-key或autokey密码消除周期性,两种方法存在cryptanalyze他们。在一个,假设下的密码破译者收益共享相同的密文和关键频率分布的符号和应用统计分析。例如,E发生在英语明文频率为0.0169,和T经常发生只有一半。当然,密码破译者将需要一个更大的部分密文解决running-key Vigenere密码,但基本的原则before-i.e本质上是一样的。,recurrence of like events yields identical effects in the ciphertext. The second method of solving running-key ciphers is commonly known as the probable-word method. In this approach, words that are thought most likely to occur in the text are subtracted from the cipher. For example, suppose that an encrypted message to President杰斐逊。戴维斯的美利坚联盟国被拦截。基于统计分析的信在密文的频率,和韩国加密习惯,似乎采用running-key Vigenere密码。一个合理的选择可能的词以明文的形式可能是“总统。”简单一个空间将被编码为“0。“总统将encoded-not加密了”16日,18日,5日,19日,9日,4、5、14、20“使用规则A = 1, B = 2,等等。现在这九个数字添加模27(26个字母加一个空间符号)的每个连续的块九的象征ciphertext-shifting每次一个字母形成一个新的块。几乎所有这样的增加会产生random-like九组符号作为一个结果,但有些可能会产生一个块,其中包含有意义的英语片段。这些片段可以通过上述两种技术的扩展。如果提供足够的密文,最终密码破译者可以对密文进行解密。这里重要的是要记住的是,冗余的英语语言足够高每个密文组件所传达的信息量大于含糊其辞的速度(即。,不确定性的明文密码破译者必须解决cryptanalyze介绍了密码)运行的关键。原则上,当含糊其辞是减少到零,密码可以解决。符号的数量需要达到这一点称为唯一性的距离,只有25个符号,平均而言,对于简单替换密码。
Vernam-Vigenere密码
1918年吉尔伯特美国灭草猛,一个工程师美国电话与电报公司(美国电话电报公司),介绍了最重要的关键变体Vigenere系统。当时所有消息传输AT&T的电传打字机系统编码博多码,一个二进制代码标志的组合和空间代表一个字母,数字,或其他符号。灭草猛建议引入含糊其辞的手段以同样的速度,减少了冗余消息的符号,从而维护通信对抗cryptanalytic攻击。他看到周期性(以及频率信息和符号间的相关性),在早些时候的解密方法不同Vigenere系统的依赖,可以消除一系列随机的标志和空格(一个运行键)混杂在一起在加密的消息产生所谓的流或流密码。
有一个严重的弱点在灭草猛的系统中,然而。它要求每个消息的一个重要象征符号,这就意味着报导者还会交换一个大型advance-i.e的关键。,他们必须安全地交换的关键和最终发送的消息一样大。关键本身由一个穿孔纸带,可以自动读取输入符号打字机键盘和加密传输。执行这个操作在反向使用纸带的副本在接收电传打字机解密密码。灭草猛起初以为短的随机密钥可以安全地多次被重用,从而证明了努力提供如此大的关键,但关键是重用脆弱的攻击的方法由Kasiski类型。灭草猛提供了一个替代解决方案:结合所产生的一个关键两个短的关键磁带米和n二进制数字,或部分,米和n分享没有公因数1(它们相对')。位流计算不重复直到米n一些关键的生产。这个版本的灭草猛密码系统是采用和受雇于美国陆军直到专业约瑟夫·o·Mauborgne队展示了在军队的信号第一次世界大战,密码由主要由线性组合两个或两个以上的短磁带可以解密的方法用来cryptanalyze running-key密码。Mauborgne的工作导致意识到无论是重复次键还是two-tapeVernam-Vigenere密码系统cryptosecure。后果现代cryptology-in大得多,事实上,一个想法,仍是其cornerstone-was Mauborgne都得出了这个结论威廉·f·弗里德曼唯一无条件安全的密码系统类型使用一个随机的关键。提供这方面的证明,然而,近30年后,另一个美国电话电报公司(AT&T)研究员,克劳德·香农现代的父亲信息理论。
流密码的关键是incoherent-i.e。,不确定性密码破译者的每个连续键符号必须不少于平均消息的信息内容的象征。图中的虚线表示原始发生的频率模式是本文的草案时丢失与随机的密钥是加密的。如果有向图或三字母词的频率亦会如此策划了足够长的密文。换句话说,系统是无条件安全的,不是因为任何失败的密码破译者找到合适的cryptanalytic技术而是因为他面临着一个无法解决的数字键或选择的明文消息。