20、密码学探秘：从基础概念到实战解密

密码学探秘：从基础概念到实战解密

1. 密码学基础概念

密码学是一门研究信息加密和解密的学科，其研究内容丰富多样。从不同角度可以对密码学进行分类，其中一种常见的方式是根据不同密码系统在转换时所使用的语法元素类型和大小来划分。

1.1 代码（Code）

代码使用的是在明文语言中有意义的可变大小元素，如音节、单词或短语。代码通常以代码簿的形式呈现，在代码簿中，用数字或字母组成的代码词来替代明文中的完整单词或短语。代码簿中可以包含数千个代码词。例如，对于明文“stop”，代码可能会用一个单一的代码词，如 37761 来表示。

1.2 密码（Cipher）

密码使用的是与语言意义分离的固定大小元素，如单个字母、双字母或三字母组。以“stop”为例，密码会将每个字母单独转换，如 X = s，A = t，V = o，W = p，从而生成 XAVW。虽然代码也可以被看作是一种替换密码，但二者存在明显区别。密码通常只有少量固定的替换元素（如字母表中的字母），而代码则有数千个单词和短语需要替换。此外，这两种系统的密码分析方法也大不相同。

2. 密码的分类

密码主要分为两大类：替换密码和换位密码。

2.1 替换密码（Substitution Ciphers）

替换密码使用一种称为密码字母表的映射，将消息中的每个字母替换为不同的字母或符号。根据使用的密码字母表数量，替换密码又可分为单字母替换密码和多字母替换密码。
- 单字母替换密码（Monoalphabetic Substitution Ciphers） ：整个消息只使