8、深入探索换位密码：原理、应用与破解

深入探索换位密码：原理、应用与破解

1. 压缩函数与换位密码基础

在某些密码机制中，会出现这样一种情况：明文的每个数字在顶行都有对应的数字，而底行可以跳过密文中的一些数字。但要注意，底行的数字不能重复，否则密文中的某些字母会被使用两次。数学家将这种函数称为一对一函数，密码学家则称其为压缩函数。例如：

1 2 3 4 5 6
2 1 4 3

由于密文中第二位置和第五位置的字母总是相同，所以解密时也可以使用如下函数：

1 2 3 4 5 6
5 1 4 3

这与扩展函数有关，因为扩展函数不是置换，所以没有真正的逆函数。

2. 置换乘积

当使用两个不同的置换密码进行两次加密时，会产生一些有趣的现象。
- 示例分析 ：假设先用关键字“tale”（对应置换 1 2 3 4 变为 2 4 3 1 ）对消息加密，再用关键字“poem”（对应置换 1 2 3 4 变为 3 4 2 1 ）加密。
| 关键字 | 操作 | 明文 | 第一次密文 | 第二次密文 |
| ---- | ---- | ---- | ---- | ---- |
| tale | 加密 | theb | HBET | |
| tale | 加密 | attl | TLTA | |
| tale | 加密 | eand | ADNE | |
| tale |