信息安全－1：python之playfair密码算法详解[原创]

转发注明出处: http://www.cnblogs.com/0zcl/p/6105825.html 

 

一、基本概念

 

1. 古典密码是基于字符替换的密码。加密技术有:Caesar(恺撒)密码、Vigenere(维吉尼尔)密码、Playfair密码、Hill密码……
2. 明文：未经过加密的信息；密文：加密后的信息
3. 加密解密的过程：如下图

 

 

二、Caesar密码

　　这里我先简单讲下恺撒密码，咸觉挺简单的，后面再主要讲Playfair算法原理与编程。

基本原理：

在开拓罗马帝国的时候，恺撒担心信使会阅读他送给士兵的命令，因此发明了对命令进行加密的算法－－恺撒密码器

恺撒密码器挺简单的：把字母表中的每个字母向前循环移动3位

• 加密信息将字母向前移动三位
• 解密信息将字母向后移动三位
• 移动的位数是关键，称之为密钥
• 加密和解密的密钥是相同的，我们称之为对称密码器

 

数学表达

恺撒密码的加密算法表示为：C＝E(p)＝(p+3) mod 26

恺撒密码的解密算法表示为：p＝D(C)=(C－3) mod 26

 

改进的恺撒密码

明文的发送方和接收方事先协商好一个密钥K(1<=K<=25)，则:

恺撒密码的加密算法表示为：C＝E(p)＝(p+K) mod 26

恺撒密码的解密算法表示为：p＝D(C)=(C－K) mod 26

 

 

三、Playfair密码

基本原理

Playfair算法基于一个5*5的字母矩阵，该矩阵使用一个关键词构造，方法是按从左到右、从上到下顺序，填入关键词的字母(去除重复字母)后，将字母表其作余字母填入。

例如: 关键词取:monarchy时，字母矩阵为下图如示(矩阵只能放25个字母，I与J同)

 

加密规则(重要)

Playfair加密算法是先将明文按两个字母一组进行分组，然后在矩阵中找对应的密文。

取密文的规则如下：

1. 若明文出现相同字母在一组，则在重复的明文字母中插入一个填充字母(eg:z)进行分隔后重新分组(eg: balloon被重新分组为ba lz lo on)