简单维吉尼亚的破解

最新推荐文章于 2020-02-16 18:46:10 发布

不听话的小丢丢

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分类专栏：密码学

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/yvvbh/article/details/95364710

本文介绍了维吉尼亚密码的加密方法，它基于凯撒密码并引入密钥，使得加密更复杂。在破解方面，由于密钥的循环特性，破解关键在于确定密钥长度，然后将密文分为相应组别，通过频率分析和最小公因子推测，逐步解密每个子密钥。

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维吉尼亚的简介

维吉尼亚密码的加密

维吉尼亚密码由凯撒密码扩展而来，引入了密钥的概念。即根据密钥来决定用哪一行的密表来进行替换，以此来对抗字频统计。

假如以上面第一行代表明文字母，左面第一列代表密钥字母，对如下明文加密:TO BE OR NOT TO BE THAT IS THE QUESTION当选定RELATIONS作为密钥时，加密过程是：明文一个字母为T，第一个密钥字母为R，因此可以找到在R行中代替T的为K，依此类推，得出对应关系如下：

密钥: RE LA TI ONS RE LA TION SR ELA TIONSREL
明文: TO BE OR NOT TO BE THAT IS THE QUESTION
密文:KS ME HZ BBL KS ME MPOG AJ XSE JCSFLZSY

维吉尼亚的破解

对包括维吉尼亚密码在内的所有多表密码的破译都是以字母频率为基础的，但直接的频率分析却并不适用。

例如，如果P是密文中出现次数最多的字母，则P很有可能对应E（前提是明文的语言为英语）。原因在于E是英语中使用频率最高的字母。然而，由于在维吉尼亚密码中，E可以被加密成不同的密文，因而简单的频率分析在这里并没有用。

破译维吉尼亚密码的关键在于它的密钥是循环重复的。如果我们知道了密钥的长度，那密文就可以被看作是交织在一起的凯撒密码，而其中每一个都可以单独破解。

下面我们先猜测密钥长度：

def c_alpha(cipher):   
    cipher_alpha = ''
    for i in range(len(cipher)):
        if (cipher[i].isalpha()):
            cipher_alpha += cipher[i]
    return cipher_alpha
    
    def count_CI(cipher):
    N = [0.0 for i in range(26)]
    cipher = c_alpha(ci