什么是古典加密算法

什么是古典加密算法

古典加密算法分为替代算法和置换移位法。

　　1.替代算法
　　替代算法指的是明文的字母由其他字母或数字或符号所代替。最著名的替代算法是恺撒密码。凯撒密码的原理很简单，其实就是单字母替换。我们看一个简单的例子：

　　明文：abcdefghijklmnopq

　　密文：defghijklmnopqrst

　　若明文为student，对应的密文则为vwxghqw 。在这个一一对应的算法中，恺撒密码将字母表用了一种顺序替代的方法来进行加密，此时密钥为3，即每个字母顺序推后3个。由于英文字母为26个，因此恺撒密码仅有26个可能的密钥，非常不安全。

　　为了加强安全性，人们想出了更进一步的方法：替代时不是有规律的，而是随机生成一个对照表。

　　明文：abcdefghijklmnopqrstuvwxyz

　　密文：xnyahpogzqwbtsflrcvmuekjdI

　　此时，若明文为student,对应的密文则为 vmuahsm 。这种情况下，解密函数是上面这个替代对照表的一个逆置换。

　　不过，有更好的加密手段，就会有更好的解密手段。而且无论怎样的改变字母表中的字母顺序，密码都有可能被人破解。由于英文单词中各字母出现的频度是不一样的，通过对字母频度的统计就可以很容易的对替换密码进行破译。为了抗击字母频度分析，随后产生了以置换移位法为主要加密手段的加密方法。

　　2.置换移位法
　　使用置换移位法的最著名的一种密码称为维吉尼亚密码。它以置换移位为基础的周期替换密码。

　　前面介绍的替代算法中，针对所有的明文字母，密钥要么是一个唯一的数，要么则是完全无规律可寻的。在维吉尼亚密码中，加密密钥是一个可被任意指定的字符串。加密密钥字符依次逐个作用于明文信息字符。明文信息长度往往会大于密钥字符串长度，而明文的每一个字符都需要有一个对应的密钥字符，因此密钥就需要不断循环，直至明文每一个字符都对应一个密钥字符。对密钥字符，我们规定密钥字母a，b，c，d……y，z对应的数字n为：0，1，2，3……24，25。每个明文字符首先找到对应的密钥字符，然后根据英文字母表按照密钥字符对应的数字n向后顺序推后n个字母，即可得到明文字符对应的密文字符。

　　如果密钥字为deceptive , 明文为 wearediscoveredsaveyourself，则加密的过程为：

　　明文： wearediscoveredsaveyourself

　　密钥： deceptivedeceptivedeceptive

　　密文： zicvtwqngrzgvtwavzhcqyglmgj

　　对明文中的第一个字符w，对应的密钥字符为d，它对应需要向后推3个字母，w,x,y,z,因此其对应的密文字符为z。上面的加密过程中，可以清晰的看到，密钥deceptive被重复使用。

　　古典密码体制将数学的方法引入到密码分析和研究中。这为现代加密技术的形成和发展奠定了坚实的基础。

古典加密算法:置换密码
置换密码算法的原理是不改变明文字符，只将字符在明文中的排列顺序改变，从而实现明文信息的加密。置换密码有时又称为换位密码。
矩阵换位法是实现置换密码的一种常用方法。它将明文中的字母按照给的顺序安排在一个矩阵中，然后用根据密钥提供的顺序重新组合矩阵中字母，从而形成密文。例如，明文为attack begins at five，密钥为cipher，将明文按照每行6列的形式排在矩阵中，形成如下形式：
a t t a c k b e g i n s a t f i v e
根据密钥cipher中各字母在字母表中出现的先后顺序，给定一个置换： 1 2 3 4 5 6 f = 1 4 5 3 2 6 根据上面的置换，将原有矩阵中的字母按照第1列，第4列，第5列，第3列，第2列，第6列的顺序排列，则有下面形式：
a a c t t k b i n g e s a i v f t e
从而得到密文：aacttkbingesaivfte