代替密碼

1、代替密碼（substitutioncipher)：就是明文中的每一個(gè)字符被替換成密文中的另一個(gè)字符。接收者對密文做反向替換就可以恢復(fù)出明文。在經(jīng)典的密碼學(xué)中有幾種類型的代替密碼:1.簡單代替密碼(simplesubstitutioncipher)2.多名或同音代替密碼(homophonicsubdtitutioncipher)3.多表代替密碼(polyalphabeticsubstitutioncipher)4.多字母代替密碼(poly

2、gramsubstitutioncipher)（代替規(guī)則、密文所用字符、明文中被代替的基本單位）7.3傳統(tǒng)加密方法傳統(tǒng)加密方法1、古典密碼體制（理解基本設(shè)計(jì)思想和原理）a單表密碼【例7.3.1】單表密碼是一種簡單的代換密碼。它對所有的明文字符都采用一個(gè)固定的明文字符集到密文字符集的映射。設(shè)明文M=m1m2m3…則相應(yīng)密文為?)()()()(321mfmfmfMECek??(7.3.1)若明文字符集A=a1，a2，…，an，則相應(yīng)的字符集

3、為A′=f(a1)，f(a2)，…，f(an)。此時(shí)密鑰就是一個(gè)固定的代換字母表。映射函數(shù)f是可逆函數(shù)f1。那么對密文C=c1c2…的解密譯碼過程為?)()()()(312111cfcfcfCDMdk?????(7.3.2)b移位代換密碼【例7.3.2】移位代換密碼又稱加法密碼，它是單表密碼的一種。設(shè)明文字符集A=a0，a1，a2，…，an1，密鑰為ke，其加密變換為10mod)(??????njinjkiiEek(7.3.3)式中，i

4、，j都是A中元素的下標(biāo)。由式（7.3.3）的加密變換可知，所得的代換字母表就是明文字符集位移k后所得，這種移位代換密碼，密鑰k可取1至n共n種，可獲n種不同的代換字母表。c代替密碼代替密碼就是明文中每一個(gè)字符被替換成密文中的另外一個(gè)字符，接收者對密文進(jìn)行逆替換就恢復(fù)出明文來。在經(jīng)典密碼學(xué)中，有四種類型的代替密碼。1.簡單代替密碼(明文的一個(gè)字符用相應(yīng)的一個(gè)密文字符代替)【例7.3.3】凱撒密碼，凱撒變換可表示為c≡mk(mod26)。2

5、.多名碼代替密碼（與簡單代替密碼相似，不同的是單個(gè)字符明文可以映射成密文的幾個(gè)字符之一）3.多字母代替密碼（字符塊被成組加密）【例7.3.4】希爾密碼（Hill）基本思想是將l個(gè)明文字母通過線性變換將它們轉(zhuǎn)換為l個(gè)密文字母。解密只要作一1231、同時(shí)將C[I]、D[I]左移1位或2位，根據(jù)I值決定左移的位數(shù)。見下表I：12345678910111213141516左移位數(shù)：11222222122222211232、將C[I]D[I]作為

6、一個(gè)整體按下表（PC2）變換，得到48位的K[I]PermutedChoice2(PC2)14171124153281562110231912426816727201324152313747553040514533484449395634534642503629321233、從1231處循環(huán)執(zhí)行，直到K[16]被計(jì)算完成。2、處理64位的數(shù)據(jù)21、取得64位的數(shù)據(jù)，如果數(shù)據(jù)長度不足64位，應(yīng)該將其擴(kuò)展為64位（例如補(bǔ)零）22、將64位數(shù)

7、據(jù)按下表變換（IP）InitialPermutation(IP)（改變交換[數(shù)]排列置換）5850423426181026052443628201246254463830221466456484032241685749413325179159514335271911361534537292113563554739312315723、將變換后的數(shù)據(jù)分為兩部分，開始的32位稱為L[0]，最后的32位稱為R[0]。24、用16個(gè)子密鑰加密數(shù)據(jù)

8、，初始I=1。密碼迭代運(yùn)算如下：1621)(111????????iKRfLRRLiiiiii，，經(jīng)過16輪運(yùn)算，左、右部分合在一起，再經(jīng)過一次逆置換，算法就完成了。按下表（IP1）變換得到最后的結(jié)果。FinalPermutation(IP1)40848165624643239747155523633138646145422623037545135321612936444125220602835343115119592734242105