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凯撒密码算法破解原理(凯撒密码加密解密算法)

本文目录一览:

C语言的凯撒密码问题?我想求教这个算法是怎么推出来的呢? 加密算法:(a[i]-a+k)%26-a

它的原理是字母与字母之间的替换。例如26个字母都向后移动K位。若K等于2,则A用C代替,B用D代替,以此类推

k是移动的位数,例如移动两位,当前字母是c,那么c-a=2,再加2,4%26=4(保证变换后的在26个字母的范围内),然后a+4即为e

恺撒密码的原理

密码的使用最早可以追溯到古罗马时期,《高卢战记》有描述恺撒曾经使用密码来传递信息,即所谓的“恺撒密码”,它是一种替代密码,通过将字母按顺序推后起3位起到加密作用,如将字母A换作字母D,将字母B换作字母E。因据说恺撒是率先使用加密函的古代将领之一,因此这种加密 *** 被称为恺撒密码。这是一种简单的加密 *** ,这种密码的密度是很低的,只需简单地统计字频就可以破译。现今又叫“移位密码”,只不过移动的位数不一定是3位而已。

密码术可以大致分为两种,即移位和替换,当然也有两者结合的更复杂的 *** 。在移位中字母不变,位置改变;替换中字母改变,位置不变。

将替换密码用于军事用途的之一个文件记载是恺撒著的《高卢记》。恺撒描述了他如何将密信送到正处在被围困、濒临投降的西塞罗。其中罗马字母被替换成希腊字母使得敌人根本无法看懂信息。

苏托尼厄斯在公元二世纪写的《恺撒传》中对恺撒用过的其中一种替换密码作了详细的描写。恺撒只是简单地把信息中的每一个字母用字母表中的该字母后的第三个字母代替。这种密码替换通常叫做恺撒移位密码,或简单的说,恺撒密码。

尽管苏托尼厄斯仅提到三个位置的恺撒移位,但显然从1到25个位置的移位我们都可以使用, 因此,为了使密码有更高的安全性,单字母替换密码就出现了。

如:

明码表 A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z

密码表 T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S

明文 T H E F A U L T, D EAR BRUTUS, L I ES N OT I N OUR ST ARS B UT I N OURSELVES.

密文 M A X Y T N EM, WX TK UKNMNL, EBX L GHM BG HN K LMT KL U NM BG HNK LXEOXL.(空格是为了和上排对齐)

只需重排密码表二十六个字母的顺序,允许密码表是明码表的任意一种重排,密钥就会增加到四千亿亿亿多种,我们就有超过4×1027种密码表。破解就变得很困难。

如何破解包括恺撒密码在内的单字母替换密码?

*** :字母频度分析

尽管我们不知道是谁发现了字母频度的差异可以用于破解密码。但是9世纪的科学家阿尔·金迪在《关于破译加密信息的手稿》对该技术做了最早的描述。

“如果我们知道一条加密信息所使用的语言,那么破译这条加密信息的 *** 就是找出同样的语言写的一篇其他文章,大约一页纸长,然后我们计算其中每个字母的出现频率。我们将频率更高的字母标为1号,频率排第2的标为2号,第三标为3号,依次类推,直到数完样品文章中所有字母。然后我们观察需要破译的密文,同样分类出所有的字母,找出频率更高的字母,并全部用样本文章中更高频率的字母替换。第二高频的字母用样本中2号代替,第三则用3号替换,直到密文中所有字母均已被样本中的字母替换。”

以英文为例,首先我们以一篇或几篇一定长度的普通文章,建立字母表中每个字母的频度表。

在分析密文中的字母频率,将其对照即可破解。

虽然设密者后来针对频率分析技术对以前的设密 *** 做了些改进,比如说引进空符号等,目的是为了打破正常的字母出现频率。但是小的改进已经无法掩盖单字母替换法的巨大缺陷了。到16世纪,更好的密码破译师已经能够破译当时大多数的加密信息。

局限性:

短文可能严重偏离标准频率,假如文章少于100个字母,那么对它的解密就会比较困难。

而且不是所有文章都适用标准频度:

1969年,法国作家乔治斯·佩雷克写了一部200页的小说《逃亡》,其中没有一个含有字母e的单词。更令人称奇的是英国小说家和评论家吉尔伯特·阿代尔成功地将《逃亡》翻译成英文,而且其中也没有一个字母e。阿代尔将这部译著命名为《真空》。如果这本书用单密码表进行加密,那么频度分析破解它会受到很大的困难。

一套新的密码系统由法国外交家维热纳尔(Blaise de Vigenère)于16世纪末确立。其密码不再用一个密码表来加密,而是使用了26个不同的密码表。这种密码表更大的优点在于能够克制频度分析,从而提供更好的安全保障。

经典密码的原理

经典密码大致上分为替代式密码和移位式密码,具体原理看下面加粗字体

凯撒密码是广为人知的替代式密码。为了用凯撒密码法加密讯息,每个密码字母集中的字母将会被其位置的后3个字母替代。因此字母A将会被字母D替代、字母B将会被字母E替代、字母C将会被字母F替代等,最后,X、Y和Z将分别的被替代成A、B和C。

例如,"WIKIPEDIA"将被加密成"ZLNLSHGLD"。凯撒把字母向后移"3"位,但其他数字也可照著作。

另一种替代式密码是使用关键字,你可以选择一个单字或是短词组并去除所有的空格和重复的字母,接着把它当作密码字母集的开头。最后记得去除掉关键字的字母把其它字母接续排序。

移位式密码,它们字母本身不变,但它们在讯息中顺序是依照一个定义明确的计划改变。许多移位式密码是基于几何而设计的。一个简单的加密(也易被破解),可以将字母向右移1位。

例如,明文"Hello my name is Alice."将变成"olleH ym eman si ecilA."。密码棒(scytale)也是一种运用移位 *** 工具。

一个移位式密码的具体例子columnar cipher.先选择一个关键字,把原来的讯息由左而右、由上而下依照关键字长度转写成长方形。接着把关键字的字母依照字母集顺序编号,例如A就是1、B就是2、C就是3等。例如,关键字是CAT,明文是THE SKY IS BLUE,则讯息应该转换成这样:

C A T 3 1 20 T H E S K Y I S B L U E最后把讯息以行为单位,依照编号大小调换位置。呈现的应该是A行为之一行、C行为第二行、T行为第三行。然后就可以把讯息"The sky is blue"转写成HKSUTSILEYBE。

经典密码的破译

经典密码由于规律性很强,通常很容易被破解。许多经典密码可单单经由密文而破解,所以它们容易受到唯密文攻击法攻击(ciphertext-only attack)。

有些经典密码(像是凯撒密码)的金钥个数有限,所以这类密码可以使用暴力破解尝试所有的金钥。替代式密码有比较大的金钥数,但是容易被频率分析,因为每个密码字母各代表了一个明文字母。

另一方面,现代密码的设计可以承受更强大的ciphertext-only attacks。一个优秀的现代密码必须保证广泛潜在的攻击,包括known-plaintext attack和chosen-plaintext attack以及chosen-ciphertext attack。

对于密码破解者来说,应不能够找到关键,即使他知道明文和对应的密码文、即是他可以选择明文或密码文。经典密码再也不能满足这些强大的标准,因此,有兴趣者再也不拿它来做安全应用了。

以上内容参考 百度百科-经典密码

凯撒密码的算法c语言的怎么实现啊?

凯撒密码是一种非常古老的加密 *** ,相传当年凯撒大地行军打仗时为了保证自己的命令不被敌军知道,就使用这种特殊的 *** 进行通信,以确保信息传递的安全。他的原理很简单,说到底就是字母于字母之间的替换。下面让我们看一个简单的例子:“baidu”用凯撒密码法加密后字符串变为“edlgx”,它的原理是什么呢?把“baidu”中的每一个字母按字母表顺序向后移3位,所得的结果就是刚才我们所看到的密文。

#include stdio.h

main()

{

char M[100];

char C[100];

int K=3,i;

printf("请输入明文M(注意不要输入空白串)\n");

gets(M);

for(i=0;M[i]!='\0';i++)

C[i]=(M[i]-'a'+K)%26+'a';

C[i]='\0';

printf("结果是:\n%s\n",C);

}

谁懂计算机的凯撒码 我想知道怎么代换

这里有 *** ,自己看吧,比较多,呵呵

[凯撒介绍]

凯撒密码(kaiser)是罗马扩张时期朱利斯"凯撒(Julius Caesar)创造的,用于加密通过信使传递的作战命令。它将字母表中的字母移动一定位置而实现加密。

[加密原理]

凯撒密码的加密算法极其简单。其加密过程如下:

在这里,我们做此约定:明文记为m,密文记为c,加密变换记为E(k1,m)(其中k1为密钥),解密变换记为D(k2,m)(k2为解密密钥)(在这里k1=k2,不妨记为k)。凯撒密码的加密过程可记为如下一个变换:

c≡m+k mod n (其中n为基本字符个数)

同样,解密过程可表示为:

m≡c+k mod n (其中n为基本字符个数)

对于计算机而言,n可取256或128,m、k、c均为一个8bit的二进制数。显然,这种加密算法极不安全,即使采用穷举法,最多也只要255次即可破译。当然,究其本身而言,仍然是一个单表置换,因此,频率分析法对其仍是有效的。

[加密算法]

我们预定义基本字符个数为 #define MAX 128

凯撒加密函数可以表示为

[Copy to clipboard]

CODE:

char cipher(char plain_char, int key)

{

return (plain_char + key) % MAX;

};

凯撒解密函数:

[Copy to clipboard]

CODE:

char decipher(char cipher_char, int key)

{

return (cipher_char - key + MAX) % MAX;

};

加密后,原所有的ASCII码偏移key位,解密则移回key位。

如果要对一个文本文件进行加密,则只要依次逐个字符逐个字符地读取文本文件,进行加密后,逐个字符逐个字符写入密文文本文件中,即可:

[Copy to clipboard]

CODE:

FILE *fp_plaintext;

FILE *fp_ciphertext;

char plain_char;

... ...

while((plain_char=fgetc(fp_plaintext))!=EOF)

{

fputc(cipher(plain_char,key),fp_ciphertext);

}

对文件的解密也同样 *** 。

[破解原理]

一篇包含字符的英文文章,其各ASCII码字符出现,都有一定的频率,下面是对Google上随意搜索到的英文文章进行分析的结果,见表:

QUOTE:

=================================================

FileName : 01.txt

[1] 32: times:204

[2] 101:e times:134

[3] 116:t times:91

[4] 105:i times:87

[5] 111:o times:77

[6] 108:l times:75

[7] 97:a times:75

[8] 110:n times:69

[9] 10:

times:67

[10] 115:s times:63

=================================================

FileName : php.si.source.txt

[1] 32: times:576

[2] 101:e times:162

[3] 115:s times:153

[4] 110:n times:141

[5] 114:r times:138

[6] 105:i times:135

[7] 10:

times:134

[8] 116:t times:129

[9] 42:* times:116

[10] 111:o times:103

=================================================

FileName : work.txt

[1] 32: times:51322

[2] 101:e times:30657

[3] 116:t times:23685

[4] 97:a times:19038

[5] 111:o times:17886

[6] 105:i times:16156

[7] 110:n times:15633

[8] 114:r times:15317

[9] 115:s times:15226

[10] 104:h times:12191

=================================================

FileName : 02.txt

[1] 32: times:299

[2] 101:e times:217

[3] 110:n times:136

[4] 105:i times:133

[5] 111:o times:124

[6] 116:t times:116

[7] 97:a times:110

[8] 115:s times:98

[9] 114:r times:92

[10] 108:l times:82

=================================================

FileName : 03.txt

[1] 45:- times:404

[2] 32: times:394

[3] 101:e times:237

[4] 116:t times:196

[5] 114:r times:173

[6] 97:a times:163

[7] 105:i times:161

[8] 110:n times:153

[9] 111:o times:142

[10] 115:s times:129

=================================================

FileName : 04.txt

[1] 32: times:326

[2] 101:e times:179

[3] 116:t times:106

[4] 105:i times:101

[5] 111:o times:96

[6] 110:n times:94

[7] 97:a times:92

[8] 115:s times:78

[9] 100:d times:61

[10] 114:r times:60

=================================================

FileName : 05.txt

[1] 32: times:441

[2] 101:e times:191

[3] 111:o times:151

[4] 116:t times:120

[5] 97:a times:112

[6] 110:n times:108

[7] 105:i times:91

[8] 114:r times:84

[9] 117:u times:79

[10] 115:s times:79

有此分析可知,一篇英文文章中,出现较高频率的两个字符是 ' ' (空格) 和 'e',而且它们的ASCII码分别是32和101,差值是69。

既然凯撒密码利用的是单表替换的一种简单加密算法,所以,我们的主角, ' ' 和 'e' ,在解密后,依然会保持相同的ASCII码差值,69。

|c1 - c2| = |'e' - ' '| = |101 - 32| = 69

|m1 - m2| = | ((c1 + k) mod 256)-((c2 + k) mod 256)| = |c1 - c2| = |'e' - ' '| = 69

现在可以得到破解凯撒密码的原理了,我们统计一片经过凯撒加密的密文字符信息,在出现频率较高的字符里面寻找差值是69的2个字符,这两个必定是 ' ' 和 'e' 字符的加密字符,计算偏移量(既密钥key),通过解密运算,还原出明文。

[破解算法]

任何一片英文加密后的密文,我们统计出所有字符的个数:

[Copy to clipboard]

CODE:

#define MAX 128

... ...

FILE *fp_ciphertext;

char cipher_char;

int i; //密文文件长度,包含多少字符

unsigned int size_file=0; //申明num数组,存储各个ASCII字符在密文中出现的个数

num[MAX];

... ...

for(i = 0;i MAX; i++) //初始化num数组中的值

num[i] = 0;

... ...

while((cipher_char=fgetc(fp_ciphertext))!=EOF)

{

num[cipher_char]++;

size_file++;

}

统计出现最多次数的字符,定义#define GETTOP 10,统计最多的前10位字符:

[Copy to clipboard]

CODE:

//统计前10位

#define GETTOP 10

... ...

int temp,i,j;

int maxascii[GETNUM]; //申明maxascii数组,存储统计出的概率前10位的字符ascii码

int maxtimes[GETNUM]; //申明maxtimes数组,存储统计出的概率前10位的字符的出现次数

... ...

for(i=0;iGETTOP;i++)

{

temp=0; //临时变量temp里面来存储出现最多次数的字符的ascii码

for(j=1;jMAX;j++) //依次比较所有的字符次数,获得最多字符的ascii码

{

if(num[j]=num[temp])

temp=j;

}

maxascii[i]=temp; //把出现最多次数字符的ascii存储到相应的maxascii数组中

maxtimes[i]=num[temp]; //把最多次数字符的出现次数存储到相应的maxtimes数组中

num[temp]=0; //把最多次数字符的次数赋值成0,

//进行循环运算,同样的算法,第二次循环得到的值,肯定是出现第二多的字符

//避免了对256或128个字符进行排序的复杂运算

//当年我用汇编编写成绩排序的程序时,也用这套排序算法:-)

}

找出出现最多字符中,ASCII码差别是69的两个字符,计算出密钥key的长度:

[Copy to clipboard]

CODE:

for(i=0;iGETTOP;i++)

{

for(j=0;jGETTOP;j++)

{

if((max[i]-max[j])==69)

{

key=(max[j] - 32 + MAX ) % MAX;

printf("Key : %d\n",key);

break;

}

}

}

既然得到了密钥长度,算完成了对凯撒密码的破解了,那就进行解密吧,大功告成!

将凯撒密码X的加密、解密过程用C语言编程实现

1、在密码学中,恺撒密码(或称恺撒加密、恺撒变换、变换加密)是一种最简单且最广为人知的加密技术。它是一种替换加密的技术,明文中的所有字母都在字母表上向后(或向前)按照一个固定数目进行偏移后被替换成密文。例如,当偏移量是3的时候,所有的字母A将被替换成D,B变成E,以此类推。这个加密 *** 是以恺撒的名字命名的,当年恺撒曾用此 *** 与其将军们进行联系。恺撒密码通常被作为其他更复杂的加密 *** 中的一个步骤,例如维吉尼尔密码。恺撒密码还在现代的ROT13系统中被应用。但是和所有的利用字母表进行替换的加密技术一样,恺撒密码非常容易被破解,而且在实际应用中也无法保证通信安全。例子恺撒密码的替换 *** 是通过排列明文和密文字母表,密文字母表示通过将明文字母表向左或向右移动一个固定数目的位置。

2、kaiser加密算法具体程序:

#includestdio.h

#includeconio.h 

char encrypt(char ch,int n)/*加密函数,把字符向右循环移位n*/

{

while(ch='A'ch='Z')

{

  return ('A'+(ch-'A'+n)%26);

}

while(ch='a'ch='z')

{

  return ('a'+(ch-'a'+n)%26);

}

return ch;

}

void menu()/*菜单,1.加密,2.解密,3.暴力破解,密码只能是数字*/

{

clrscr();

printf("\n=========================================================");

printf("\n1.Encrypt the file");

printf("\n2.Decrypt the file");

printf("\n3.Force decrypt file");

printf("\n4.Quit\n");

printf("=========================================================\n");

printf("Please select a item:");

return;

}

main()

{

int i,n;

char ch0,ch1;

FILE *in,*out;

char infile[20],outfile[20];

textbackground(BLACK);

textcolor(LIGHTGREEN);

clrscr();

sleep(3);/*等待3秒*/

menu();

ch0=getch();

while(ch0!='4')

{

  if(ch0=='1')

  {

   clrscr();

   printf("\nPlease input the infile:");

   scanf("%s",infile);/*输入需要加密的文件名*/

   if((in=fopen(infile,"r"))==NULL)

   {

    printf("Can not open the infile!\n");

    printf("Press any key to exit!\n");

    getch();

    exit(0);

   }

   printf("Please input the key:");

   scanf("%d",n);/*输入加密密码*/

   printf("Please input the outfile:");

   scanf("%s",outfile);/*输入加密后文件的文件名*/

   if((out=fopen(outfile,"w"))==NULL)

   {

    printf("Can not open the outfile!\n");

    printf("Press any key to exit!\n");

    fclose(in);

    getch();

    exit(0);

   }

   while(!feof(in))/*加密*/

   {

    fputc(encrypt(fgetc(in),n),out);

   }

   printf("\nEncrypt is over!\n");

   fclose(in);

   fclose(out);

   sleep(1);

  }

  if(ch0=='2')

  {

   clrscr();

                     printf("\nPlease input the infile:");

   scanf("%s",infile);/*输入需要解密的文件名*/

                        if((in=fopen(infile,"r"))==NULL)

   {

    printf("Can not open the infile!\n");

    printf("Press any key to exit!\n");

    getch();

    exit(0);

   }

   printf("Please input the key:");

   scanf("%d",n);/*输入解密密码(可以为加密时候的密码)*/

   n=26-n;

   printf("Please input the outfile:");

   scanf("%s",outfile);/*输入解密后文件的文件名*/

   if((out=fopen(outfile,"w"))==NULL)

   {

    printf("Can not open the outfile!\n");

    printf("Press any key to exit!\n");

    fclose(in);

    getch();

    exit(0);

   }

   while(!feof(in))

   {

    fputc(encrypt(fgetc(in),n),out);

   }

   printf("\nDecrypt is over!\n");

   fclose(in);

   fclose(out);

   sleep(1);

  }

  if(ch0=='3')

  {

   clrscr();

   printf("\nPlease input the infile:");

   scanf("%s",infile);/*输入需要解密的文件名*/

   if((in=fopen(infile,"r"))==NULL)

   {

    printf("Can not open the infile!\n");

    printf("Press any key to exit!\n");

    getch();

    exit(0);

   }

   printf("Please input the outfile:");

   scanf("%s",outfile);/*输入解密后文件的文件名*/

   if((out=fopen(outfile,"w"))==NULL)

   {

    printf("Can not open the outfile!\n");

    printf("Press any key to exit!\n");

    fclose(in);

    getch();

    exit(0);

   }

   for(i=1;i=25;i++)/*暴力破解过程,在察看信息正确后,可以按'Q'或者'q'退出*/

   {

    rewind(in);

    rewind(out);

    clrscr();

    printf("==========================================================\n");

    printf("The outfile is:\n");

    printf("==========================================================\n");

    while(!feof(in))

    {

     ch1=encrypt(fgetc(in),26-i);

     putch(ch1);

     fputc(ch1,out);

    }

    printf("\n========================================================\n");

    printf("The current key is: %d \n",i);/*显示当前破解所用密码*/

    printf("Press 'Q' to quit and other key to continue......\n");

    printf("==========================================================\n");

    ch1=getch();

    if(ch1=='q'||ch1=='Q')/*按'Q'或者'q'时退出*/

    {

     clrscr();

 printf("\nGood Bye!\n");

     fclose(in);

     fclose(out);

     sleep(3);

     exit(0);

    }

   }

   printf("\nForce decrypt is over!\n");

   fclose(in);

   fclose(out);

   sleep(1);

  }

  menu();

  ch0=getch();

}

clrscr();

        printf("\nGood Bye!\n");

sleep(3);

}

  • 评论列表:
  •  柔侣走野
     发布于 2022-06-29 12:44:12  回复该评论
  • 换后的在26个字母的范围内),然后a+4即为e恺撒密码的原理密码的使用最早可以追溯到古罗马时期,《高卢战记》有描述恺撒曾经使用密码来传递信息,即所谓的“恺撒密码”,它是一种替代密码,通过将字母按顺序推后起3位
  •  性许闻呓
     发布于 2022-06-29 17:34:18  回复该评论
  • [5] 111:o times:96 [6] 110:n times:94 [7] 97:a times:92 [8] 115:s times:78 [9] 1
  •  只影忆囚
     发布于 2022-06-29 15:18:46  回复该评论
  • 字符的英文文章,其各ASCII码字符出现,都有一定的频率,下面是对Google上随意搜索到的英文文章进行分析的结果,见表: QUOTE: ================================================= Fi

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