密码学-经典多图加密法.ppt

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1、经典多图加密法1内容纲要Playfair加密法Hill加密法多图加密法概念2定义复习加密类型单码加密:每个明文字母被映射到一个密文字母（一旦密钥确定，则每个明文字母只能由一个确定的密文字母代替）多码加密:（一旦密钥确定，则每个明文字母可以由多个密文字母代替）多图加密就是一次加密多个明文字母即一个明文字母组由一个密文字母组一次加密（或者说由多个密文字母代替该明文字母组）3连体字加密例如,一个连体字母（两个字母）密码可以代替明文中的一对字母“at”由“ui”替换“ai”可以由“nj”替换这是一个很强大的加密方法，

2、因为连体字母比单个字母多很多在英语中只有26个字母，但是有676(26x26)种可能的连体字母使用单字母的频率分析是无效的注意到字母a由两字母代替4Playfair加密PlayfairCipher是CharlesWheatstone（惠斯通）在1854左右开发的,但是这个加密方法是以他的朋友BaronPlayfair的名字来命名的。Playfair是一种多图加密方法，它使得单字母频率分析完全失效。它的密钥是5x5的字母矩阵(j被i代替，或不被使用)，该矩阵是由一个关键词来确定的。例如,关键词是harpsico

3、rd,则矩阵是:PRAHSDOCIBKGFELTQNMUYXWVZ注意:harpsicord第2个R舍弃。5Playfair规则整个文章需要预处理1，j’由i代替2，用一个无效的字母插放到两个重复的字母之间，如：q放到两个“tt”之间，变为“tqt”。,3，如果明文只有奇数个字母,用一个无效的字母放在最后。（无效字母需要通信双方约定，一般是极少出现的字母）密文是根据明文对(m1andm2)来确定的如果m1andm2位于密钥矩阵的同一行,他们分别由他们各自右边的字母代替如果m1andm2在同一列，那么它们由他们

4、各自下方的字母代替如果m1andm2位于不同的行或列，则它们由它们构成的矩形同行顶点字母代替。6规则1使用关键词“software”来构造密钥矩阵：明文字母对:“RE”变成“EB”注意:同行字母是首尾相连并循环的，所以“LQ”变成“ML”，TFOSWBERACIHGDKPNMLQYXVUZQERLEBLM7规则2使用关键词“software”来构造密钥矩阵：明文对“AL”变成“DU”注意:同行字母是首尾相连并循环的，所以“TY”变成“BT”TFOSWBERACIHGDKPNMLQYXVUZALTUDYBT8

5、规则3使用关键词“software”来构造密钥矩阵：字母对“OP”形成了一个虚构的矩形：所以它们被替换为“TM”TFOSWBERACIHGDKPNMLQYXVUZPOTM9注意Playfair是历史上首次使用连体字母一次性加密成两个字母，所以结果依靠字母对因此Playfair方法消除了单个字母的（频率）特征此外,这种连体加密使得可供频率分析的参考元素减少一半(100lettertexthasonly50digraphs)可能的连体字母组的数目比单个字母的频率要大的多，其语言特征通过更多的元素得以分散很少人知道

6、它的使用，但英国战争办公室在布尔战争用过它10PlayfairinCAPplayfair在CAP中的实现:11辨认PlayfairPlayfair密文有几个特征，这些特征能够帮助我们辨认该加密系统是否是Playfair加密系统由于Playfair加密系统是一个替换加密,因此稀有（j,k,q,x,andz）字母会出现的频率比较它们在明文中出现的频率高密文有偶数个字母当密文被分成两个一组时，重复出现的字母SS,EE,MM,...就不会出现.12CAPFeatureCAPwillhelpintheprocessof

7、identifyingaPlayfair(orotherpolygraphic)systemSelectPolyID13Playfair加密法特征1明文中的每个字母在密文中都不会用其自己来表示，也就是说明文字母“A”不可能用密文字母“A”来表示；明文中两个倒置的双图（如“ER”和“RE”）在密文中也是用倒置的双图来表示的；明文中的每个字母只能用某5个字母中的一个来加密，这5个字母包括在方格中位于该字母下方的字母和与其同行的其他4个字母之一。14Playfair加密特征2其他的特征包括:任何一对字母：位于矩形顶

8、点的字母出现的可能性是同行或同列字母的两倍任何已知字母都不能表示它的斜对角的字母当一个密文字母已经确定是某个明文字母的替代，那么它有20%的机会在明文中代替该明文字母15寻找可能的单词法考虑下面由Playfair方法加密的密文:pkkmkmewdwqnbshlufgqzkzptlfclsfqtncazwaensfqtnzwpselkzkcxcrbketmwgcoabfkvnclufuidfchhqk