5.3 常用加密算法介绍 5.3.1 古典密码算法 古典密码大都比较简单，这些加密方法是根据字母的统计特性和语言学知识加密的，在可用计算机进行密码分析的今天，很容易被破译。虽然现在很少采用，但研究这些密码算法的原理，对于理解、构造和分析现代密码是十分有益的。表 5-1给出了英文字母在书报中出现的频率统计。 表 5-1 英文字母在书报中出现的频率 字母 A B C D E F G H I J K L M 频率 13.05 9.02 8.21 7.81 7.28 6.77 6.64 6.64 5.58 4.11 3.60 2.93 2.88 字母 N O P Q R S T U V W X Y Z 频率 2.77 2.62 2.15 1.51 1.49 1.39 1.28 1.00 0.42 0.30 0.23 0.14 0.09 古典密码算法主要有代码加密、替换加密、变位加密、一次性密码簿加密等几种算法。 1．代码加密 代码加密是一种比较简单的加密方法，它使用通信双方预先设定的一组有确切含义的如日常词汇、专有名词、特殊用语等的代码来发送消息，一般只能用于传送一组预先约定的消息。 密文：飞机已烧熟。 明文：房子已经过安全检查。 代码加密的优点是简单好用，但多次使用后容易丧失安全性。 2．替换加密 将明文字母表 M 中的每个字母替换成密文字母表 C中的字母。这一类密码包括移位密码、替换密码、仿射密码、乘数密码、多项式代替密码、密钥短语密码等。这种方法可以用来传送任何信息，但安全性不及代码加密。因为每一种语言都有其特定的统计规律，如英文字母中各字母出现的频度相对基本固定，根据这些规律可以很容易地对替换加密进行破解。以下是几种常用的替换加密算法。 1）移位密码是最简单的一类代替密码，将字母表的字母右移 k个位置，并对字母表长度作模运算，其形式为：ek (m)=(k+m)=c mod q，解密变换为：dk (c)=(m-k)=m mod q。凯撒(Caesar)密码是对英文 26个字母进行移位代替的密码，其 q=26。这种密码之所以称为凯撒密码，是因为凯撒使用过 k=3的这种密码。 2）乘数密码也是一种替换密码，它将每个字母乘以一个密钥 k，ek (m)=km mod q，其中 k和q是互素的，这样字母表中的字母会产生一个复杂的剩余集合，若是和q不互素，则会有一些明文字母被加密成相同的密文字母，而且不是所有的字母都会出 现 在 密 文 字 母 表 中 。 异 或 运 算 （ XOR） 也 常 用 于 替 换 加 密 ， 加 密 ： c=m XOR k， 解密 ： m=c XOR k。 3） 多 名 或 同 ...
