Vigenere密码与Playfair密码 收

维吉尼亚(vigenere)密码,美国南北战争期间联军广泛使用；是一个基于多表替换的移位密码! 
现代的维吉尼亚(vigenere)密码的替换表一般为这样:

    	    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

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

    行和列分别用待加密的字符和加密当前字符的密钥来决定,然后横竖的交集,就是当前字符加密后的结果!

    比起传统的凯撒(caesar)密码,维吉尼亚(vigenere)在移位密码带来的字符出现频率上,具有更多迷惑性!多表替换,意味着不同字母移位替换时,遇到不同的密钥(偏移量),可能得到相同的密文;当然,相同的明文经过加密可能获得不同的密文,
    下面是一个用 dorainm 当作密钥来加密 blood has not been cold yet的例子

明文: bloodhasbotbeencoldyet
密钥: dorainmdorainmdorainmd
密文: EZFOLUMVBFTJRQQQFLLLQW

 

Vigenere密码是一个基于单表置换的分块对称加密算法。将明文T分为长度为n的若干块（若最后一块不足则用随机数补满），密钥K长度为n。在加密时对每个明文分块Ti做Ci=(Ti+Ki)%m，解密时对每个密文分块Ci做Ti=(Ci-Ki)%m，其中m为字符空间大小。
    显然，该加密算法是一个不安全的加密算法。Vigenere算法有着致命的缺陷Ki=(Ci-Ti)%m，使得他可以被已知明文攻击完全破解。同时，利用Friedman攻击也能够完全破解该算法，只是破解难度稍大。但是，我们也可以看到，这两种破解都有着一个共同的假设：密钥长度n小于明文的长度，即相同的明文字符可能多次被相同的密钥字符加密，生成相同的密文字符。
    通过分析该算法，不难得出：如果密钥长度n足够大（至少与明文长度相当），则该算法实际上就演变成了一个OTP加密算法。也就是说，如果我们使用足够长的密钥K，并且保证其是随机的，我们就可以利用Vigenere加密算法得到一个安全的加密。但是，OTP的最大缺陷在于密钥长度太长，且密钥不能重复使用。下面，我们针对OTP的这个缺陷对Vigenere加密算法做一些改进，使之能够成为一个安全的密码算法。
    进一步的分析Vigenere算法，可以得出：使用长度分别为m和n的两个密钥来进行两轮加密，等效于使用密钥长度为m和n的最小公倍数的一个密钥进行一轮的加密（证明略）。这样，如果m、n互质，我们实际上就做到了使用长度为m+n的密钥来代替长度为m*n的密钥，从而大大的降低了密钥的长度，使得利用Vigenere算法创建OTP成为可能。
    现在，剩下的问题就是密钥的重复使用了。这里先提出一个在以太网中实现的简单解决方案，对于每个以太帧，其数据段的最大长度不得超过1500字节，也就是说，只需使用长度分别为38和39的密钥进行两轮加密，即可保证所有数据段的安全。同时，将这两个密码用公钥加密，附在数据段起始部分即可。这样，整个数据段就实现了OTP加密，其安全性完全依赖于公钥加密的强度，并且，这样做产生的不必要损耗仅为5%，且速度大大高于AES等高强度对称加密算法。

 

Playfair密码将明文中的双字母组合作为一个单元对待，并将这些单元转换为双字母组合。加密后的字符出现的频率在一定程度上被均匀化。第一次世界大战期间英国采用；

　　5*5变换矩阵(I或J视为同一字符)：

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

　　加密规则：按成对字母加密

　　相同对中的字母加分隔符(如x)
　　ballon -> ba lx lo on
　　同行取右边：he->ec
　　同列取下边：dm->mt
　　其他取交叉：kt->mq od->tr

　　例如：ballon -> ba lx lo on -> db sp gs ug