密碼學作為保障信息安全的關鍵學科,其經典加密方式在歷史長河中發揮了重要作用。在當今數字化時代,數據安全愈發重要,了解密碼學中的幾種加密方式很有必要。早期的替換加密,通過將明文中的字符替換成其他字符來隱藏信息,像凱撒密碼便是替換加密的典型代表。還有置換加密,它是重新排列明文字符的順序來達到加密目的。隨著技術發展,對稱加密和非對稱加密登上舞臺。對稱加密使用相同密鑰進行加密和解密,效率高;非對稱加密則有公鑰和私鑰,安全性更強,廣泛應用于網絡通信等領域。
凱撒密碼:
在密碼學中,凱撒密碼,是一種最簡單的加密技術。它是一種替換加密的技術,將明文中所有字母都在字母表上向前(或向后)按照一個固定數目進行偏移后,被替換成密文。
案例:
明文:dianzan
密鑰:a=c
因為密鑰是用于解出明文的,所以為得到密文,我們將每個字母向前移兩位。
密文:bgylxyl
維吉尼亞密碼
維吉尼亞密碼是在凱撒密碼基礎上產生的一種加密方法,由一些偏移量不同的愷撒密碼組成。下圖為維吉尼亞密碼表(另外,維吉尼亞密碼必須有一個密鑰,這個密鑰由字母組成,最少一個,最多可與明文字母數量相等)
首先,密鑰長度需要與明文長度相同,如果少于明文長度,則重復拼接直到相同。
案例:
明文:dianzan密鑰:guanzhu對于明文的第一個字母d,對應密鑰的第一個字母g,于是使用表格中g行字母表進行加密,得到密文第一個字母j。類似地,明文第二個字母為i,在表格中使用對應的u行進行加密,得到密文第二個字母c。以此類推,可以得到:
密文:icaayhh維吉尼亞密碼只對字母進行加密,不區分大小寫,若文本中出現非字母字符會原樣保留。如果輸入多行文本,每行是單獨加密的。
柵欄密碼
柵欄密碼,就是把要加密的明文分成N個一組,然后把每組的第1個字連起來,形成一段無規律的話。案例:明文:guanzhudianzan我們現在將明文分成兩組
guanzhu
dianzan
密文:gduiaannzzhaun
摩斯密碼
摩斯密碼是一種時通時斷的信號代碼,通過不同的排列順序來表達不同的英文字母、數字和標點符號。
電碼表:字母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 --** 數字 0 ----- 1 *---- 2 **--- 3 ***-- 4 ****- 5 ***** 6 -**** 7 --*** 8 ---** 9 ----* 常用標點 句號 *-*-*- 逗號 --**-- 問號 **--** 長破折號 -***- 連字符 -****- 分數線 -**-*
棋盤密碼
棋盤密碼是將25個字母放入一個5×5矩陣中,(通常會將I,J放在同一個格中,或改進為6×6的矩陣,加入10個數字)分別將橫向和縱向用1-5代替,就得到我們的密文。
案例:
明文:guanzhu
密文:22、45、11、33、55、23、45
跨棋盤密碼
跨棋盤密碼的加密方式是通過兩組秘鑰生成的一張密碼表進行加密。而兩組密鑰通常是由26個不規則排序的字母和兩個數字組成。
如下表所示,我們在第一行空出了密鑰數字的位置,剩余字母密鑰順序繼續排列。
秘鑰:abcdefghigklmnopqrstuvwxyz、2,5
案例:
明文:guanzhu
密鑰:秘鑰:abcdefghigklmnopqrstuvwxyz、2,5
密文:8、52、0、25、57、9、52
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