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密碼學 Chapter 2 密碼學技術 Cryptographic Techniques
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前言
電腦安全中的大多數術語都有著極為直觀的意思，許多術語只是聽起來很複雜而已。在這一章，我們將揭開所有與密碼學有關術語的神祕面紗。
密碼學是一種藉由將訊息編碼使其不可被讀出其內容，從而達到安全目的之藝術
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明文與密文
明文意味著訊息能夠為發送方、接收方以及任何接觸過該訊息的其他人所理解。
使用適當方法對明文進行編譯所形成的訊息稱為密文。
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字母替代訊息編碼方法
使用後三位字母替代這一字母的訊息編碼方法 使用字母替代方法的編譯
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將明文轉為密文的技術
將明文轉為密文 替代技術 換位技術 我們有兩種基本方法可以用於對明文訊息進行編譯，以獲得對應的密文
替代和換位
如果這兩種方法一起使用，我們把這種技術稱之為乘積密碼
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替代技術
在替代密碼技術中，明文訊息的字母將被其他字母、數字或符號所代替
凱撒密碼
訊息中的每一個字母都是使用該字母後面三位的字母來代替
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凱撒密碼破解演算法
閱讀密文訊息中的每一個字母，並在圖中第二列找到它。
在找到字母後，使用圖中第一列相同欄位的對應字母代替密文訊息中的該字母。
對密文訊息中所有的字母重複這一個過程。
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凱撒密碼改進版本
凱撒密碼從理論上看是有效，但實際應用效果卻不令人滿意
凱撒密碼改進版本
原始明文字母對應密文字母是依序間隔任何個數的字母
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破解凱撒密碼改進版本的演算法
假設字母K等同於數字1。
閱讀密文訊息。
將密文訊息中的每一個字母以與他間隔K位的字母代替。
將K的數值加1。
如果K值小於26，則回到步驟2；否則停止這一過程。
獲得25組密碼訊息對應的原始明文訊息。 （按照上述步驟所生成的25組可能訊息）。
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破解密文
如果攻擊者試圖使用所有可能的排列組合來破解密文訊息，那麼這種破解將被稱為暴力攻擊法。
試圖破解密文訊息以獲取原始明文訊息的過程本身稱之為密碼分析，而試圖進行密碼分析的人則稱之為密碼分析者。
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暴力攻擊法
使用暴力攻擊法的密碼分析者將從給定密文訊息嘗試獲得所有可能的原始明文訊息。
凱撒密碼改進版本
找出凱撒密碼所有25種可能的組合來找到正確的明文
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單一字母密碼
A B C D … Z Z K M S … T 明文字母 密文字母 單一字母密碼給密碼分析者帶來了一個難題，由於可能的排列組合相當多，因此單一字母密碼很難破解
明文字母與密文字母的對應並非依順序排列，而是任意組合
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同音替代密碼
明文字母 A 密文字母 D H P R B E I Q S 按照同音替代密碼，一個明文字母一次也只能被一個密文字母所替代
每次明文字母可以用不同的密文字母替代
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多字母替代密碼
在多字母替代密碼技術下，一個明文區塊將被一個密文區塊所替換，而不是以字母為單位進行替換
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多表替代密碼
多表替代密碼由利昂‧巴蒂斯塔(Leon Battista)於 1568 年發明，這種密碼曾經多次被破解，但是至今它仍然廣泛地在各領域應用。
特例
維吉尼亞密碼
博福特密碼
密碼有多個單字母金鑰，每個字母金鑰用來加密一個明文字母
金鑰表會循環使用，間隔的位數為密碼的週期
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