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hill加密与解密

发布时间: 2024-10-04 03:14:20

‘壹’ 为什么说加法密码、乘法密码、仿射密码、置换密码、Hill密码以及Vigenere密码

加法密码就是真典密码学中的恺撒密码格式是:密文=(明文+密钥)mod26,剩法密码是恺撒密码发展出来,格式是:密文=明文x实钥mon26;置换密码就是在简单的纵行换位密码中,明文以固定的宽度水平的写在一张图表纸上,密文按垂直方向读出,解密就是密文按相同的宽度垂直的写在图表纸上,然后水平的读出明文。希尔密码(Hill Cipher)是运用基本矩阵论原理的替换密码,由Lester S. Hill在1929年发明。每个字母当作26进制数字:A=0, B=1, C=2... 一串字母当成n维向量,跟一个n×n的矩阵相乘,再将得出的结果MOD26;Vigenere是恺撒密码演变而来。使用一系列凯撒密码组成密码字母表的加密算法,属于多表密码的一种简单形式。
有兴趣可以了解一下古典密码学,这里面都有。

‘贰’ 希尔密码原理

希尔密码(Hill Cipher)是运用基本矩阵论原理的替换密码,由Lester S. Hill在1929年发明。每个字母当作26进制数字:A=0, B=1, C=2... 一串字母当成n维向量,跟一个n×n的矩阵相乘,再将得出的结果MOD26。

中文名
希尔密码
外文名
Hill Cipher
原理
基本矩阵论
类别
替换密码
提出者
Lester S. Hill
快速
导航
产生原因

原理

安全性分析

例子
简介
希尔密码是运用基本矩阵论原理的替换密码,由Lester S. Hill在1929年发明。
每个字母当作26进制数字:A=0, B=1, C=2... 一串字母当成n维向量,跟一个n×n的矩阵相乘,再将得出的结果模26。
注意用作加密的矩阵(即密匙)在必须是可逆的,否则就不可能解码。只有矩阵的行列式和26互质,才是可逆的。
产生原因
随着科技的日新月异和人们对信用卡、计算机的依赖性的加强,密码学显得愈来愈重要。密码学是一门关于加密和解密、密文和明文的学科。若将原本的符号代换成另一种符号,即可称之为广义的密码。狭义的密码主要是为了保密,是一种防止窃文者得知内容而设的另一种符号文字,也是一般人所熟知的密码。
使用信用卡、网络账号及密码、电子信箱、电子签名等都需要密码。为了方便记忆,许多人用生日、电话号码、门牌号码记做密码,但是这样安全性较差。
为了使密码更加复杂,更难解密,产生了许多不同形式的密码。密码的函数特性是明文对密码为一对一或一对多的关系,即明文是密码的函数。传统密码中有一种叫移位法,移位法基本型态是加法加密系统C=P+s(mod m)。一般来说,我们以1表示A,2表示B,……,25表示Y,26表示Z,以此类推。由于s=0时相当于未加密,而0≤s≤m-1(s≥m都可用0≤s≤m-1取代),因此,整个系统只有m-1种变化。换言之,只要试过m-1次,机密的信息就会泄漏出去。
由此看来,日常生活中的密码和传统的密码的可靠性较差,我们有必要寻求一种容易将字母的自然频度隐蔽或均匀化,从而有利于统计分析的安全可靠的加密方法。希尔密码能基本满足这一要求。
原理
希尔加密算法的基本思想是,将d个明文字母通过线性变换将它们转换为d个密文字母。解密只要作一次逆变换就可以了,密钥就是变换矩阵本身。[1]
希尔密码是多字母代换密码的一种。多字母代换密码可以利用矩阵变换方便地描述,有时又称为矩阵变换密码。令明文字母表为Z,若采用L个字母为单位进行代换,则多码代换是映射f:Z→Z。若映射是线性的,则f是线性变换,可以用Z上的L×L矩阵K表示。若是满秩的,则变换为一一映射,且存在有逆变换K。将L个字母的数字表示为Z上的L维矢量m,相应的密文矢量c,且mK=c,以K作为解密矩阵,可由c恢复出相应的明文c·K=m。
在军事通讯中,常将字符(信息)与数字对应(为方便起见,我们将字符和数字按原有的顺序对应,事实上这种对应规则是极易被破解的):
abcde…x y z
12345…242526
如信息“NOSLEEPPING”对应着一组编码14,15,19,12,5,5,16,16,9,14,7。但如果按这种方式直接传输出去,则很容易被敌方破译。于是必须采取加密措施,即用一个约定的加密矩阵K乘以原信号B,传输信号为C=KB(加密),收到信号的一方再将信号还原(破译)为B=KC。

‘叁’ c璇瑷镐庝箞缂栧啓hill瀵嗙爜锛

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