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凱撒加密法
鎖定
- 中文名
- 凱撒加密法
- 外文名
- Caesar cipher
- 所屬學科
- 愷撒加密、愷撒變換、變換加密
凱撒加密法凱撒密碼
凱撒加密法通常被作為其他更復雜的加密方法中的一個步驟,例如維吉尼亞密碼。凱撒加密法還在現代的ROT13系統中被應用。但是和所有的利用字母表進行替換的加密技術一樣,凱撒加密法非常容易被破解,而且在實際應用中也無法保證通信安全。
明文字母表:ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
密文字母表:DEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABC
使用時,加密者查找明文字母表中需要加密的消息中的每一個字母所在位置,並且寫下密文字母表中對應的字母。需要解密的人則根據事先已知的密鑰反過來操作,得到原來的明文。例如:
明文:THE QUICK BROWN FOX JUMPS OVER THE LAZY DOG
密文:WKH TXLFN EURZQ IRA MXPSV RYHU WKH ODCB GRJ
凱撒加密法的加密、解密方法還能夠通過同餘的數學方法進行計算。首先將字母用數字代替,A=0,B=1,...,Z=25。此時偏移量為n的加密方法即為:
En(x)=(x+n)mod26{\displaystyle E_{n}(x)=(x+n)\mod 26}
解密就是:
Dn(x)=(x−n)mod26{\displaystyle D_{n}(x)=(x-n)\mod 26}
凱撒加密法發展歷史
根據蘇維託尼烏斯的記載,愷撒曾用此方法對重要的軍事信息進行加密:
“如果需要保密,信中便用暗號,也即是改變字母順序,使局外人無法組成一個單詞。如果想要讀懂和理解它們的意思,得用第4個字母置換第一個字母,即以D代A,餘此類推。”— 蘇維託尼烏斯,羅馬十二帝王傳
同樣,奧古斯都也使用過類似方式,只不過他是把字母向右移動一位,而且末尾不折回。
“每當他用密語寫作時,他都用B代表A,C代表B,其餘的字母也依同樣的規則;他用AA代表Z。”— 蘇維託尼烏斯,羅馬十二帝王傳
另外,有證據表明,愷撒曾經使用過更為複雜的密碼系統:
“文法學家普羅布斯曾經寫過一份獨具創新的手稿,研究愷撒書信中包含有秘密信息的字母。”— 格利烏斯,阿提卡之夜
已經無法弄清凱撒加密法在當時有多大的效果,但是有理由相信它是安全的。因為愷撒大部分敵人都是目不識丁的,而其餘的則可能將這些消息當作是某個未知的外語。即使有某個敵人獲取了愷撒的加密信息,根據現有的記載,當時也沒有任何技術能夠解決這一最基本、最簡單的替換密碼。現存最早的破解方法記載在公元9世紀阿拉伯的阿爾·肯迪的有關發現頻率分析的著作中。
凱撒加密法特定凱撒加密法名稱
根據偏移量的不同,還存在若干特定的凱撒加密法名稱:
偏移量為10:Avocat(A→K)
偏移量為13:ROT13
偏移量為-5:Cassis (K 6)
偏移量為-6:Cassette (K 7)
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