密码学 - 多表代换密码

多表代换密码使用多个字母表来替换字母，根据字母在文本中的位置确定加密方式。与基本密码不同，多表代换密码创建了一种一对多的关系，其中每个字母都有多个可能的加密方式。阿尔伯蒂密码发明于 1467 年，是最早已知的多种字母表密码。它利用一系列随机字母表进行加密，密文中的大写字母表示字母表之间的切换。

它可以使用这种密码，阿尔伯蒂使用密码盘来显示明文字母如何与密文字母连接。在这个密码中，每个密文字符都由明文字符及其在消息中的位置决定。

顾名思义，多表代换意味着使用多个密钥而不是只有一个。这意味着密钥应该是一系列子密钥的流，每个子密钥都取决于需要该子密钥进行加密的明文字符的位置。

它是如何工作的？

需要一个密钥流 k = (K1, K2, K3,. . .) ，其中 Ki 用于加密明文中的第 i 个字符，并构成密文中第 i 个字符。维吉尼亚密码是这些算法中最著名且最简单的。

维吉尼亚密码是最简单和最广泛使用的多表代换密码之一。在这种方法中，字母文本使用一系列凯撒密码进行加密，这取决于关键字的字母。

凯撒密码恢复明文中的每个字母，使字母在字母表中保持恒定的右移位置。此移位使用模 26 实现。例如，在移位为 3 的凯撒密码中，A 可以变为 D，B 可以变为 E，依此类推。

维吉尼亚密码由一系列具有不同移位值的简单替换密码组成。在与明文的长度连接之前，此密码会重复关键字。

加密是通过转到与密钥对应的表格中的行，并确定与明文字符对应的字母的列标题来执行的；维吉尼亚方格中对应行和列的交点处的字母生成密文字符。其余明文使用类似的方法进行加密。

特点

这些方法具有以下共同特征：

• 应用一组相关的单表代换规则。

• 密钥决定用于转换的规则。

示例

例如，“a”可以在文本开头编码为“d”，但在中间编码为“n”。多表代换密码具有隐藏基本语言字母频率的优点。因此，攻击者无法使用静态的单个字母频率来分割密文。

多表代换密码的名称

多表代换密码是一种加密过程的形式，其中不同的字母以独特的方式替换，使其更难以破解。以下是一些多表代换密码的示例：

• 维吉尼亚密码

• 比福特密码

• Playfair 密码

• 自动密钥密码

• 运行密钥密码

这些密码使用不同的技术来改变替换模式，使其比凯撒密码等基本密码更安全。

单表代换密码与多表代换密码的比较

请参见下文对单表代换密码和多表代换密码之间区别的详细说明：