密码学 - 转置技术

---

---

转置技术是一种加密方法，它通过对给定的明文进行置换来工作。转置密码是通过使用转置技术将普通文本映射到密文而创建的。

本章将涵盖转置技术的多种用途，以及转置和替换技术之间的差异。

另一方面，替换方法用密文中的符号替换明文中的符号。但是，转置方法通过对原始明文应用置换来生成密文。

转置技术

• 栅栏转置

• 列置换

• 列置换 - 多轮

• 书籍密码/运行密钥密码

• 维尔南密码

让我们在下面的部分中逐一讨论这些技术 -

栅栏转置

栅栏是一种基本的转置方法，其中明文写成一系列对角线，然后逐行读取以生成密文。

算法

• 步骤 1：使用一系列对角线来编写明文。

• 步骤 2：然后将文本作为一系列行读取，以提取密文。

为了帮助您理解它，让我举一个例子。

明文：让我们今天见面

我们现在将这个简单的句子以对角线格式编写，如下所示，遵循特定的顺序 -

通过查看图像，我们可以看到为什么它被称为“栅栏”，它实际上看起来像一个栅栏。

将消息写成一系列对角线后，必须将其作为一系列行读取以提取密文。因此，在读取第一行后，密文的前半部分将为 -

Ltsetoa

我们将通过读取栅栏的第二行来解密密文的第二部分 -

eumeTdy

现在，我们将密文的两个部分加在一起以获得完整的密文，如下所示 -

密文：LTSETOAEUMETDY

栅栏密码易于使用，对于密码分析师来说，破解起来也更容易。因此，需要一种更复杂的方法。

列置换

与栅栏相比，列置换密码更加复杂。要使用此方法获取密文，请使用以下步骤 -

算法

• 步骤 1：明文以逐行的方式写入给定大小的矩形矩阵中。

• 步骤 2：要获取密文，请逐列读取矩形矩阵中的文本。但是，在逐列读取数据之前，必须先置换列的顺序。接收到的消息是密文消息。

要了解列置换，请考虑以下示例 -

明文：让我们今天见面

将明文放置在一个预定义大小的矩形中。在我们的例子中，矩形的定义大小为 3x5。下图显示了放置在 3x5 矩形中的明文。此外，我们还置换了列的顺序。

要获取密文，我们需要以置换后的列顺序逐列读取明文。因此，使用列置换密码创建的密文如下 -

密文：LUETAESEOYEMTD

与栅栏密码类似，列置换密码也很容易破解。密码分析师只需要测试列顺序的一些排列和组合，即可获得导致原始消息的置换列顺序。因此，必须使用更复杂的方法来确保加密的安全性。

列置换 - 多轮/改进的列置换

它与简单的列置换方法相同，但提供了一些改进。此列置换方法对明文应用多次。使用多轮列置换方法的步骤如下 -

算法

• 步骤 1：明文以逐行的方式写入预定义的矩形中。

• 步骤 2：要获取密文，请逐列读取矩形中的明文。在逐列读取矩形中的文本之前，请以与基本列置换技术相同的方式重新排列列。

• 步骤 3：重复上述步骤多次以生成最终密文。

因此，现在我们将根据上述方法执行第一轮，第一轮后的密文将如下所示 -

密文：LUETAESEOYEMTD

要解密第二轮的密文，请将第一轮的密文排列在一个 3x5 的矩形中并重新排列列。提取的第二轮密文为 LSYETMOATTEMUD。在此方法中，我们可以根据需要执行任意次数的迭代。增加重复次数会增加复杂度。

书籍密码/运行密钥密码

书籍密码，也称为运行密钥密码，其操作基本原理与一次性密码本密码相同。在一次性密码本密码中，密钥与明文长度相同，并在使用后删除。每次使用新密钥发送新消息。

密钥或一次性密码本是从书籍中提取的，这比书籍密码中的一次性密码有所改进。让我们概述一下各个阶段 -

• 步骤 1：将明文转换为数字形式：A=0，B=1，C=3，...Z=25。

• 步骤 2：从任何书籍中获取一次性密码本或密钥，并将其转换为数字格式。但密钥必须与明文长度相同。

• 步骤 3：现在组合明文和密钥的数字形式，将每个明文字母与相应的密钥文本字母匹配。如果任何明文字母与匹配的密钥文本字母的总和超过 26，则减去 26。

让我们用一个例子来讨论一下 -

明文：明天见面。

密钥来自书籍：ANENCRYPTION。

现在我们必须将此明文和密钥文本转换为数字形式，并将它们组合起来以获得密文，如下面的图像所示 -

添加明文和密钥文本的数字形式。因此，在添加这两个值后，我们将得到 12 7 8 32 21 31 36 29 36 25 28 35 -

现在我们在上面的结果中得到了一些数字（以粗体显示），这些数字大于 26，所以我们将这些数字减去 26，最终结果将是 − 12 17 8 6 21 5 10 3 10 25 3 9。

因此，新的密文将是：MRIGVFKDKZDJ。

维尔南密码

一次性密码本是维尔南密码的一个子集，它使用一组随机的、不重复的字符作为其输入密文。用于转置的密文在使用后永远不会用于其他消息。输入密文的长度需要与明文的长度匹配。

算法

• 步骤 1：将明文中的每个字符按数字顺序排列，例如 A = 0，B = 1，... Z = 25。

• 步骤 2：对输入密文中的每个字符再次执行步骤 1。

• 步骤 3：对于每个等效于明文字符的数字，将相应的输入密文字符数字加 1。

• 步骤 4：如果总和大于 25，则从中减去 26。

• 步骤 5：将每个和的数字转换为相应的字符。

• 步骤 6：步骤 5 的输出将成为密文。

维尔南密码仅适用于简短的消息，因为在使用后，输入密文不能再次使用。

例如：明文消息是 point，密文是 ntcba

因此，密文将是：bgkot。

所以，这就是关于转置技术的全部内容，它使用置换将明文转换为密文。