信息安全中的替换技术有哪些?


替换技术是一种经典的加密方法,其中初始消息中的字符被其他字符、数字或符号替换。如果明文(原始消息)被视为比特串,则替换技术将使用密文的比特模式替换明文的比特模式。

以下是各种类型的替换密码:

  • 单表替换密码 - 在单表替换密码中,明文中的一个字符始终被替换为密文中相同的字符,无论其在文本中的位置如何。

    例如,如果明文中的字母 A 被替换为 G,则明文中的每个 A 都将被替换为 G。

    明文:hello

    密文:IFMMP

    这是一个单表替换密码,因为两个 1 都被加密为 'M'。

  • 多表替换密码 - 在多表替换中,明文中的每个字符在密文中都可以有不同的替换字符。

    明文字符和密文字符之间的关系是一对多。例如,字母 'A' 可以被替换为字母 'C',而稍后密文中相同的字母 'A' 可以被替换为 'N'。

    在多表替换密码中,明文字母的频率不会反映在密文中。因此,破解多表替换密码比单表替换密码复杂,因为无法对其使用统计分析。

    多表替换密码的主要特征如下:

    • 需要一组相关的单表替换规则。
    • 需要一个密钥来决定哪个规则用于哪个转换。
    • 可以隐藏底层语言的字母频率,包括 Playfair 密码、Vigenere 密码和 Hill 密码。
  • 一次性密码本 - 一次性密码本密码建议密钥长度必须与明文一样长,以避免密钥重复。此外,密钥只能用于加密和解密单个消息一次,之后必须丢弃密钥。

  • 凯撒密码 - 在这种替换技术中,可以加密明文,将明文的每个字母替换为其后三个字母,并且可以解密密文,将密文的每个字母替换为其前三个字母。

  • Playfair 密码 - Playfair 密码也称为 Playfair 方格。这是一种用于手动加密信息的密码技术。该方案由查尔斯·惠斯通于 1854 年开发。

    Playfair 密码被英国军队用于第一次世界大战,被澳大利亚军队用于第二次世界大战。这是可行的,因为 Playfair 密码使用起来非常快,并且不需要使用任何特定设备。

更新于: 2023年9月14日

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