常見的經典密碼
在學習密碼學時,每個學生首先學習的是一些歷史密碼。這些密碼太多了,無法全部命名。所以我的問題是:最重要的經典密碼是什麼(每個密碼學家都應該聽說過)?
我們今天所知道的密碼學可以追溯到文藝復興時期,在某種意義上,在數學意義上。——惠特菲爾德迪菲
如果您查看介紹性密碼學文本,您通常會在經典密碼學一章中看到一些相同的密碼、方法和密碼學工具:
Scytale , 一種執行轉置密碼的工具
Polybius Square,用於分割純文字字元
凱撒密碼
Codebooks,一本用於儲存密碼的書
tabula recta,一個定義多字母密碼的方表
della Porta’s bigraphic substitution
諧音替換,將明文字母映射到多個密文字母
Vigenère密碼,一種多表替換
Vigenère autokey cipher,一個關鍵字用於製作密鑰流和原始明文
列轉置,在行和列中寫出一條消息來轉置它
一次性密碼本,一種加密技術和模型。按照今天的標準,一次性密碼本不是密碼。
Playfair密碼
bifid 和 trifid ciphers,bifid 使用 Polybius 平方和轉置;trifid 使用分餾和換位
ADFGX 和 ADFGVX 密碼,德國在第一次世界大戰中使用的密碼。ADFGVX 使用 Polybius 方進行分餾、柱狀轉置和字母轉置
仿射密碼,單字母替換密碼
VIC 密碼,一種複雜的密碼,使用滯後的斐波那契生成器、柱狀轉置、跨棋盤和 mod 10 鏈加法——所有這些都是由記憶資訊構成的。
希爾密碼,它開闢了一個新的維度,即基於代數的多圖替換密碼。
入門教科書中很可能會涉及的內容:
Caesar cipher- monoalphabetic substitution Vigenère cipher- polyalphabetic substitution Affine cipher The one-time pad Hill cipher
幾乎不可能涵蓋的內容:
Straddling checkerboards (fractionation) VIC cipher Homophonic substitution with unusual symbols Beaufort cipher Nihilist cipher Beale cipher
重要的是,Whitfield Diffie 指出,萊昂·巴蒂斯塔·阿爾貝蒂(Leon Battista Alberti,1404 – 1472 年)在文藝復興時期取得了密碼學的重大進步:密碼密鑰和密碼系統之間的區別。(1) 在文藝復興之前,這種區分很難區分,因為系統非常簡單。例如,在使用密碼本時,所有的費用都投入到密碼本,即秘密片斷中,而不是投入到查找明文和寫入密文的系統中。文藝復興時期的創新是一種抵制密碼分析的方法,將費用轉移到公共部分,即係統,使秘密部分變得便宜。(2) 作為密碼學歷史的敏銳學生,Diffie 將古典密碼學的特定早期進展與他自己的一項進展聯繫起來,這對密碼學家來說可能是件好事。
編輯:
作為回答這個問題的另一種方式,我查看了幾本介紹性大學水平的教科書,以了解與經典密碼學相比它們涵蓋了哪些主題。單字母和多字母指的是一般討論:
- 阿爾伯蒂對密碼學的原始貢獻可以在他的第 13-23 章的“密碼寫作”中找到。Lionel March 在“Leon Battista Alberti 的數學著作”中討論了這些問題,Spiger,2010。
- Whitfield Diffie,資訊安全——公鑰加密之前和之後,YouTube,影片 1BJuuUxCaaY。