密码史简介（对称加密以解密）

介绍些从古至今使用的密码方法，以及破解方法。以下所述密码按照现代的标准来看都是不安全的密码，但是其思路沿用至今。

Symmetric Ciphers 对称密码

以前使用的密码都可以称为对称密码，具体特征为加密、解密皆为相同密钥，加密解密流程如下图所示：

1.替换密码：

如同小时候玩的不亦乐乎的替换文字形式一样，将英语字母逐一替换，如：a->c, b->w, c->n，此为密钥，因此加密abc后的文本为，cwn。

2.凯撒密码：

著名的凯撒密码，顾名思义，由凯撒大帝所发明，用于当时的军事领域，并且延续使用的400余年。

凯撒密码的加密非常简单，就是26字母的位移，比如：密钥为3，因此a->d,b->e,c->f以此类推。

以此可算，凯撒密码的密钥空间为：26！，约等于2的88次方。

但是以上两个密码都有相应的方法来破解。

破解：Ciphertext only attack 唯密文攻击

简单来说，英语的26字幕在日常生活中的使用频率都是不相等的，就如同汉字千千万，但是常用的就2000左右。

因此破解遵循以下两个步骤：

（1）密文频率：

英语中出现概率最高的字幕是e，概率为12.7%，其次为t，概率为9.1%。

然后我们将密文中字母进行统计，最高概率很大可能为e，其次为t，由此能够快速的推测出替换密码所使用的替换表，和凯撒密码所进行的位移数目。

（2）配对字母：

字母频率敲定后，我们可以跟进一步，敲定两个字母的频率。

英语中常用的两个字母为：he,an,in,th等，与字母频率相结合后能更加快捷的敲定明文的信息。

两个字母之后，可以尝试三个字母，等等。

3.Vigener Cipher

起源于文艺复兴时期，上述两个加密方式做了进一步的改进。

比如：Key=20160929，那明文要做的就是就是按照Key来进行依次偏移操作，根据Key的长度进行循环。

按照这例子的Key来说，明文第一位偏移2位。第二位偏移0位，第三位偏移1位，以此类推，到第八位偏移9位，第九位再次从2开始偏移，8位一循环。

破解：

这样做看似不能再次使用上述的方法了，其实不然。

首先要收集一定数量的同一密钥加密的密文。

其次我们可以假定密钥长度，比如为8位。

之后，对密文进行每8位一分割，对每个分割中的每一位进行收集。

到这里，我们就能发现，每一个分割中的第一位，用的都是相同的偏移量，因此再次使用字母频率的方法进行破译。

4.Rotor Machines 轴轮机

有趣的小东西，发明与二战前，并且在二战时候大放光彩、、、最后被破译、、、哈哈哈，以下是原理图：

以上是个单轴轮机，左边为26字母，右边为加密后字母，譬如一开始A->K,B->S,C->T，但当你打了一个字母后，右边轴轮会进行转动，变成了A->E,B->K,C->S，再次打入一个字母后又变成了A->N,B->E,C->K。

其破解方法相对于前几个加密方式而已相对困难（毕竟二战时候元首的钦定），但原理类似，收集到足够的密文后进行密码轮的推算。

题外话：

二战时候的军用轴轮机是3-5轴的，按照密钥空间来看根本没有破解的可能，但是一位英国的破译员（好像是英国的），利用人性的弱点攻克了它，具体感兴趣的可以自己去查，这里也就不赘述了。

当然，除了这些过去还有很多其他的加密方式，如：栅栏教程，猪笔密码，摩斯电码之类的，因其并不能演化成计算机交互之中信息传递安全的方式，故此不做介绍。