資訊安全中的替換技術有哪些?


替換技術是一種經典的加密方法,其中初始訊息中的字元被其他字元、數字或符號替換。如果明文(原始訊息)被視為位元串,則替換技術將使用密文的位元模式替換明文的位元模式。

以下是各種型別的替換密碼:

  • 單表替換密碼 - 在單表替換密碼中,明文中的一個字元始終被替換為密文中相同的字元,無論其在文字中的位置如何。

    例如,如果明文中的字母 A 被替換為 G,則明文中的每個 A 都將被替換為 G。

    明文:hello

    密文:IFMMP

    這是一個單表替換密碼,因為兩個 1 都被加密為 'M'。

  • 多表替換密碼 - 在多表替換中,明文中的每個字元在密文中都可以有不同的替換字元。

    明文字元和密文字元之間的關係是一對多。例如,字母 'A' 可以被替換為字母 'C',而稍後密文中相同的字母 'A' 可以被替換為 'N'。

    在多表替換密碼中,明文字母的頻率不會反映在密文中。因此,破解多表替換密碼比單表替換密碼複雜,因為無法對其使用統計分析。

    多表替換密碼的主要特徵如下:

    • 需要一組相關的單表替換規則。
    • 需要一個金鑰來決定哪個規則用於哪個轉換。
    • 可以隱藏底層語言的字母頻率,包括 Playfair 密碼、Vigenere 密碼和 Hill 密碼。
  • 一次性密碼本 - 一次性密碼本密碼建議金鑰長度必須與明文一樣長,以避免金鑰重複。此外,金鑰只能用於加密和解密單個訊息一次,之後必須丟棄金鑰。

  • 凱撒密碼 - 在這種替換技術中,可以加密明文,將明文的每個字母替換為其後三個字母,並且可以解密密文,將密文的每個字母替換為其前三個字母。

  • Playfair 密碼 - Playfair 密碼也稱為 Playfair 方格。這是一種用於手動加密資訊的密碼技術。該方案由查爾斯·惠斯通於 1854 年開發。

    Playfair 密碼被英國軍隊用於第一次世界大戰,被澳大利亞軍隊用於第二次世界大戰。這是可行的,因為 Playfair 密碼使用起來非常快,並且不需要使用任何特定裝置。

更新於: 2023年9月14日

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