資訊安全中的多表代換密碼是什麼？

多表代換密碼是基於替換的任何密碼，使用多個替換字母表。在多表代換密碼中，明文字母的加密方式根據其在文字中的位置而不同。與其是一對一的對應關係，不如說每個字母與其替代字元之間存在一對多的關係。

例如，“a”可以在文字開頭加密為“d”，但在中間加密為“n”。多表代換密碼具有隱藏基本語言字母頻率的優點。因此，攻擊者無法使用單個字母頻率統計來破譯密文。

第一個多表代換密碼是阿爾伯蒂密碼，由萊昂·巴蒂斯塔·阿爾伯蒂於 1467 年提出。它使用隨機字母表來加密明文，但在不同的點上，它可以更改為不同的混合字母表，並在密文中用大寫字母表示更改。

為了使用此密碼，阿爾伯蒂使用了一個密碼盤來顯示明文字母如何與密文字母相關聯。在此密碼中，每個密文字元都基於相應的明文字元和明文字元在訊息中的位置。

顧名思義，多表代換密碼是透過使用多個金鑰而不是僅一個金鑰來實現的。這意味著金鑰應該是子金鑰流，其中每個子金鑰都以某種方式取決於需要子金鑰進行加密的明文字元的位置。

換句話說，需要一個金鑰流 k = (K₁, K₂, K₃ ...)，其中 K_i 用於將明文中的第 i 個字元加密為密文中的第 i 個字元。此類演算法中最著名和最簡單的演算法定義為維吉尼亞密碼。

維吉尼亞密碼是多表代換密碼中最簡單和最流行的演算法之一。在這種方法中，字母文字使用基於關鍵字字母的多個凱撒密碼序列進行加密。

凱撒密碼將明文中的每個字母替換為字母表中向右恆定位置的字母。此移位以模 26 實現。例如，在移位 3 的凱撒密碼中，A 可以變成 D，B 可以變成 E，依此類推。

維吉尼亞密碼包括一系列簡單的替換密碼，具有多個移位值。在此密碼中，關鍵字在與明文長度連線之前重複。

加密是透過轉到與金鑰相關的表格中的行，並找到對應於明文字元的列標題來實現的；維吉尼亞方格中對應行和列的交點處的字母建立密文字元。其餘明文以類似方式加密。

Ginni

更新於： 2022-03-15

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