凯撒密码

第一个著名的密码 一个替换式密码 是尤利乌斯·恺撒在58BC年代左右使用的 现在被称为凯撒密码 凯撒位移了他的军事命令中的每个字母 为了让它们看起来毫无意义 如果敌人截获了的话 假使Alice和Bob决定通讯 其中使用凯撒密码 首先 他们需要事先同意 使用一个位移 比如 3 以便加密她的消息 Alice需要将每一个字母加3个位移 加在她的原始消息中 那么A成为D B成为E C成为F 等等 这个不可读或加密的消息 然后公开发给Bob Bob简单地从每个字母减去3个位移 为了读出原始信息 难以置信的是 这个基础密码被军事领袖们 在凯撒之后使用了数百年 但是 一个锁的强度等于它最弱的一环 一个解锁者可能寻找机械瑕疵或失误 以提取信息 为了缩小正确组合的范围 解锁的过程和破解密码的过程很相似 凯撒密码的弱点800年后被揭示了 作者是一个阿拉伯数学家阿尔金迪 他利用一个线索破解了凯撒密码 基于一个重要的语言特性 即撰写消息的语言 如果你扫描任何书 并且算出每个字母的频率 你会发现一个稳定的规律 例如 这些是英语字母的频率 这可以被认为是一种英文指纹 我们留下这个指纹 当我们通讯时 并无意识到这一点 这个线索是密码破解者最有价值的工具之一 为了破解密码 他们算出加密文字中的每个字母的频率 并且检查指纹位移了多远 例如 如果H是最常用的字母 在加密的消息中 而不是E 那么位移可能是3 所以他们反向位移 为了揭示原始消息 这个叫做频率分析 它是对凯撒密码的安全性的严重打击