密码学vigenere密码.ppt

2.3维吉利亚（Vigenere）密码,定义：Vigenere密码是基于关键词的加密系统。明文的下面（或上面），并不断重复书写，形成密钥流；使得每个明文字母都与一个关键字的字母关联。例如：明文：thisistheplaintext，关键词：hold。,KEY,密文,加密过程为相应位置字母的和（mod26）。,Note：为方便求和，我们给出Vigenere加密表。,关键词写在,并,Vigenere加密表,操作,KEY,密文,利用CAP进行Vigenere加密/解密,CAP,例：用关键词help加密文件p1.tex。,如何攻击Vigenere密码？,针对已知明文的攻击，的明文即可。针对可选择的明文攻击，即可以求出关键字即密钥。针对可选择的密文攻击，即产生负的密钥。针对唯密文攻击，全的，但现在对这情况也是比较容易找到密钥。,只需知道足够多字母相应,利用明文aaaaa立,利用密文aaaaa立,一直到20世纪都被认为比较安,绝大多数的英文文本中，各个字母的出现的频率是不一样的，对固定某字母出现的频率却显得稳定。（参看P10表2-1）,唯密文攻击Vigenere密码的原理,vigenere密文如下：,VVHQWVVRHMUSGJGTHKIHTSSEJCHLSFCBGVWCRLRYQTFSVGAHWKCUHWAUGLQHNSLRLJSHBLTSPISPRDXLJSVEEGHLQWKASSKUWEPWQTWVSPGOELKCQYFNSVWLJSNIQKGNRGYBWLWGOVIOKHKAZKQKXZGYHCECMEIUJOQKWFWVEFQHKIJRCLRLKBIENQFRJLJSDHGRHLSFQTWLAUQRHWDMWLGUSGIKKFLRYVCWVSPGPMLKASSJVOQXEGGVEYGGZMLJCXXLJSVPAIVWIKVRDRYGFRJLJSLVEGGVEYGGEIAPUUISFPBTGNWWMUCZRVTWGLRWUGUMNCZVILE,问题：假设密钥长度为5，如何确定密钥？,2.3.1如何确定长度已知的密钥频率分析法,1)每组密文都是明文的一个shift；,2)每组密文的频率都是相应明文频率的,一个shift。,既然本例中密钥的长度是5，我们将文本分成五组。,可猜测密钥的第一位为c，,CAP,用类似方法，我们最终得密钥为codes。,第一组分析,第二组分析,可猜测密钥的第2位为o,第三组分析,可猜测密钥的第3位为d,第四组分析,可猜测密钥的第4位为e,第五组分析,可猜测密钥的第5位为s,确定密钥的数学描述,设某组的字母频率分布为，则,之一匹配。,达到最大值。,从数学的角度，匹配的就是要求,从加密的过程看，如果某组移位,则其,频率,Math,例：分析密文件vvhq.text,2.3.2如何确定密钥长度,在一张长纸条上写上密文，再在另一张长纸条上写上同样的密文。将一张纸条放在另一张纸条上面，并将其中一张纸条移动某个位置(这就是潜在的密钥长度)。比如，移动2个位置后有如下的两个字条：,两个相同的字母对下面用标记，并数一下标记,的个数。,采用不同的移位值，可以得到下面的数据：移位值：123456相同数：141416142412移动5个位置具有最多的相同对数，这个移位值就是最可能的密钥长度值（为什么？参看P12-13的说明）。,Note:这种方法非常快，甚至不用计算机就总是,可以得出密钥的长度。,Math,总结：唯密文攻击Vigenere密码的步骤：,1)找到密钥的长度；2)确定密钥。,END,Mathematics中命令：,vigeneretext,keycoinctext,nvigvectext,l,icorrvMaxv,纸条位移后：,1)一般情况下，上下行相应位置字母相同的概率为：,2)当位移为Key的长度（或其倍数）时，上下行,相应位置字母相同的概率为：,所以，当位移达到Key的长度（或其倍数）时，,上下行相应位置字母相同的对数达最多。,