密码安全之密码技术【1】置换密码

密码学

一门研究设计密码算法和破译密码算法的综合性技术科学,是网络空间安全学科中理论体系最完善的一门科学,也是信息安全的基石。密码学通常由密码编码和密码分析两大分支组成。

从密码学的发展历史来看,可以分为古典密码学现代密码学

古典密码学

主要依靠人工计算和简单的机械,并且以人的主观意识来设计和应用。古典加密算法往往只是对单个的代替或置换操作。

现代密码学…

  1. 置换密码

置换密码就是把明文中的字母或数字重新排列,字母或数字本身不变,但其位置发生了改变,示例如下:

明文:this is transposition cipher
密文:rehp ic noitisopsnart sisiht

本例是一种直接将明文按倒序排列的简单置换加密算法,可被直接分析,进一步将明文按一定顺序排成一个矩阵,然后按置换规则的顺序选出矩阵中的字母序列,最后按固定长度读取字母即形成密文。

原始明文:this is transposition cipher

密码安全之密码技术【1】置换密码_第1张图片
置换规则:按列读取

形成密文:tiao ii rhsnsopitsinh srptce

由此看出改变矩阵的大小和置换规则可以得到不同形式的密码,通常我们先选定一个词语作为密钥,去掉重复字母然后按字典顺序给密钥字母一个数字编号,就可以得到一组与密钥对应的数字序列,最后以此序列作为置换规则选出密文。

明文:this is transposition cipher
词语密钥:password

根据词语密钥得到数字序列为:4167352
排成矩阵:
在这里插入图片描述
根据序列得到密文:ssor tr ipsoctsiiniei pnhath

置换密码是一种通过变换矩阵大小选出的顺序组合,而密钥仅仅是便于记忆,因此,置换密码比较简单,经不起穷举攻击(穷举攻击无视顺序),但可以把此种方法与其他密码结合可以得到相对安全且高效的密码。
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然后我用c++实现了加密的过程【望指正!!!】

#include
#include
#include
#include
#include
using namespace std;
int main() {
	cout << "Enter the characters you need to encrypt and the key:";
	string characters,key;
	cin >> characters >> key;
	int len_c = characters.length();
	int len_k = key.length();
	int row = len_c / len_k + 1;
	int column = len_k;
	if (len_c != 0 && len_k != 0) {
		vector matrix;
		for (int i = 0; i < len_c; i++) {
			char *p_c = &characters[0];
			if (p_c != " ") {
				matrix.push_back(*p_c);
			}
			p_c++;
		}
		//De - weighting and sort
		set digital_sequence;
		char *p_k = &key[0];
		for (int j = 0; j < len_k; j++,p_k++)
			digital_sequence.insert(*p_k);
		//Build key - value pairs
		map encrypt;
		int key_temp = 1;
		for (int k = 0; k < len_k; k++, key_temp++)
			encrypt.insert(pair(digital_sequence.count[k],key_temp));
		string encrypt_result;
		for (char it : key) {
			int column_part = encrypt.at(it);
			for (int row_part = 0; row_part < row; row_part++) {
				if (matrix[column_part - 1 + row_part * column] != NULL)
					encrypt_result += matrix[column_part - 1 + row_part * column];
			}
		}
		cout << "Encrypted character:" << encrypt_result << endl;
	}
	else {
		cout << "Possible input may be incorrect, please re-enter^_^";
	}
	return 0;
}

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