密码学（第二讲）---凯撒密码破译和简单替换密码

上节课，我们已经初步学习了凯撒密码和一些密码学的概念。今天，我们来学习破译和简单替换密码。

一.凯撒密码

凯撒密码是将字母往后平移3个，（列如apple加密的方式为：
a–>a+3–>d
p–>p+3–>s
p–>p+3–>s
l–>l+3–>o
e–>e+3–>h
apple–>dssoh)
用图画表示为：

@思考：如果不知道密钥呢？
可以通过暴力破解（brute-force attack)进行破译。

将所有可能的密钥全部尝试一遍，这种称为暴力破解，也被称为穷举搜索（exhanstive search)

二.简单替换密码

1.基本概念
如果将字母表中的26个字母，分别与26个字母一一对应。这种将明文中使用的字母表替换成另一套字母表的密码称为**简单替换密码（simple substitution cipher）**凯撒密码也可以说是简单替换密码的一种。

a可以对应A,B,C,D,E,F,G,H,J…
b可以对应A,B,C,D,E,F,G,H,J…
c可以对应A,B,C,D,E,F,G,H,J…
以此类推。。。。

想一想，简单替换密码有多少种可能性？？？
a可以对应A,B,C,D,E,F,G…中的任意一个，b可以对应除A对应的以外25个字母表中的任意一个，c可以对应除A，B对应的以外24个字母表中的任意一个…
以此类推,我们可以计算出简单替换密码的密钥总数为：
26×25×24×23×22×21×20×19…×3×2×1=403291461126605635584000000=4×10的26次方。约为2的88次方
这么大数字，平均来说，要找到正确的密钥至少要100亿年以上！！！
但实际上，我们可以用频率分析的密码破解方式来破解简单替换密码！！！
因篇幅较大，这里就不做介绍了，大家可以自己了解一下。
1.简单替换密码的特点是密码越长越容易破解。
2.破译速度会越来越快。
@思考：
用自己的语言的随机利用“函数简单替换密码”将apple进行加密。

总结：简单替换密码并不安全！！！
那么什么密码较安全呢？

@作业：
了解什么是XOR（异或）。尝试计算：5XOR3是多少？？？

异或，英文为exclusive OR，缩写成xor
异或(xor)是一个数学运算符。它应用于逻辑运算。异或的数学符号为"⊕"，计算机符号为"xor"。其运算法则为:
a⊕b = (¬a ∧ b) ∨ (a ∧¬b)。