Playfair解密加密算法
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以下是世界上著名的十种英语加密法:
1. 凯撒密码(Caesar Cipher):这是一种简单的替换密码,通过将字母按照固定的移量进行替换来加密消息。
2. 维吉尼亚密码Vigenère Cipher):这是一种多表替换密码使用一个关键词来确定不同字母之间的偏移量,增加了加密的杂性。
3. 栅栏密码(Rail Fence Cipher):这是一种换密码,通过将母按照一定规排列成栅栏形,然后逐行读取以密消息。
4. Playfair密码(Playfair Cipher):这是一种基于二维方阵的换密码,使用一个键词来填充阵,并根据特规则进行加密。
5. 单码密码(Monoalphabetic Cipher):这是一简单的替换密码每个字母都被换为另一个字母,使用相同的替换规则对个消息进行加密。
6. 双码密码(Homophonic Cipher)这是一种替换密码,其中个字母可以映到多个可能的替代字符,增加了密的难度。
7. Hill密码(Hill Cipher):这是一种基于线性代数替换密码,使用一个矩阵来对消息进行加密和密。
8. Enigma密码机:这是二战期间粹德国使用的一种机械密码机,通过旋转可互换的转子来加密和解密消息。
9. RSA加密算法:是一种非对加密算法,使用公钥和私钥对消息进行加密和解密,广泛用于现代通信和数据安全领域。
10. AES加密算:这是一种称加密算法,被广泛用于保护敏感数据,包括政和商业机构的信息。
这些加密方法在不同的时间和背景下都发挥了重要用,并且有着各自的点和应用领域。
信息安全-1:python之playfair密码算法详解[原创]转发注明出处:⼀、基本概念1. 古典密码是基于字符替换的密码。
加密技术有:Caesar(恺撒)密码、Vigenere(维吉尼尔)密码、Playfair密码、Hill密码……2. 明⽂:未经过加密的信息;密⽂:加密后的信息3. 加密解密的过程:如下图⼆、Caesar密码 这⾥我先简单讲下恺撒密码,咸觉挺简单的,后⾯再主要讲Playfair算法原理与编程。
基本原理:在开拓罗马帝国的时候,恺撒担⼼信使会阅读他送给⼠兵的命令,因此发明了对命令进⾏加密的算法--恺撒密码器恺撒密码器挺简单的:把字母表中的每个字母向前循环移动3位加密信息将字母向前移动三位解密信息将字母向后移动三位移动的位数是关键,称之为密钥加密和解密的密钥是相同的,我们称之为对称密码器数学表达恺撒密码的加密算法表⽰为:C=E(p)=(p+3) mod 26恺撒密码的解密算法表⽰为:p=D(C)=(C-3) mod 26改进的恺撒密码明⽂的发送⽅和接收⽅事先协商好⼀个密钥K(1<=K<=25),则:恺撒密码的加密算法表⽰为:C=E(p)=(p+K) mod 26恺撒密码的解密算法表⽰为:p=D(C)=(C-K) mod 26三、Playfair密码基本原理Playfair算法基于⼀个5*5的字母矩阵,该矩阵使⽤⼀个关键词构造,⽅法是按从左到右、从上到下顺序,填⼊关键词的字母(去除重复字母)后,将字母表其作余字母填⼊。
例如: 关键词取:monarchy时,字母矩阵为下图如⽰(矩阵只能放25个字母,I与J同)加密规则(重要)Playfair加密算法是先将明⽂按两个字母⼀组进⾏分组,然后在矩阵中找对应的密⽂。
取密⽂的规则如下:1. 若明⽂出现相同字母在⼀组,则在重复的明⽂字母中插⼊⼀个填充字母(eg:z)进⾏分隔后重新分组(eg: balloon被重新分组为ba lz lo on)2. 若分组到最后⼀组时只有⼀个字母,则补充字母z3. 若明⽂字母在矩阵中同⾏,则循环取其右边下⼀个字母为密⽂(矩阵最右边的下⼀个是最左边的第⼀个)(eg: ar被加密为RM)4. 若明⽂字母在矩阵中同列,则循环取其下边下⼀个字母为密⽂(矩阵最下边的下⼀个是最上边的第⼀个)(eg: mu被加密为CM)5. 若明⽂字母在矩阵中不同⾏不同列,则取其同⾏且与同组另⼀字母同列的字母为密⽂(eg: hs被加密为BP,ea被加密为IM或JM)PS:上述规则第⼀次看时挺烦的,但照着例⼦看就⼀定可以看懂的!举例(这个例⼦后⾯测试会⽤到的):明⽂为we are discovered save yourself,分组成为we ar ed is co ve re ds av ey ou rs el fz;⽤上述矩阵加密后的密⽂为:UG RM KC SX HM UF MK BT OX GC MV AT LU KV四、Playfair算法编程这⾥我不想直接贴代码。
playfair密码算法习题KXJEY UREBE ZWEHE WRYTU HEYFSKREHE GOYFI WTTTU OLKSY CAJPOBOTEI ZONTX BYBWT GONEY CUZWRGDSON SXBOU YWRHE BAAHY USEDQ本题的密钥为royal new zealand navy.根据playfair密码算法将密钥词构成5*5的字母构成R O Y A LN E W Z DV B C F GH I/J K M pQ S T U X对明文加密一次对两个字母加密规则如下:1. l如果该字母对的两个字母是相同的,那么在它们之间加一个填充字母,比如X。
例如balloon,先把它变成ba lx lo on这样的四个字母对。
2. 落在矩阵同一行的明文字母对中的字母由其右边的字母来代换,每行中最右边的一个字母用该行中最左边的第一个字母来代换,比如al变成LR。
3. 落在矩阵同一列的明文字母对中的字母由其下面的字母来代换,每列中最下面的一个字母用该列中最上面的第一个字母来代换,比如hp变成PR。
4. 其他的每组明文字母对中字母按如下方式来代换:它所在的行是该字母所在行,列则是另一个字母的所在列。
比如kx变成OS,me变成IZ(或JZ)。
已知密文得到密钥和知道是用playfair加密的情况下,写出加密算法(即是上面5*5矩阵)然后根据明文加密规则对密文进行解密。
因为playfair密码属于对称密码,所以解密过程就是加密的逆过程。
如:KX JE YU RE BEpt bo at on eo如此对明文依次解密最后得到下面的PT BOAT ONE OWE NINE LOST IN ACTION IN BLACKETTSTRAIT TWO MILES SW MERESU COVE X CREW OF TWELVEX REQUEST ANY INFORMATION.。
playfair 密码原理
Playfair密码是一种使用一个关键词方格来加密字符对的加密算法,是一种
多表代换的对称加密技术。
它的基本原理是将明文中的字符按照两个一组的方式来配对,如果配对中出现重复的字符,则将其分为两组,并在每组的后面添加一个额外的字符来构成一个完整的明文组。
然后,通过一个特定的密钥方格,将明文组映射到密文组,生成密文。
Playfair密码的密钥方格是一个5x5的正方形表格,其中包含25个字母(不区分大小写),以及其他特殊字符和空格。
这个表格中每一行和每一列都有特定的字母排列顺序,这些排列顺序是保密的,并用于加密和解密操作。
在进行加密操作时,首先需要将明文按照两个一组的方式配对,然后通过密钥方格将每个明文组映射到一个密文组。
如果明文组中出现了重复的字符,则将其分为两组,并在每组的后面添加一个额外的字符来构成一个完整的明文组。
如果明文字母个数是奇数,则在最后一个字母后面添加一个额外的字符。
在解密操作时,使用相同的密钥方格,根据密文组的映射关系,还原出明文组,从而得到原始的明文。
Playfair密码的优点在于它能够提供较高的安全性,并且对原始明文的格式有较严格的要求,这使得它能够有效地防御频率分析法等攻击方式。
但是,Playfair密码也存在一些缺点,例如它需要使用额外的字符来构成完整的明文组和密文组,这会增加加密和解密操作的复杂性。
此外,Playfair密码也难以实现自动化加密和解密操作。
playfair密码算法
Playfair密码算法是一种古典密码算法,由英国律师查尔斯·威顿·霍特森·尤贝尔(Charles Wheatstone)和查尔斯·霍克斯
(Charles Wheatstone)共同发明。
它的特点是使用了一个5x5的矩阵作
为密钥表,将明文中的每对字母替换成一个密文对字母。
下面将详细介绍Playfair密码算法的加密和解密过程。
1.加密
(1)密钥生成:将密钥去重后填入5x5的矩阵中,填写密钥表格时,通常将字母J和I合并成一个单元格,即I/J共用一个位置。
(2)明文处理:将明文按照一定的规则分成字母对,对于有重复字
母的情况(如MISSING),需在两个相邻字母中插入一个填充字母(如X),处理后的明文为MISXSING。
实验报告实验二 Playfair 密码体系实验目的:1. 熟练掌握Playfair 密码体系原理及实现;2. 掌握Playfair 密码体系的应用;实验内容:1、 写出Playfair 密码体系的算法及程序设计;写出意表古典密码的乘法加密运算的算法、程序设计;2、 验证例2.1(参考教材P11)的内容。
实验结果:1.(1) 写出Playfair 密码体系的算法:第一步:构造字母表{'a','b','c','d','e','f','g','h','i','j','k','l','m','n','o','p','q','r','s','t ','u','v','w','x','y','z'}的一个置换,这里将j 当作i ,实际上只有25个字母。
第二步:将上述置换按行排列成一个5×5的矩阵P[5][5]。
用Playfair 体制对明文字母串进行加密时,首先在明文字符串的适当位置插入一些特定的字母,譬如字母q ,使得明文字母串的长度为偶数,并且将明文字母串按两个字母一组进行分组,每组中的两个字母不同。
第三步:对任意的明文字母对21m m ,设它们对应的密文对为21c c ,加密方法如下:1)如果两个明文在矩阵P 同一行,则只需在明文所在位置处列标加1并mod 5即可,(j_1+1%5)2)如果两个明文在矩阵P 同一列,则只需在明文所在位置处行标加1并mod 5即可,(i_1+1%5) 3如果两个明文既不在同行也不在同列,则只需两明文所在位置处列标互换, miwen[i]=fz[i_1][j_2];miwen[i+1]=fz[i_2][j_1];第四步:得到密文后输出即可。
playfair算法例题和解答例题:加密明文:"HELLO WORLD"密钥:"PLAYFAIR"解答:首先,我们需要根据密钥构建Playfair方阵。
将密钥的字母填入方阵中,剔除重复的字母,并按照从左到右、从上到下的顺序填充。
Playfair方阵:P L A Y FI R B C DE G H K MN O Q S TU V W X Z接下来,我们需要将明文划分为一对一对的字母。
如果明文中出现奇数个字母,可以在最后一个字母后面添加一个虚拟字母(例如"X")来构成一对。
明文划分:HE LX LO WX RL DX然后,我们需要对每一对字母进行加密。
加密规则如下:1. 如果一对字母在同一行,将它们分别替换为同一行中相邻的字母。
例如,"HE"加密后为"IP"。
2. 如果一对字母在同一列,将它们分别替换为同一列中相邻的字母。
例如,"LX"加密后为"RG"。
3. 如果一对字母不在同一行也不在同一列,将它们替换为构成一个矩形的另外两个角落字母。
例如,"LO"加密后为"AP"。
4. 如果一对字母相同,则在它们之间插入一个虚拟字母(例如"X")。
例如,"DD"加密后为"DE".根据以上规则进行加密,我们得到密文:密文:IP RG AP WX MO DE所以,明文"HELLO WORLD"使用密钥"PLAYFAIR"加密后的密文为"IP RG AP WX MO DE"。
如5个一组就是KTYGW OOKGY NLHJO FCMYG KGLMM BWF
解密描述:Playfair解密算法首先将密钥填写在一个5*5的矩阵中(去出重复字母和字母j),矩阵中其它未用到的字母按顺序填在矩阵剩余位置中,根据替换矩阵由密文得到明文。
对密文解密规则如下:
1 若c1 c2在同一行,对应明文p1 p2分别是紧靠c1 c
2 左端的字母。
其中最后一列被看做是第一列的左方。
2 若c1 c2在同一列,对应明文p1 p2分别是紧靠c1 c2 上方的字母。
其中最后一行被看做是第一行的上方。
3 若c1 c2不在同一行,不在同一列,则p1 p2是由c1 c2确定的矩形的其他两角的字母。
其实就是反其道而行之。
Playfair密码加密解密算法
背景:
在现实世界里密码是随处可见的。
最常见的就是我们使用的各种软件,大都需要密码验证。
然而在生活中,锁的应用也是一种密码的体现。
对于密码的广泛使用,促使我们对密码学有了全新的认识。
同时密码学也逐渐形成了一门非常有用的学科。
数据摘要是实现网上信息安全的重要手段,而数据摘要又是密码学中占有非常重要的地位。
在数据摘要的算法中哈希函数又是关键。
密码学是研究编制和密码破解的技术科学,它的客观变化规律应用于编制密码以保守通信秘密的,称为编码学;应用于破译密码以获取通信情报的,称为破译学,总称为密码学。
它是在编码和破译的斗争中发展起来的,并随着先进科学技术的应用已成为一门综合性的尖端技术科学。
它与语言学、数学、电子学、声学、信息论、计算机科学有着广泛而密切的联系。
本次课程设计是就其中的一种加密解密算法—Playfair加密解密算法进行研究。
在这里我们应用Playfair加密解密算法对字符串进行加密和解密的过程。
同时需要我们输入密钥,以及转换字符来进行加密。
通过这个例子加深我们对Playfair 加密解密算法进行更深的理解。
一、绪论
密码学作为保护信息的手段,经历了三个发展时期。
它最早应用在军事和外交领域,随着科技的发展而逐渐进入人们的生活中。
在手工阶段,人们只需通过纸和笔对字符进行加密。
密码学的历史源远流长,人类对密码的使用可以追溯到古巴比伦时代。
下图的Phaistos圆盘是一种直径约为160mm的粘土圆盘,它始于公元前17世纪,表面有明显字间空格的字母。
近年有研究学家认为它记录着某种古代天文历法,但真相仍是个迷。
随着工业革命的兴起,密码学也进入了机器时代、电子时代。
与人手操作相比电子密码机使用了更优秀复杂的加密手段,同时也拥有更高的加密解密效率。
其中最具有代表性的就是下图所示的ENIGMA。
ENIGMA是德国在1919年发明的一种加密电子器,它被证明是有史以来最可靠的加密系统之一。
二战期间它开始被德军大量用于铁路、企业当中,令德军保密通
讯技术处于领先地位。
在这个时期虽然加密设备有了很大的进步,但是密码学的理论却没有多大的改变,加密的主要手段仍是--替代和换位。
计算机的出现使密码进行高度复杂运算成为可能。
直到1976年,为了适应计算机网络通信和商业保密要求产生的公开密钥密码理论,密码学才在真正意义上取得了重大突破,进入近代密码学阶段。
近代密码学改变了古典密码学单一的加密手法,融入了大量的数论、几何、代数等丰富知识,使密码学得到更蓬勃的发展。
到了现在,世界各国仍然对密码的研究高度重视,已经发展到了现代密码学时期。
密码学已经成为结合物理、量子力学、电子学、语言学等多个专业的综合科学,出现了如“量子密码”、“混沌密码”等先进理论,在信息安全中起着十分重要的角色。
Playfair密码是多表代替密码的经典算法。
Playfair密码出现于1854年,由Charles Wheatstone发明,它将明文中的字母组合作为一个单元对待,并将这些单元转换为密文双字母组合。
二、Playfair加密解密算法概述
Playfair加密解密算法可以分为三步。
1、构造矩阵
Playfair密码基于一个5*5字母矩阵,该矩阵使用一个关键字(密钥)来构造,其构造方法是:从左至右,从上至下依次填入关键词的字母(去除重复的字母),然后再以字母表的顺序依次填入其他字母。
字母I和J被算为一个字母(即J被当作I处理)。
2、明文分组
将明文字符串按两个字母一组进行分组,分组之后,如果相邻两个字母相同,则要在它们之间插入一个字符(事先约定的字母,如Q);如果明文字母数为奇数,同样要在明文的末端添加某个事先约定的字母作为填充。
3、加密方法
对每一对明文字母P1、P2的加密方法如下:
(1)若P1、P2在同一行时,则对应的密文C1和C2分别是紧靠P1、P2右端的字母。
其中第一列被视为在最后一列的右方(解密时相反)。
(2)若P1、P2在同一列时,则对应的密文C1和C2分别是紧靠P1、P2下方的字母。
其中第一行视为在最后一行的下方(解密时相反)。
(3)若P1、P2不在同一行,也不在同一列时,则C1和C2是由P1和P2确定的矩形的其他两角的字母,并且C1和P1、C2和P2同行(解密时处理方法相同)。
三、主要代码块分析
PlayfairCode()方法:判断输入的明文是否为字符串。
formatKey(String key)方法:将密钥进行格式化。
initKey(String key)方法:根据所给的密钥生成矩阵。
formatData(String data,String sign)方法:用标志字符格式化明文。
Encrypt(String key,String data,String sign)方法:根据所给的密钥和标志字符对明文进行加密。
Decrypt(String key,String data,String sign)方法:根据所给的密钥和标志字符对密文进行解密。
jbE.addActionListener(new ActionListener()){}:监视器方法,对点击事件进行监视。
Window()方法:用来构造面板的方法。
便于操作者进行操作。
四、实验结果
Playfair加密解密算法的操作界面
Playfair加密解密算法的加密操作
Playfair加密解密算法的解密操作
五、总结
经过一个学期的学习,让我们了解了密码学的深奥。
这也让我们产生了对密码学学习的兴趣。
在这次的课题中我选择了一个多表代替密码——Playfair加密解密算法。
一开始我便选择使用Java来进行编程。
这也让我产生了不小的压力。
同时老师要求代码的行数要不少于300行,这着实让我捏了一把汗。
因为300行对我来说不是一个小数目。
同时这又是一个没有接触过的算法。
然后,我只能从头开始学起。
先了解Playfair加密解密算法的原理,然后对其进行代码实现。
一步一步对Playfair加密解密算法进行了解和学习。
这个过程让我逐渐的对Playfair加密解密算法有了更深的了解。
同时我也学到了很多以前没有学到的知识。