密碼學(xué)----頻率分析
頻率分析是一種非常有用的密碼破譯技術(shù),因?yàn)樗蕾囉谝环N語言中字母的基本統(tǒng)計(jì)關(guān)系。
例如,字母“e”和“th”在英語中非常常見。語言學(xué)家通過使用已知英語文本中字母的出現(xiàn),創(chuàng)造了英語中字母的平均頻率。這些頻率關(guān)系必須通過加密而保持不變。
例如,如果f在我們的加密文本中出現(xiàn)得最多,那么e很可能被編碼為f。
我們做出這樣的推論,然后嘗試通過轉(zhuǎn)換特定的字符來測(cè)試它,看看我們是否得到了有意義的單詞。你可能會(huì)意識(shí)到,這是驚人的有用,因?yàn)樗仟?dú)立于地點(diǎn)和時(shí)間的,因?yàn)閏ookie可以訪問足夠的文本從那個(gè)時(shí)間或地點(diǎn)。我們可以在任何文本上創(chuàng)建頻率分布,特別是為仿射密碼。這里有一個(gè)很好的例子,關(guān)于如何打破一個(gè)仿射密碼。類似的技術(shù)也可以用來打破密碼,其中一個(gè)字符可能成為也可能不成為相同的字符,就像特征密碼。
對(duì)于維吉內(nèi)爾密碼,流行的方法是卡西斯基測(cè)試和弗里德曼測(cè)試。
卡西斯基測(cè)試依賴于這樣一個(gè)事實(shí):一個(gè)足夠長的測(cè)試很可能在加密的信息中有兩個(gè)重復(fù)的短語。假設(shè)這意味著這些短語指的是相同的未加密的短語,那么兩者之間的差距就會(huì)告訴我們一些關(guān)于密鑰的大小。
例如,如果間隙的長度是16,我們知道鍵的大小必須是1、2、4、8、16,因?yàn)檫@將導(dǎo)致鍵在短語的開始時(shí)被重復(fù)。
弗里德曼測(cè)試稍微復(fù)雜一些,但我們最終對(duì)關(guān)鍵鍵的大小進(jìn)行了一些猜測(cè)?,F(xiàn)在,我們別無選擇,只能測(cè)試每個(gè)鍵的大小。
給定一個(gè)密鑰大小,我們將文本分解為幾列,每一列表示在密鑰中由相同的字母加密的字符?,F(xiàn)在,我們只有多個(gè)凱撒移位,我們使用頻率分析和暴力破解來找出鍵的鍵大小和鍵的值。顯然,這是做了一些假設(shè),但給定足夠長的文本,這些技術(shù)確實(shí)是有效的。