凯撒加密与古典密码

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御麟 发表于 2023/04/25 22:24:02 2023/04/25
【摘要】 凯撒加密的由来凯撒加密正是凯撒大帝发明的,是一种古典的加密凯撒率军征服高卢,袭击日耳曼和不列颠,古罗马开启了走出意大利,征服全欧洲的征程仅用8年时间征服高卢后,凯撒率军越过卢比孔河,驱赶政敌,成为了罗马的独裁者作为罗马帝国的奠基者,有人说他是罗马帝国第一位皇帝,而不是屋大维凯撒加密是一种很实际应用中很容易破解的加密,是一种替换加密加密方式凯撒加密就是凯撒传递军事情报使用的加密方式加密方式很简...

凯撒加密的由来

凯撒加密正是凯撒大帝发明的,是一种古典的加密

凯撒率军征服高卢,袭击日耳曼和不列颠,古罗马开启了走出意大利,征服全欧洲的征程

仅用8年时间征服高卢后,凯撒率军越过卢比孔河,驱赶政敌,成为了罗马的独裁者

作为罗马帝国的奠基者,有人说他是罗马帝国第一位皇帝,而不是屋大维


凯撒加密是一种很实际应用中很容易破解的加密,是一种替换加密

加密方式

凯撒加密就是凯撒传递军事情报使用的加密方式


加密方式很简单,就是将每个字母用之后的第三个字母代替,没有之后第三个字母的X,Y,Z用A,B,C代替

后移三位是最经典的凯撒加密,也就是历史上凯撒大帝使用的加密方式

特殊的凯撒加密有不同的偏移量,不一定是3


python加密&解密

这种解密方式适用于知道偏移量的情况下进行解密

def encrypt_caesar(str,key=3):  #加密函数
    text=""
    for i in str:
        text+=chr(65+((ord(i)-65)+key)%26)
    return text

def decrypt_caesar(str,key=3):  #解密函数
    text=""
    for i in str:
        text+=chr(65+((ord(i)-65)-key)%26)
    return text


维吉尼亚密码

加密原理

它是16世纪的法国亨利三世王朝的外交家维吉尼亚发明的,是从凯撒加密发展而来的

曾经被认为是不可破解的

仔细观察这个密码字母表

每行被标记为了ABCDEFG......Z

而每行正是0到25偏移量的凯撒加密

维吉尼亚加密是有密钥的加密算法

明文,密文等长,就是密码字母表每行开头的标记ABCDEFG......Z,决定了对应位置的明文应该用哪一行密文进行加密

例子

明文:

HELLO

密钥:

GHRFD

加密过程:

第一个H按照密钥第一位(密码表第G行)加密,是N

第二个E按照密钥第二位(密码表第H行)加密,是L

第三个L按照密钥第三位(密码表第R行)加密,是C

第四个L按照密钥第四位(密码表第F行)加密,是O

第五个O按照密钥第五位(密码表第D行)加密,是R

密文:

NLCOR


破解方式

  1. 穷举密钥

适用于密钥空间比较小

  1. Kasiski测试法

两个相同的密文字符串对应的明文很可能是相同的,可能是英语中的高频词,两个相同字符串之间的距离很可能是密钥的长度

3.重合指数分析


替换密码的解密

替换密码有很多中不同的变种,我能可以提供线索,让计算机算法分析找到加密的规律,进行解密

这里提供一个解决自动替换密码求解的网站

https://quipqiup.com/

quipqiup是Edwin Olson的快速自动密码求解器。它可以解决报纸上常见的简单替换密码,包括密码(其中保留单词边界)和patristocrats(inwhi chwor dboun darie saren t)等难题。

根据buuctf上面的题目演示一下用法https://buuoj.cn/

题目1——凯撒?替换?呵呵!

题目给出了一个密文

MTHJ{CUBCGXGUGXWREXIPOYAOEYFIGXWRXCHTKHFCOHCFDUCGTXZOHIXOEOWMEHZO}

我们知道CTF竞赛的题目要将结果用flag{}包裹

flag{flag内容(解密后的字符串)}

说明MTHL解密之后对应的字符应该是flag

这就是线索,需要填到网站内

MTHJ{CUBCGXGUGXWREXIPOYAOEYFIGXWRXCHTKHFCOHCFDUCGTXZOHIXOEOWMEHZO}

MTHJ=flag

解出的第一个就是有实际意义的英语,就是明文

网站将单词间自动加了空格,提交时候需要去除

flag{substitutioncipherdecryptionisalwayseasyjustlikeapieceofcake}


题目2——变异凯撒

题目变异凯撒,说明没有使用一般的凯撒加密

我们可以找一下规律,首先密文不完全是字母,但是经典凯撒加密的密文一定都是字母,说明这个题目可能是ASCLL码表偏移,而不是字母表偏移

经典凯撒加密是字母和字母的偏移对应,如上图

观察一下ASCLL码表和字符串,可以感觉到我们的想法很可能正确


还是根据CTF题目的特点

afZ_应当对应flag

我们运行一下脚本看一下afZ_和flag的关系

text1="afZ_"
text2="flag"
for i in range(0,len(text1)):
    offset=ord(text2[i])-ord(text1[i])
    print(offset)

输出为

5

6

7

8

说明这个题目应该就是ASCLL码的偏移,偏移量从5开始递增

我们按照这个找出的加密原理写出解密脚本

text="afZ_r9VYfScOeO_UL^RWUc"
flag=""
for i in range(0,len(text)):
    flag+=chr(ord(text[i])+(i+5))
print(flag)

flag{Caesar_variation}


题目3-看我回旋踢

“synt{}“类似CTF比赛提交的格式”flag{}“

所以这应该是一种替换加密

根据synt与flag的关系分析一下加密的规则

text1="synt"
text2="flag"
for i in range(0,len(text1)):
    offset=ord(text1[i])-ord(text2[i])
    print(offset)

输出

13

13

13

13

说明字符串的偏移量是13

这是一种称为ROT13(回转13位)的密码,可以看作是偏移量是13位的特殊的凯撒加密

在英文论坛当中常用于妙语,八卦,脏话的加密

英文26个字母,偏移量是13,恰好将前13个字母换成了后13个字母,将后13个字母换成了前13个字母

可以使用在线解密工具

http://www.rot13.de/index.php


也可以自己编写解密脚本

text="synt{5pq1004q-86n5-46q8-o720-oro5on0417r1}"
flag=""
for i in range(0,len(text)):
    if text[i] >= 'a' and text[i]<='z':
        flag+=chr(97+((ord(text[i])-97)+13)%26)
    else:
        flag+=text[i]
print(flag)

flag{5cd1004d-86a5-46d8-b720-beb5ba0417e1}

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