现代密码学02---附件1-破译游戏

破译游戏林喜军中国海洋大学信息安全实验室第2章《古典密码学》附件12•为了让同学们切身感受密码分析的乐趣，我们来玩一个小游戏。•通过这个游戏，想说明的问题是：•如果密文中保留了明文中的空格等信息•即使没有数学基础，有时候也能轻松搞定简单代换密码•破译所需要的只是一点儿①洞察力②逻辑思维能力③对语言的了解④胆大心细。•看下面这段用简单代换密码生成的密文（明文为英语）PCQVMJYPDLBYKLYSOKBXBJXWXVBXVZCJPOEYPDKBXBJYUXJLBJOOKCPKCPLBOLBCMKXPVXPVIYJKLPYDBLQBOPKBOBXVOPVOVLBOLXROCISXXJMIKBOJCKOXPVEYKKOVLBODJCMPVZOICJOBYSKXUYPDDJOXLEYPDICJXLBCMKXPVXPVCPOPYDBLKYBXNOZOOPJOACMPLYPDLCUCMLBOIXZROKCIFXKLXDOKXPVLBORODOPVKCIXPAYOPLEYPDKSXUYSXEOKCZCRVXKLCAJXNOXIXNCMJCIUCMJSXGOKLU【基本思路】密文中每个独立字母和字母组合都应该对应一个有意义的单词。破译方法：从简单到复杂，先分析单个密文字母形成的词，再以之为突破口，分析双字母词和三字母词。•(1)密文里出现两个独立字母：X和Y。英语中只有a和i可以独立成词。X和Y分别对应a还是i尚且不知，但是明/密文的对应关系已经露了马脚。PCQVMJYPDLBYKLYSOKBXBJXWXVBXVZCJPOEYPDKBXBJYUXJLBJOOKCPKCPLBOLBCMKXPVXPVIYJKLPYDBLQBOPKBOBXVOPVOVLBOLXROCISXXJMIKBOJCKOXPVEYKKOVLBODJCMPVZOICJOBYSKXUYPDDJOXLEYPDICJXLBCMKXPVXPVCPOPYDBLKYBXNOZOOPJOACMPLYPDLCUCMLBOIXZROKCIFXKLXDOKXPVLBORODOPVKCIXPAYOPLEYPDKSXUYSXEOKCZCRVXKLCAJXNOXIXNCMJCIUCMJSXGOKLU{X,Y}{a,i}5•以X和Y为基准，到密文中寻找与X或Y相关的双字母词。PCQVMJYPDLBYKLYSOKBXBJXWXVBXVZCJPOEYPDKBXBJYUXJLBJOOKCPKCPLBOLBCMKXPVXPVIYJKLPYDBLQBOPKBOBXVOPVOVLBOLXROCISXXJMIKBOJCKOXPVEYKKOVLBODJCMPVZOICJOBYSKXUYPDDJOXLEYPDICJXLBCMKXPVXPVCPOPYDBLKYBXNOZOOPJOACMPLYPDLCUCMLBOIXZROKCIFXKLXDOKXPVLBORODOPVKCIXPAYOPLEYPDKSXUYSXEOKCZCRVXKLCAJXNOXIXNCMJCIUCMJSXGOKLU{X,Y}{a,i}6•于是，有以下两种情况：①Xa：XKaK，以a开头的双字母单词有哪些呢？不妨把26个字母都代进去试一试（暂且称这种方法为代入法吧），有意义的只有：an、as、at。②Xi：XKiK，同样的方法可知，以i开头的双字母单词中，有意义的只有：if、in、is、it。•也就是说：•Xa时，K{n、s、t}•Xi时，K{f、n、s、t}•因此，下面两条公式中有一条必然成立：Xa,K{n,s,t}Xi,K{f,n,s,t}7(2)以K为基准，寻找密文中与K相关的双字母词。PCQVMJYPDLBYKLYSOKBXBJXWXVBXVZCJPOEYPDKBXBJYUXJLBJOOKCPKCPLBOLBCMKXPVXPVIYJKLPYDBLQBOPKBOBXVOPVOVLBOLXROCISXXJMIKBOJCKOXPVEYKKOVLBODJCMPVZOICJOBYSKXUYPDDJOXLEYPDICJXLBCMKXPVXPVCPOPYDBLKYBXNOZOOPJOACMPLYPDLCUCMLBOIXZROKCIFXKLXDOKXPVLBORODOPVKCIXPAYOPLEYPDKSXUYSXEOKCZCRVXKLCAJXNOXIXNCMJCIUCMJSXGOKLUY{a,i}Xa,K{n,s,t}Xi,K{f,n,s,t}K{f,n,s,t}8用代入法枚举KC：•Kf：KCfC，没有以f开头的双字母单词，因此K不会对应f•Kn：KCnC，以n开头的双字母单词只有no•Ks：KCsC，以s开头的双字母单词只有so•Kt：KCtC，以t开头的双字母单词只有to{X,Y}{a,i}K{n,s,t},Co代入密文中9(3)以o为基准，寻找密文与o相关的双字母词。PoQVMJYPDLBYKLYSOKBXBJXWXVBXVZoJPOEYPDKBXBJYUXJLBJOOKoPKoPLBOLBoMKXPVXPVIYJKLPYDBLQBOPKBOBXVOPVOVLBOLXROoISXXJMIKBOJoKOXPVEYKKOVLBODJoMPVZOIoJOBYSKXUYPDDJOXLEYPDIoJXLBoMKXPVXPVoPOPYDBLKYBXNOZOOPJOAoMPLYPDLoUoMLBOIXZROKoIFXKLXDOKXPVLBORODOPVKoIXPAYOPLEYPDKSXUYSXEOKoZoRVXKLoAJXNOXIXNoMJoIUoMJSXGOKLU{X,Y}{a,i}K{n,s,t}10密文中出现oP、oI、Ko、Lo•以o开头双字母单词：of、on、or•以o结尾双字母单词：do、no、so、to{X,Y}{a,i}{P,I}{f,n,r}L{d,n,s,t},K{n,s,t}到目前为止，手头资料差不多了，可以进一步深入看看密文中与以上字母相关的多字母词，最好一个词里包含它们中的两个或多个11(4)神助攻：密文里不仅有oP，还有oPO。PoQVMJYPDLBYKLYSOKBXBJXWXVBXVZoJPOEYPDKBXBJYUXJLBJOOKoPKoPLBOLBoMKXPVXPVIYJKLPYDBLQBOPKBOBXVOPVOVLBOLXROoISXXJMIKBOJoKOXPVEYKKOVLBODJoMPVZOIoJOBYSKXUYPDDJOXLEYPDIoJXLBoMKXPVXPVoPOPYDBLKYBXNOZOOPJOAoMPLYPDLoUoMLBOIXZROKoIFXKLXDOKXPVLBORODOPVKoIXPAYOPLEYPDKSXUYSXEOKoZoRVXKLoAJXNOXIXNoMJoIUoMJSXGOKLU{X,Y}{a,i}{P,I}{f,n,r}L{d,n,s,t},K{n,s,t}oPOofO、onO、orO代入法对O枚举：one可知Oe,Pn代入密文中12(5)这时候，密文中有些原来较长的词现在只有一个字母未确定，这也是一个突破点。noQVMJYnDLBYKLYSeKBXBJXWXVBXVZoJneEYnDKBXBJYUXJLBJeeKonKonLBeLBoMKXnVXnVIYJKLnYDBLQBenKBeBXVenVeVLBeLXReoISXXJMIKBeJoKeXnVEYKKeVLBeDJoMnVZeIoJeBYSKXUYnDDJeXLEYnDIoJXLBoMKXnVXnVonenYDBLKYBXNeZeenJeAoMnLYnDLoUoMLBeIXZReKoIFXKLXDeKXnVLBeReDenVKoIXnAYenLEYnDKSXUYSXEeKoZoRVXKLoAJXNeXIXNoMJoIUoMJSXGeKLU{X,Y}{a,i}I{f,r}L{d,s,t},K{s,t}KonKsons、tontKs代入密文中13(6)还有哪些可以利用的？noQVMJYnDLBYsLYSesBXBJXWXVBXVZoJneEYnDsBXBJYUXJLBJeesonsonLBeLBoMsXnVXnVIYJsLnYDBLQBensBeBXVenVeVLBeLXReoISXXJMIsBeJoseXnVEYsseVLBeDJoMnVZeIoJeBYSsXUYnDDJeXLEYnDIoJXLBoMsXnVXnVonenYDBLsYBXNeZeenJeAoMnLYnDLoUoMLBeIXZResoIFXsLXDesXnVLBeReDenVsoIXnAYenLEYnDsSXUYSXEesoZoRVXsLoAJXNeXIXNoMJoIUoMJSXGesLU{X,Y}{a,i}I{f,r}L{d,t}代入法对B枚举：Bh(sBeshe)代入密文中14(7)还有哪些可以利用的？noQVMJYnDLhYsLYSeshXhJXWXVhXVZoJneEYnDshXhJYUXJLhJeesonsonLheLhoMsXnVXnVIYJsLnYDhLQhenshehXVenVeVLheLXReoISXXJMIsheJoseXnVEYsseVLheDJoMnVZeIoJehYSsXUYnDDJeXLEYnDIoJXLhoMsXnVXnVonenYDhLsYhXNeZeenJeAoMnLYnDLoUoMLheIXZResoIFXsLXDesXnVLheReDenVsoIXnAYenLEYnDsSXUYSXEesoZoRVXsLoAJXNeXIXNoMJoIUoMJSXGesLU{X,Y}{a,i}I{f,r}L{d,t}Lhedhe、theLt代入密文中15(7)还有哪些可以利用的？noQVMJYnDthYstYSeshXhJXWXVhXVZoJneEYnDshXhJYUXJthJeesonsonthethoMsXnVXnVIYJstnYDhtQhenshehXVenVeVthetXReoISXXJMIsheJoseXnVEYsseVtheDJoMnVZeIoJehYSsXUYnDDJeXtEYnDIoJXthoMsXnVXnVonenYDhtsYhXNeZeenJeAoMntYnDtoUoMtheIXZResoIFXstXDesXnVtheReDenVsoIXnAYentEYnDsSXUYSXEesoZoRVXstoAJXNeXIXNoMJoIUoMJSXGestU{X,Y}{a,i}I{f,r}代入法对J枚举：thJeesonsthreesonsJr代入密文中If16(8)还有哪些可以利用的？noQVMrYnDthYstYSeshXhrXWXVhXVZorneEYnDshXhrYUXrthreesonsonthethoMsXnVXnVfYrstnYDhtQhenshehXVenVeVthetXReofSXXrMfsheroseXnVEYsseVtheDroMnVZeforehYSsXUYnDDreXtEYnDforXthoMsXnVXnVonenYDhtsYhXNeZeenreAoMntYnDtoUoMthefXZResofFXstXDesXnVtheReDenVsofXnAYentEYnDsSXUYSXEesoZoRVXstoArXNeXfXNoMrofUoMrSXGestU{X,Y}{a,i}这里从未关注过，却出现有意义单词，说明此前推测靠谱thYsthas、thisYi,Xa代入密文中代入法对Z枚举，Zefore、Zeenbefore、beenZb17(9)还有哪些可以利用的？noQVMrinDthistiSeshahraWaVhaVborneEinDshahriUarthreesonsonthethoMsanVanVfirstniDhtQhenshehaVenVeVthetaReofSaarMfsheroseanVEisseVtheDroMnVbeforehiSsaUinDDreatEinDforathoMs