古典加密

古典密码是指在现代密码学发展之前使用的一类加密方法。它们通常基于简单的数学原理和替换、重排、置换等操作来对明文进行加密。

置换

把明文中的字母重新排列，字母本身不变，但其位置改变了，这样编成的密码称为置换密码。

栅栏技术：按照对角线顺序写出明文，并以行的顺序读出

明文：meet after the toga party
栅栏数：2
m e a t r h t g p r y
e t f e t e o a a t
密文： MEATRHTGPRYETFETEOAAT

列置换：将明文按照行填写在一个矩形中，密文则是以预定的顺序按列读取生成

明文：shesellsseashellsbytheseashore
密钥：351642
矩阵
3 5 1 6 4 2
s h e s e l
l s s e a s
h e l l s b
y t h e s e
a s h o r e
按照密钥顺序读取列，则为ESLHH LSBEE
SLHYA EASSR HSETS SELEO

周期置换：将明文串P按照固定长度m分组，然后对每组中的子串按照1,2,...m的某个置换重新排列得到密文。

加密密钥（置换）K=
1 2 3 4 5 6
3 5 1 6 4 2
明文：shesellsseashellsbytheseashore
分块：shesel lsseas hellsb ythese ashore
根据函数f重新排列
以shesel为例
s->3
h—>5
e->1
s->6
e->4
l->2
最终顺序为ELSEHS,其他块也按照这个方法重新排列

多次列置换：将列置换得到的密文再进行1次或多次列置换，方法与列置换一致

替换

学习视频杨兰娟：古典密码-替换密码

替换密码是将明文字符替换成其他字母、数字或符号。

凯撒密码：将字母向后偏移3位，如果是移13位则为ROT13加密
a->D
b->E
...
x->A
y->B
z->C

明文：attack
密文：DWWDFN

维吉尼亚密码：基于串的替换密码，密钥是由多于一个的字符串所组成的串
C_i = (P_i+k_i mod m) mod 26

明文：T  H  E  B  U  T  C  H  E  R
密钥：B  I  G  B  I  G  B  I  G  B
序号：
19 7  4  1  20 19 2  7  4  17
1  8  6  1  8  6  1  8  6  1
密文：UPKCCZDPKS

弗纳姆密码：假定消息是长为n的比特串，密钥也是长为n的比特串
m=b₁b₂...b_n∈{0,1}ⁿ
k =k₁k₂...k_n∈_u{0,1}ⁿ
加密： C_i = P_i⨁K_i
解密： P_i = C_i⨁K_i
Playfair密码：1854 年由英国人查尔斯·惠斯通发明，基本算法如下：
1. 选取一串英文字母，除去重复出现的字母，将剩下的字母逐个逐个加入 5 × 5 的矩阵内，剩下的空间由未加入的英文字母依 a-z 的顺序加入。注意，将 q 去除，或将 i 和 j 视作同一字。
2. 将要加密的明文分成两个一组。若组内的字母相同，将 X（或 Q）加到该组的第一个字母后，重新分组。若剩下一个字，也加入 X 。
3. 在每组中，找出两个字母在矩阵中的地方。
  - 若两个字母不同行也不同列，在矩阵中找出另外两个字母（第一个字母对应行优先
  - 使这四个字母成为一个长方形的四个角。
  - 若两个字母同行，取这两个字母右方的字母（若字母在最右方则取最左方的字母）
  - 若两个字母同列，取这两个字母下方的字母（若字母在最下方则取最上方的字母）。

新找到的两个字母就是原本的两个字母加密的结果。

密钥：telegram
矩阵：
T   E   L   G   R
A   M   B   C   D
F   H  I/J  K   N
O   P   Q   S   U
V   W   X   Y   Z
明文：NEXT TIME
分组：NE XT TI ME
画矩阵：
NE--> HR
XT--> VL
TI--> LF
ME--> HM

希尔密码：希尔密码（Hill）使用每个字母在字母表中的顺序作为其对应的数字，即A=0，B=1，C=2 等，然后将明文转化为 n 维向量，跟一个 n × n 的矩阵相乘，再将得出的结果模 26。注意用作加密的矩阵（即密匙）在 $\mathbb{Z}^n_{26}$（我的markdown不支持latex）必须是可逆的，否则就不可能解码。只有矩阵的行列式和26互质，才是可逆的。

明文：ACT
矩阵：
0
2
19
密钥：
6   24   1
13  16   10
20  17   15
计算行列式发现不为0，可逆
明文矩阵乘密钥矩阵mod26得到密文矩阵
15
14
7
所以对应的密文为POH

还有其他类型密码，这里简单列举一下，就不详细介绍了。

培根密码：用5位二进制表示，A代表0，B代表1
曲路密码：是一种换位密码，需要事先双方约定密钥（也就是曲路路径）
列移位加密：一种比较简单，易于实现的换位密码，通过一个简单的规则将明文打乱混合成密文
01248密码：该密码又称为云影密码，使用 0，1，2，4，8 这几个数字，其中 0 用来表示间隔，其他数字以加法可以表示出如：28=10，124=7，18=9，再用 1->26 表示 A->Z。可以看出该密码有以下特点：只有 0，1，2，4，8
JSFuck：JSFuck 可以只用 6 个字符 []()!+ 来编写 JavaScript 程序。

[][(![]+[])[+[[+[]]]]+([][[]]+[])[+[[!+[]+!+[]+!+[]+!+[]+!+[]]]]+(![]+[])[+[[!+[]+!+[]]]]+(!![]+[])[+[[+[]]]]+(!![]+[])[+[[!+[]+!+[]+!+[]]]]+(!![]+[])[+[[+!+[]]]]][([][(![]+[])[+[[+[]]]]+([][[]]+[])[+[[!+[]+!+[]+!+[]+!+[]+!+[]]]]+(![]+[])[+[[!+[]+!+[]]]]+(!![]+[])[+[[+[]]]]+(!![]+[])[+[[!+[]+!+[]+!+[]]]]+(!![]+[])[+[[+!+[]]]]]+[])[+[[!+[]+!+[]+!+[]]]]+([][(![]+[])[+[[+[]]]]+([][[]]+[])[+[[!+[]+!+[]+!+[]+!+[]+!+[]]]]+(![]+[])[+[[!+[]+!+[]]]]+(!![]+[])[+[[+[]]]]+(!![]+[])[+[[!+[]+!+[]+!+[]]]]+(!![]+[])[+[[+!+[]]]]]+[])[+[[!+[]+!+[]+!+[]+!+[]+!+[]+!+[]]]]+([][[]]+[])[+[[+!+[]]]]+(![]+[])[+[[!+[]+!+[]+!+[]]]]+(!![]+[])[+[[+[]]]]+(!![]+[])[+[[+!+[]]]]+([][[]]+[])[+[[+[]]]]+([][(![]+[])[+[[+[]]]]+([][[]]+[])[+[[!+[]+!+[]+!+[]+!+[]+!+[]]]]+(![]+[])[+[[!+[]+!+[]]]]+(!![]+[])[+[[+[]]]]+(!![]+[])[+[[!+[]+!+[]+!+[]]]]+(!![]+[])[+[[+!+[]]]]]+[])[+[[!+[]+!+[]+!+[]]]]+(!![]+[])[+[[+[]]]]+([][(![]+[])[+[[+[]]]]+([][[]]+[])[+[[!+[]+!+[]+!+[]+!+[]+!+[]]]]+(![]+[])[+[[!+[]+!+[]]]]+(!![]+[])[+[[+[]]]]+(!![]+[])[+[[!+[]+!+[]+!+[]]]]+(!![]+[])[+[[+!+[]]]]]+[])[+[[!+[]+!+[]+!+[]+!+[]+!+[]+!+[]]]]+(!![]+[])[+[[+!+[]]]]]((![]+[])[+[[+!+[]]]]+(![]+[])[+[[!+[]+!+[]]]]+(!![]+[])[+[[!+[]+!+[]+!+[]]]]+(!![]+[])[+[[+!+[]]]]+(!![]+[])[+[[+[]]]]+([][(![]+[])[+[[+[]]]]+([][[]]+[])[+[[!+[]+!+[]+!+[]+!+[]+!+[]]]]+(![]+[])[+[[!+[]+!+[]]]]+(!![]+[])[+[[+[]]]]+(!![]+[])[+[[!+[]+!+[]+!+[]]]]+(!![]+[])[+[[+!+[]]]]]+[])[+[[+!+[]]]+[[!+[]+!+[]+!+[]+!+[]+!+[]]]]+[+!+[]]+([][(![]+[])[+[[+[]]]]+([][[]]+[])[+[[!+[]+!+[]+!+[]+!+[]+!+[]]]]+(![]+[])[+[[!+[]+!+[]]]]+(!![]+[])[+[[+[]]]]+(!![]+[])[+[[!+[]+!+[]+!+[]]]]+(!![]+[])[+[[+!+[]]]]]+[])[+[[+!+[]]]+[[!+[]+!+[]+!+[]+!+[]+!+[]+!+[]]]])()

BrainFuck：是一种极小化的计算机语言

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猪圈密码：一种以格子为基础的简单替代式密码
舞动的小人密码：这种密码出自于福尔摩斯探案集。每一个跳舞的小人实际上对应的是英文二十六个字母中的一个，而小人手中的旗子则表明该字母是单词的最后一个字母，如果仅仅是一个单词而不是句子，或者是句子中最后的一个单词，则单词中最后一个字母不必举旗。
键盘密码：这种有很多种，举一个最简单的，观察自己的电脑键盘，给出密文ESXF，得到明文D，因为ESXF围住了D

现代加密

对称加密

DES：DES全称为Data Encryption Standard，是典型的块加密，其基本信息如下：
1、使用64位密钥中的56位，剩余的8位要么丢弃，要么作为奇偶校验位
2、输入64位
3、输出64位
4、明文经过16轮迭代得到密文
AES：AES全称为Advanced Encryption Standard，是典型的块加密，被设计来取代DES。其基本信息如下：
分组长度和密钥长度均可变，可以有以下几种数值：
128比特
192比特
256比特
经过N轮加密后得到密文，轮数依赖于密钥长度：
128比特密钥对应10轮
192比特密钥对应12轮
256比特密钥对应14轮

非对称加密

RSA：
RSA算法的具体描述如下：
1、选择两个大素数p和q，计算N=p*q。
2、计算φ(N)=(p-1)*(q-1)。
3、选择一个整数e，1<e<φ(N)，且e与φ(N)互质。
4、计算d，使得e*d=1 mod φ(N)。
5、将N和e作为公钥，N和d作为私钥。
加密数据时，将明文转换为整数M，计算C=M^e mod N。
解密数据时，将密文转换为整数C，计算M=C^d mod N。

哈希函数

MD5：
MD5的输入输出如下：
输入： 任意长的消息，512比特长的分组。
输出： 160比特的消息摘要。
SHA1：
SHA1的输入输出如下：
输入： 任意长的消息，分为 512 比特长的分组。首先在消息右侧补比特 1，然后再补若干个比特 0，直到消息的比特长度满足对 512 取模后余数是 448，使其与 448 模 512 同余。
输出： 160 比特的消息摘要。

CTF-Crypto

古典加密

置换

替换

现代加密

对称加密

非对称加密

哈希函数

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