Vigenere 密码破译

Vigenere 密码破译

from my csdn blog

信息安全原理 hw1-2

Vignere: ktbueluegvitnthuexmonveggmrcgxptlyhhjaogchoemqchpdnetxupbqntietiabpsmaoncnwvoutiugtagmmqsxtvx

  • 第一步:位移法求解key的长度

    • 这段密文约有200个字母,先假设key<=20

    • 位移20次,每次位移后计算与原密文对应相同的字母个数,即s[i]==s[i+j],i为位置,j为位移量

cipher = 'ktbueluegvitnthuexmonveggmrcgxptlyhhjaogchoemqchpdnetxupbqntietiabpsmaoncnwvoutiugtagmmqsxtvxaoniiogtagmbpsmtuvvihpstpdvcrxhokvhxotawswquunewcgxptlcrxtevtubvewcnwwsxfsnptswtagakvoyyak'

def find_key_length(cipher):
    '''shift and fing the most repeats of the cipher'''
    MAX_LEN_REP = 10
    shift = [ None ]
    length = len(cipher)
    for i in range(1, length//MAX_LEN_REP):
        repeat = 0
        for j in range(length):
            repeat += 1 if cipher[j]==cipher[(j+i)%length] else 0
        shift.append(repeat)

    for i in range(1, length//MAX_LEN_REP):
        print('{0:2} '.format(i), end='')
    print()
    for i in range(1, length//MAX_LEN_REP):
        print('{0:2} '.format(shift[i]), end='')
    print()

find_key_length(cipher)
amrzs@ubuntu:security$ python3 vigenere.py 
 1  2  3  4  5  6  7  8  9 10 11 12 13 14 15 16 17 
 9  4 13  9  4 12  8 11  7  7  2 12  4  3 12  9  5 

从结果可以看出,3 6 8 12 15 重复字母数相对偏高,这些字母的公因子约为3,于是说密钥长度为3的可能性非常大

  • 第二步:

    • 获取key长度之后,将文本分为key长度份,即s[0],s[3],s[6]……为一份,s[1],s[4],s[7]……为第二份,剩下的为第三份

    • 接下来将每份进行频率分析(Frequency Analysis)

def frequency_analysis(cipher, keyLen, k):
    '''find the kth part alpha frequency, k in range(keyLen)'''
    length = len(cipher)
    keyDict = {}
    for alpha in range(ord('a'), ord('a')+26):
        keyDict[chr(alpha)] = 0
    for i in range(length):
        keyDict[cipher[i]] += 1 if i % keyLen == k else 0

    for alpha in range(ord('a'), ord('a')+26):
        print(' {0} '.format(chr(alpha)), end='')
    print()
    for alpha in range(ord('a'), ord('a')+26):
        print('{0:2} '.format(keyDict[chr(alpha)]), end='')
    print()

frequency_analysis(cipher, 3, 0) #0, 1, 2

程序第一部分结果:

amrzs@ubuntu:security$ ipython3 vigenere.py 
 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 
 2  0  6  0  1  1  7  1  3  1  1  0  1  2  2  8  4  0  0  5  4  7  3  0  2  0 

可以看出 p8, g7, v7, c6 频率较高,而普通英语文本中 e, t, a, i, n, o频率也较高

而一份维吉尼亚密码相当于一个凯撒密码,即位移相同字符数

那么可以断定 明文 -> 密文 即为 e ->g, t ->v, a -> c, n->p

所以key的第一个字符为c

接下来就是第二第三部分:

程序稍作修改

frequency_analysis(cipher, 3, 1)
frequency_analysis(cipher, 3, 2) 

具体判断过程与上面一样,key的第二的字母为a,第三个为t,则keycat

既然知道了密钥,那就把明文破译出来吧

key = 'cat'

def decoding_vigenere(cipher, key):
    '''decoding vigenere cipher with key'''
    def getKeyDict(alpha):
        shift = ord(alpha) - ord('a')
        keyDict = {}
        for i in range(ord('a'), ord('a')+26):
            keyDict[chr(i)] = chr(i + shift) if i + shift <= ord('z') else chr(i + shift -26)
        #exchang the key and value
        keyDict = dict(map(lambda t:(t[1], t[0]), keyDict.items()))
        return keyDict

    keyLen = len(key)
    cipLen = len(cipher)
    keyList = [getKeyDict(key[i]) for i in range(keyLen)]
    plainText = ''

    for i in range(cipLen):
        plainText += keyList[i % keyLen][cipher[i]]

    print(plainText)

decoding_vigenere(cipher, key)

开始的时候把key算出来直接用了,程序运行的结果就是把密文又加密了一遍

在程序中稍作改动,把每个位移的字典key反转(交换键和值),程序运行结果是:

amrzs@ubuntu:security$ ipython3 vigenere.py 
itisessentialtoseekoutenemyagentswhohavecometoconductespionageagainstyouandtobribethemtoserveyougivetheminstructionsandcareforthemthusdoubledagentsarerecruitedandusedsuntzutheartofwar

看看到底是什么

it is essential to seek out enemy agents who have come to conduct espionage against you and to bribe them to serve you give them instructions and care for them thus doubled agents are recruited and used sun tzut heart of war

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 213,928评论 6 493
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 91,192评论 3 387
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 159,468评论 0 349
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 57,186评论 1 286
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 66,295评论 6 386
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 50,374评论 1 292
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 39,403评论 3 412
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 38,186评论 0 269
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 44,610评论 1 306
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 36,906评论 2 328
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 39,075评论 1 341
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 34,755评论 4 337
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 40,393评论 3 320
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 31,079评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,313评论 1 267
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 46,934评论 2 365
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 43,963评论 2 351

推荐阅读更多精彩内容