基于字母频率的单表替换密码破译算法
总第３１８期
２０１６年第４期
计算机与数字工程
Computer&Digital Engineering
Vol．４４No．４
５８３
基于字母频率的单表替换密码破译算法磁
吴俊斌 吴 晟 吴兴蛟
（昆明理工大学信息工程与自动化学院 昆明 ６５０５００）
摘 要 替换式加密根据加密构成方式可分为移位、仿射、随机三类。论文对替换式加密的密文进行破译求解，主要依靠字母频率分布。对于移位采用对比统计字母的各移位数，在此基础之上确定移位数众数从而作为最终移位数。对于仿射、随机而言，不能简单获得所有位置的各个位移数。故而只有在此基础上，依据大数据样本高稳定性的特点，确定文中出现概率居前两位的字符与统计中前两位字符对应。在此基础上，采用欧几里得辗转除余法求解仿射。随机加密则采用数据字典进行查找分析。最后得到解密明文。最后的求解结果是，对于移位、仿射由于加密较为简单且变化有规律所以求解准确率较高，而随机需要对比计算，故而速度以及准确率有较大的不确定性，同时需求时间较长。
关键词 替换式加密；密文破译；字母统计规律；辗转除余法；移位加密
中图分类号 T P３０９．７ DOI：１０．３９６９／j．issn．１６７２‐９７２２．２０１６．０４．００５
ＰａｓｓｗｏｒｄＢｒｅａｋｉｎｇＡｌｇｏｒｉｔｈｍｏｆＳｉｎｇｌｅＴａｂｌｅＲｅｐｌａｃｅｍｅｎｔ
ＢａｓｅｄｏｎＦｒｅｑｕｅｎｃｙｏｆＬｅｔｔｅｒｓ
ＷＵＪｕｎｂｉｎ ＷＵＳｈｅｎｇ ＷＵＸｉｎｇｊｉａｏ
（School of Information Engineering and Automation，Kunming University of Science and Technology，Kunming ６５０５００）
Ａｂｓｔｒａｃｔ Replace cryptographic methods can be divided according to the encryption constitute a shift，affine，random categories．T his paper replacement formula to decipher the encrypted ciphertext solvd mainly rely on the frequency distribu‐tion of the letters．For rotate each shift using the comparative statistics letters to determine the number of shifts plural on this basis so as the final number of shifts．For affine，random，y ou can not simply get all the various shifts in the number of locations．Only on this basis，therefore，the characteristics of high stability based on a large sample of data to determine the p robability and statistics ranking the first two characters in the first two characters in the corresponding text appears．On this basis，the use of more than Euclid removed except Solving affine．Random encryption is used to find the data dictionary analysis．Finally get decrypted plaintext．The final result is solved for the shift，affine since the encryption is relatively sim‐p le to solve and change regularly so high accuracy rate，and need to compare a random basis，and therefore have a greater speed and accuracy uncertainty，while demand time than long．
ＫｅｙＷｏｒｄｓ replace encryption，cipher decoding，letters statistical rule，Euclidean algorithm，shift encryption
ＣｌａｓｓＮｕｍｂｅｒ T P３０９．７
１ 引言
单字母替换加密是替换式密码编码中最简单的一种形式，根据加密构成方式又可将其细分为移位、仿射、随机三类［１］。同时根据加密替换表的不同而分为了单表替换式和多表替换。其中，单表替换方式特点较为突出，是每个字母都映射一个唯一的与之对应的字母，这样就存在了相应的破译规律。依据其特点结合英文字符统计频率进行处理。对密文进行相应的破译。三种不同的加密方式各有其相应特点。结合字母频率同时结合各个不同加密方式的特点对此进行破译［２］。
磁收稿日期：２０１５年１０月１２日，修回日期：２０１５年１１月２７日
作者简介：吴俊斌，男，研究方向：算法设计、程序设计。吴晟，男，教授，硕士生导师，研究方向：信息安全，数据挖掘，算法研究等。吴兴蛟，男，硕士研究生，研究方向：软件工程、算法设计、程序设计。