记一次简单密码分析

基于kerckhoffs假设，任何密码体制，只要密钥未泄露就认为是安全的。那么今天就让我们来分析一道简单替换密码的密钥。在破译的过程中，我们将一步步的接近真相。

关于密文

PBFPVYFBQXZTYFPBFEQJHDXXQVAPTPQJKTOYQWIPBVWLXTOXBTFXQWA
XBVCXQWAXFQJVWLEQNTOZQGGQLFXQWAKVWLXQWAEBIPBFXFQVXGTVJV
WLBTPQWAEBFPBFHCVLXBQUFEVWLXGDPEQVPQGVPPBFTLXPFHXZHVFAG
FOTHFEFBQUFTDHZBQPOTHXTYFTODXQHFTDPTOGHFQPBQWAQJJTODXQH
FOQPWTBDHHIXQVAPBFZQHCFWPFHPBFIPBQWKFABVYYDZBOTHPBQPQJT
QOTOGHFQAPBFEQJHDXXQVAVXEBQPEFZBVFOJIWFEACFCCFHQWAUVWFL
QHGFXVAFXQHFUFHILTTAVWAFFAWTEVOITDHFHFQAITIXPFHXAFQHEFZ
QWGFLVWPTOFFA

得知密文所采用的是简单替换加密并且不包括符号，下面逐步还原它的明文。

step1.频率分析

根据以往经验，每个字母的出现有一定的频率，于是我们查阅相关文献得知每个英文字母的频率。

而统计文中字母频率为

因此我们推断F->e

step2 推理

观察得知文章开头是'PBFPVYF'，因此我们推理PBF=the。再全部替换得

thetVYehQXZTYetheEQJHDXXQVAtTtQJKTOYQWIthVWLXTOXhTeXQWA
XhVCXQWAXeQJVWLEQNTOZQGGQLeXQWAKVWLXQWAEhItheXeQVXGTVJV
WLhTtQWAEhetheHCVLXhQUeEVWLXGDtEQVtQGVttheTLXteHXZHVeAG
eOTHeEehQUeTDHZhQtOTHXTYeTODXQHeTDtTOGHeQthQWAQJJTODXQH
eOQtWThDHHIXQVAtheZQHCeWteHtheIthQWKeAhVYYDZhOTHthQtQJT
QOTOGHeQAtheEQJHDXXQVAVXEhQtEeZhVeOJIWeEACeCCeHQWAUVWeL
QHGeXVAeXQHeUeHILTTAVWAeeAWTEVOITDHeHeQAITIXteHXAeQHEeZ
QWGeLVWtTOeeA

接下来的字母，按照频率顺序降序对应起来，得

thetsyehaopiyethecafnwooasdtitafkilyargthsruoilohieoard
ohsboardoeafsrucaxilpammaueoardksruoardchgtheoeasomisfs
ruhitardchethenbsuohavecsruomwtcastamsttheiuotenopnsedm
elinecehaveiwnphatlinoiyeilwoaneiwtilmneathardaffilwoan
elatrihwnngoasdthepanbertenthegtharkedhsyywphlinthatafi
alilmneadthecafnwooasdsochatcephselfgrecdbebbenardvsreu
anmeosdeoanevenguiidsrdeedricslgiwneneadgigotenodeancep
armeusrtileed

通过分析字母频率我们知道以下规律

e                       12%
t,a,o,i,n,s,h,r         6%-9%
d,l                     4%
c,u,m,w,f,g,y,p,b       1.5%-2.8%
v,k,j,x,q,z             <1%

然后重复以下步骤

• 找出和猜想其中有意义的单词
• 用频率相近的字母相互替换
• 将可能是单词的字母组合分开

最后，经历千辛万苦的猜测，加上标点符号，破译出明问如下所示

总结

简单替换密码分析几个要点：

1. 频率分析
2. 频率相近字母互换
3. 提取有意义的单词

事实上，这是《信息安全原理与实践 第二版》中的一道题目，有兴趣的读者不妨阅读一番。

Tips:分析出常见的单词能够大量减少工作量，其中根据wordCount网站统计出86800个英文单词使用频率排行榜中，前十位分别是：the、of、and、to、a、in、that、it、is、was。

补充：博主已经把统计字符频率的工具给做出来了，有兴趣的可以去看看这篇文章。