密码学,已知密文求明文

移位密码( y=x+n mod26, x为明文字母, y为密文字母, n为密钥);仿射密码(y=ax+b mod26 , x为明文字母, y为密文字母, (a,b)为密钥)。
已知加密算法是上述算法,截获密文“fsivy umvy, dmxkwlcx cr lfk ksxcjkiv irxmwi dmzmemcv cr lfk dkjixlokvl cr mvlkxvilmcvih wccjkxilmcv cr lfk omvmelxu cr mvdselxu ivd mvrcxoilmcv lkwfvchcyu, eimd lfil lfk omvmelxu cr mvdselxu ivd mvrcxoilmcv lkwfvchcyu gmhh rsxlfkx ysmdk lfk pkhixsemiv xkekixwf wkvlkx cr vivtmvy svmzkxemlu cr ewmkvwk ivd lkwfvchcyu lc mojhkokvl lfk ewmkvwk ivd lkwfvchcyu wccjkxilmcv jhiv lc jxcoclk lfk dkzkhcjokvl cr lfk mvdselxmih ivd lxidk mvdselxmke mv lfk lgc wcsvlxmke. fk elilke lfil lfk omvmelxu gmhh fkhj cxyivmbk knjkxle lc wcvdswl wchhipcxilmzk xkekixwf cv lfk jchmlmwih, kwcvcomw ivd wshlsxih rmkhde mv Bkhixse, ivd gcxa lcyklfkx lc psmhd i fmyf-kvd jchmwu lfmva liva.”,请解密。
怎么判断是移位密码还是仿射密码,怎么判断密钥,试了好几种得出来的明文都不通顺

该密文采用了仿射加密的方式.解决的方法是用爆破函数.
解密的结果如下
a=7, b=14
明文如下

HUANG YING, DIRECTOR OF THE EUROPEAN AFRICA DIVISION OF THE DEPARTMENT OF INTERNATIONAL COOPERATION OF THE MINISTRY OF INDUSTRY AND INFORMATION TECHNOLOGY, SAID THAT THE MINISTRY OF INDUSTRY AND INFORMATION TECHNOLOGY WILL FURTHER GUIDE THE BELARUSIAN RESEARCH CENTER OF NANJING UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY TO IMPLEMENT THE SCIENCE AND TECHNOLOGY COOPERATION PLAN TO PROMOTE THE DEVELOPMENT OF THE INDUSTRIAL AND TRADE INDUSTRIES IN THE TWO COUNTRIES. HE STATES THAT THE MINISTRY WILL HELP ORGANIZE EXPERTS TO CONDUCT COLLABORATIVE RESEARCH ON THE POLITICAL, ECONOMIC AND CULTURAL FIELDS IN NELARUS, AND WORK TOGETHER TO BUILD A HIGH-END POLICY THINK TANK.

【以下回答由 GPT 生成】

问题1: 这段密文是否使用了移位密码还是仿射密码?

对给定的密文进行字母频率分析,统计每个字母出现的次数。若字母出现频率相等,则该密文可能是使用了移位密码;若字母出现频率不等,且每个字母的频率成比例,则该密文可能是使用了仿射密码。下面给出使用Python进行字母频率分析的代码。

def frequency_analysis(ciphertext):
    frequencies = {}
    total_chars = 0
    for char in ciphertext:
        if char.isalpha():
            if char.lower() in frequencies:
                frequencies[char.lower()] += 1
            else:
                frequencies[char.lower()] = 1
            total_chars += 1

    # 计算频率
    for char in frequencies:
        frequencies[char] = frequencies[char] / total_chars

    return frequencies

ciphertext = "fsivy umvy, dmxkwlcx cr lfk ksxcjkiv irxmwi dmzmemcv cr lfk dkjixlokvl cr mvlkxvilmcvih wccjkxilmcv cr lfk omvmelxu cr mvdselxu ivd mvrcxoilmcv lkwfvchcyu, eimd lfil lfk omvmelxu cr mvdselxu ivd mvrcxoilmcv lkwfvchcyu gmhh rsxlfkx ysmdk lfk pkhixsemiv xkekixwf wkvlkx cr vivtmvy svmzkxemlu cr ewmkvwk ivd lkwfvchcyu lc mojhkokvl lfk ewmkvwk ivd lkwfvchcyu wccjkxilmcv jhiv lc jxcoclk lfk dkzkhcjokvl cr lfk mvdselxmih ivd lxidk mvdselxmke mv lfk lgc wcsvlxmke. fk elilke lfil lfk omvmelxu gmhh fkhj cxyivmbk knjkxle lc wcvdswl wchhipcxilmzk xkekixwf cv lfk jchmlmwih, kwcvcomw ivd wshlsxih rmkhde mv Bkhixse, ivd gcxa lcyklfkx lc psmhd i fmyf-kvd jchmwu lfmva liva."
frequencies = frequency_analysis(ciphertext)
print(frequencies)

运行以上代码即可得到字母的频率。若字母频率相等,可以判断该密文使用了移位密码;若字母频率不等,且每个字母的频率成比例,则可以判断该密文使用了仿射密码。

问题2: 如何判断出密钥是什么?

确定密文使用了仿射密码之后,可以根据已知的字母频率和英文字母频率进行对比,找出最匹配的密钥。具体的步骤如下:

  • 找出英文字母的频率(可以从外部数据源获取);
  • 对每个可能的密钥(26种)进行尝试;
  • 根据当前密钥,将密文解密为明文;
  • 对比解密后的明文频率与英文字母频率的差异,选择频率差异最小的密钥作为最终结果。

以下给出一个示例的Python代码:

def affine_decryption(ciphertext, key):
    plaintext = ""
    for char in ciphertext:
        if char.isalpha():
            if char.islower():
                plaintext += chr((ord(char) - ord('a') - key[1]) * key[0] % 26 + ord('a'))
            else:  # 处理大写字母
                plaintext += chr((ord(char) - ord('A') - key[1]) * key[0] % 26 + ord('A'))
        else:
            plaintext += char
    return plaintext

ciphertext = "fsivy umvy, dmxkwlcx cr lfk ksxcjkiv irxmwi dmzmemcv cr lfk dkjixlokvl cr mvlkxvilmcvih wccjkxilmcv cr lfk omvmelxu cr mvdselxu ivd mvrcxoilmcv lkwfvchcyu, eimd lfil lfk omvmelxu cr mvdselxu ivd mvrcxoilmcv lkwfvchcyu gmhh rsxlfkx ysmdk lfk pkhixsemiv xkekixwf wkvlkx cr vivtmvy svmzkxemlu cr ewmkvwk ivd lkwfvchcyu lc mojhkokvl lfk ewmkvwk ivd lkwfvchcyu wccjkxilmcv jhiv lc jxcoclk lfk dkzkhcjokvl cr lfk mvdselxmih ivd lxidk mvdselxmke mv lfk lgc wcsvlxmke. fk elilke lfil lfk omvmelxu gmhh fkhj cxyivmbk knjkxle lc wcvdswl wchhipcxilmzk xkekixwf cv lfk jchmlmwih, kwcvcomw ivd wshlsxih rmkhde mv Bkhixse, ivd gcxa lcyklfkx lc psmhd i fmyf-kvd jchmwu lfmva liva."
english_frequencies = {
    'a': 0.0817, 'b': 0.015, 'c': 0.0278, 'd': 0.0425, 'e': 0.127, 'f': 0.0223, 'g': 0.0202,
    'h': 0.0609, 'i': 0.0697, 'j': 0.00153, 'k': 0.00772, 'l': 0.0403, 'm': 0.0241, 'n': 0.0675,
    'o': 0.0751, 'p': 0.0193, 'q': 0.00095, 'r': 0.0599, 's': 0.0633, 't': 0.0906, 'u': 0.0276,
    'v': 0.00978, 'w': 0.0236, 'x': 0.0015, 'y': 0.01974, 'z': 0.00074
}

min_difference = float('inf')
best_key = None

for a in range(1, 26):
    for b in range(26):
        decryption_key = (a, b)
        plaintext = affine_decryption(ciphertext, decryption_key)
        frequencies = frequency_analysis(plaintext)

        # 计算差异
        difference = sum([abs(frequencies[char] - english_frequencies[char]) for char in english_frequencies])

        if difference < min_difference:
            min_difference = difference
            best_key = decryption_key

print("最佳密钥:", best_key)

上述代码中,我们通过遍历所有可能的密钥(a和b),解密密文为明文,并计算差异。选择差异最小的密钥作为结果。

问题3: 我尝试使用几种方法解密,但明文的结果都不通顺。请问应该如何解密?

如果使用上述方法进行解密后的明文不正确或不通顺,可能是因为当前的解密方法不是移位密码或仿射密码。在这种情况下,可以尝试使用其他密码学方法进行破解,如替换密码、维吉尼亚密码等。如果尝试多种密码方法都不成功,可能需要进一步分析密文的特点,或进行更深入的密码破解技术。


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