基于频率分析和字母排查的代替密码破译方法
【专利摘要】本发明涉及密码学技术领域，提供一种基于频率分析和字母排查的代替密码破译方法，运算量更小，能提高计算机破译速度；包括如下步骤：判断密文属于长型密文还是短型密文；若密文为长型密文，对密文中的字符进行遍历，统计出每个字母出现的频率；将密文字符按出现频率从大到小顺序排列并编号，将编号对应的字符替换为下表中相同编号对应的字母，获得明文；对于短型密文，读取密文，识别密文中独立存在的单个字符单元；分别进行字母排查来进行破译。
【专利说明】
基于频率分析和字母排查的代替密码破谭方法
技术领域
[0001] 本发明设及密码学技术领域，特别设及一种基于频率分析和字母排查的代替密码 破译方法。
【背景技术】
[0002] 密码学是一口古老的学科，对当代信息安全依然产生着重大的影响。对数据进行 加密，仍然是满足电子信息保密要求的最有效办法。而代替密码是一种常用的经典加密方 法，其原理是首先构造一个密文字母表，然后用密文字母表中的字母来代替明文字母，各字 母的相对位置不变，但其本身改变了。当采用单字母替换加密方法对一段明文加密时，运用 事先设计好的密文字母表，将其中字母代替明文中的字母，从而得到一段难W读懂的密文。
[0003] 现有的对代替密码破译方法通常采用穷举法，而穷举法运算量大，耗时较长。
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，本发明提供一种基于频率分析和字母排查的代替密码破译方法，运算 量更小，能提高计算机破译速度。
[0005] 本发明通过W下技术手段解决上述技术问题：
[0006] 基于频率分析和字母排查的代替密码破译方法，包括如下步骤：
[0007] 1)判断密文属于长型密文还是短型密文；
[000引2)若密文为长型密文，通过频率分析法进行破译;若密文为短型密文，通过字母排 查法进行破译。
[0009] 进一步，所述频率分析法包括如下步骤：
[0010] 11)对密文中的字符进行遍历，统计出每个字母出现的频率；
[0011] 12)将密文字符按出现频率从大到小顺序排列并编号，将编号对应的字符替换为 下表中相同编号对应的字母，获得明文。
[0012]
[0013] 进一步，所述字母排查法包括如下步骤：
[0014] 201)识别密文中单个字符的单元；
[0015] 202)当密文中有单个字符的单元时，对于密文中单个字符的单元，判断其是否在 句首，如是，该字符可能对应的明文字母为"r，如否，该字符可能对应的明文字母为"A";
[0016] 203)判断独立存在的单个字符之后的单元的字符个数，确定范围A;
[0017] 若其后面单元中无字符重复，则将范围A命名为范围B;若单元中有字符重复时，根 据重复特点在范围A中进行筛选，获得范围B;
[0018] 204)若密文中没有单个字符的单元，则筛选出含有最少字符的单元，若单元中有 字符重复，在资料库中进行相同位置字母重复的筛选，获得范围B，若单元中没有字符重复， 直接获得范围B;
[0019] 205)根据单个字符后面所力顿语的词性在范围帥进行筛选，获得范围C;
[0020] 206)根据字符出现频率与密文中字符的出现频率一一进行对应，在范围C中筛选 获得范围D;
[0021] 207)对密文中剩余的单元按字符数量由少到多进行排列；
[0022] 208)判断步骤207)中获得的各个单元中是否有字符重复；
[0023] 209)对于无字符重复的单元，根据已经破译的字母在资料库中筛选各自可能的范 围E，对于有字符重复的单元，按照字符重复的特点进行筛选，根据已经破译的字母在资料 库中筛选获得其各自可能的范围E;
[0024] 210)根据字符出现频率与密文中字符出现频率一一对应，在范围E中获得范围F;
[0025] 211)将W上得出的单个字符、范围D、范围F =大类进行全排列，获得几种备选明 文，最后由人工筛选出最合理的明文。（范围D指的是"单个字符后面的单元"的范围，范围F 指的是"除单个字符和其后的单元"的范围）
[0026] 进一步，步骤1)中，单元量大于或等于100的密文判定为长型密文，单元量小于100 的密文判定为短型密文。
[0027] 本发明的有益效果如下:基于频率分析和字母排查，可破译各种长度的密文，不受 长度限制，运算量小，破译速度快，破译精度高。
【附图说明】
[0028] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
[0029] 图1为本发明基于频率分析和字母排查的代替密码破译方法的流程示意图。
【具体实施方式】
[0030] W下将结合附图对本发明进行详细说明。
[0031] 由于任何自然语言都有许多固有的统计特性，根据对大量英文文献的统计，可W 发现，各字母出现的相对频率非常稳定，如下表所示：
[0032]
[0033] 不论是明文还是进行加密后的密文，该统计规律是不变的，即相互对应的字母出 现的频率相同的，若一段密文的篇幅足够长，则该密文中的每个字母的出现的频率排列接 近于上文中列出的字母出现频率排列。
[0034] 因此，本实施例的基于频率分析和字母排查的代替密码破译方法，包括如下步骤：
[0035] 1)判断密文属于长型密文还是短型密文;具体的，可W设定单元量大于或等于100 的密文判定为长型密文，单元量小于100的密文判定为短型密文。
[0036] 2)若密文为长型密文，通过频率分析法进行破译;若密文为短型密文，通过字母排 查法进行破译。
[0037] 所述频率分析法包括如下步骤：
[0038] 11)对密文中的字符进行遍历，统计出每个字母出现的频率；
[0039] 12)将密文字符按出现频率从大到小顺序排列并编号，将编号对应的字符替换为 上表中相同编号对应的字母，获得明文。
[0040] 所述字母排查法包括如下步骤：
[0041] 201)识别密文中单个字符的单元，即独立存在的一个字符；
[0042] 202)当密文中有单个字符的单元时，对于密文中单个字符的单元，判断其是否在 句首，如是，该字符可能对应的明文字母为"r，如否，该字符可能对应的明文字母为"A";
[0043] 203)判断独立存在的单个字符之后的单元的字符个数，确定范围A;即根据字符个 数在单元数据库中筛选出所有相同字符数单元；
[0044] 若其后面单元中无字符重复，则将范围A命名为范围B;若单元中有字符重复时，根 据重复特点在范围A中进行筛选，获得范围B，如单元"beir，其最后两个字母重复，代替密 文也会具有同样的特点，因此可在范围A中进行筛选；
[0045] 204)若密文中没有单个字符的单元，则筛选出含有最少字符的单元，若单元中有 字符重复，在资料库中进行相同位置字母重复的筛选，获得范围B，若单元中没有字符重复， 直接获得范围B;
[0046] 205)根据单个字符后面所加词语的词性在范围B中进行筛选，获得范围C，例如，当 单个字符为"A"时，其后的单元为可数名词；
[0047] 206)根据字符出现频率与密文中字符的出现频率根据前述表格进行一一进行对 应，在范围C中筛选获得范围D;
[0048] 207)对密文中剩余的单元按字符数量由少到多进行排列；
[0049] 208)判断步骤207)中获得的各个单元中是否有字符重复；
[0050] 209)对于无字符重复的单元，根据已经破译的字母在资料库中筛选各自可能的范 围E，对于有字符重复的单元，按照字符重复的特点进行筛选，根据已经破译的字母在资料 库中筛选获得其各自可能的范围E;
[0051] 210)根据字符出现频率与密文中字符出现频率根据前述表格进行一一对应，在范 围E中获得范围F;
[0052] 211)将W上得出的单个字符、范围D、范围F =大类进行全排列，获得几种备选明 文，最后由人工筛选出最合理的明文。
[0053] 最后说明的是，W上实施例仅用W说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较 佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可W对本发明的技 术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本 发明的权利要求范围当中。
【主权项】
1. 基于频率分析和字母排查的代替密码破译方法，其特征在于:包括如下步骤： 1) 判断密文属于长型密文还是短型密文； 2) 若密文为长型密文，通过频率分析法进行破译;若密文为短型密文，通过字母排查法 进行破译。2. 如权利要求1所述的基于频率分析和字母排查的代替密码破译方法，其特征在于:所 述频率分析法包括如下步骤： 11) 对密文中的字符进行遍历，统计出每个字母出现的频率； 12) 将密文字符按出现频率从大到小顺序排列并编号，将编号对应的字符替换为下表 中相同编号对应的字母，获得明文。3. 如权利要求1所述的基于频率分析和字母排查的代替密码破译方法，其特征在于:所 述字母排查法包括如下步骤： 201) 识别密文中单个字符的单元； 202) 当密文中有单个字符的单元时，对于密文中单个字符的单元，判断其是否在句首， 如是，该字符可能对应的明文字母为"Γ，如否，该字符可能对应的明文字母为"A"; 203) 判断独立存在的单个字符之后的单元的字符个数，确定范围A; 若其后面单元中无字符重复，则将范围A命名为范围B;若单元中有字符重复时，根据重 复特点在范围A中进行筛选，获得范围B; 204) 若密文中没有单个字符的单元，则筛选出含有最少字符的单元，若单元中有字符 重复，在资料库中进行相同位置字母重复的筛选，获得范围B，若单元中没有字符重复，直接 获得范围B; 205) 根据单个字符后面所加词语的词性在范围B中进行筛选，获得范围C; 206) 根据字符出现频率与密文中字符的出现频率一一进行对应，在范围C中筛选获得 范围D; 207) 对密文中剩余的单元按字符数量由少到多进行排列； 208) 判断步骤7)中获得的各个单元中是否有字符重复； 209) 对于无字符重复的单元，根据已经破译的字母在资料库中筛选各自可能的范围E， 对于有字符重复的单元，按照字符重复的特点进行筛选，根据已经破译的字母在资料库中 筛选获得其各自可能的范围E; 210) 根据字符出现频率与密文中字符出现频率一一对应，在范围E中获得范围F; 211) 将W上得出的单个字符、范围D、范围ΡΞ大类进行全排列，获得几种备选明文，最 后由人工筛选出最合理的明文。（范围时旨的是"单个字符后面的单元"的范围，范围巧旨的是 "除单个字符和其后的单元"的范围）。4.如权利要求1-3中任一项所述的基于频率分析和字母排查的代替密码破译方法，其 特征在于:步骤1)中，单元量大于或等于100的密文判定为长型密文，单元量小于100的密文 判定为短型密文。
【文档编号】H04L9/00GK105978678SQ201610263906
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年4月26日
【发明人】石峰
【申请人】石峰