維吉尼亞密碼加密與解密
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什麼是維吉尼亞密碼？
維吉尼亞密碼（Vigenère Cipher）是一種基於字母表移位的多表密碼，加密時通過一個密鑰（key）決定每個字元的移位規則。與簡單的凱撒密碼不同，維吉尼亞密碼的核心優勢是其抗頻率分析的能力，因為它使用多個字母表輪流加密，從而提高了密碼的複雜性。
維吉尼亞密碼如何加密？
- 準備明文、密鑰和字母表：
- 明文是需要加密的文字，例如：HELLO。
- 密鑰是用於加密的關鍵字，例如：KEY。
- 字母表：用於定義支持的字母範圍，如：ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ。
- 擴展密鑰：為了與明文長度匹配，將密鑰重複或截斷；例如，對於明文HELLO，密鑰KEY擴展為KEYKE。
- 加密過程：
- 使用維吉尼亞密碼表（字母表的26行，分別以字母A-Z開頭）找到加密字母。
- 明文字母和密鑰字母分別決定表中的列與行；例如，加密H時：明文字母H定位第8列，密鑰字母K定位第11行，第8列與第11行的交叉處為加密後的字母R。
- 依此類推：
- E + E → I
- L + Y → J
- L + K → V
- O + E → S
- 所以，明文 HELLO 加密為 RIJVS。
維吉尼亞密碼如何解密？
解密是加密的逆過程，需要使用相同的密鑰來還原明文，以下是具體步驟：
- 準備密文、密鑰和字母表：
- 密文是加密後的文字，例如：RIJVS。
- 密鑰與加密時相同，例如：KEY。
- 字母表：用於定義支持的字母範圍，如：ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ。
- 擴展密鑰：將密鑰擴展或截斷至與密文相同長度，例如，密鑰擴展為KEYKE。
- 解密過程：
- 在維吉尼亞密碼表中找到密文字母對應的明文字母。
- 密鑰字母決定表中的行；在該行找到密文字母，並確定其所在列；列頭對應的字母即為明文字母。例如，解密R時：密鑰字母K定位第11行，在第11行中找到密文R，R所在列的列頭為明文字母H。
- 依此類推：
- I - E → E
- J - Y → L
- V - K → L
- S - E → O
- 所以，密文 RIJVS 解密為 HELLO。
維吉尼亞密碼的優缺點
優點
- 抗頻率分析攻擊：由於使用多個字母表輪流加密，難以通過統計分析破解。
- 簡單易用：只需一個密鑰即可完成加密與解密。
- 適應多語言：支持不同的語言字母表。
缺點
- 密鑰管理：密鑰需要保密且傳遞安全，否則加密內容容易被破解。
- 頻率分析弱點：對於短密鑰，攻擊者可以通過重複模式發現密鑰。
針對這些缺點的衍生出其它加密方式：
- 自動密鑰維吉尼亞密碼：通過將明文的前幾個字符作為密鑰的一部分，動態生成密鑰以避免重複模式。
- 博福特密碼：對維吉尼亞密碼的改進，使用不同的移位規則進行加密。
- 普萊費爾密碼：使用二維字母矩陣進行加密，進一步增強複雜性。
如何使用維吉尼亞密碼加密與解密工具？
- 輸入內容：如果需要加密，請在“明文”框中輸入需要加密的內容;如果需要解密，請在“密文”框中輸入需要解密的內容。
- 自定義密鑰：用戶可以輸入任意長度的密鑰，密鑰的字母順序直接決定了加密和解密的移位規則。
- 自定義字母表：支持不同語言的字母表（如英文、法文、德文等）;除默認字母外，可手動輸入自定義字母表，適配特殊場景需求。
- 未知字符保留選項：可選擇是否保留密文中無法識別的字符（如標點符號、空格等）。
- 查看結果：工具會實時更新加密或解密的結果，並顯示在對應的框中。