三分密码加密与解密
明文
密文
| 1 | 2 | 3 | |
|---|---|---|---|
| 1 | A | B | C |
| 2 | D | E | F |
| 3 | G | H | I |
| 1 | 2 | 3 | |
|---|---|---|---|
| 1 | J | K | L |
| 2 | M | N | O |
| 3 | P | Q | R |
| 1 | 2 | 3 | |
|---|---|---|---|
| 1 | S | T | U |
| 2 | V | W | X |
| 3 | Y | Z | _ |
什么是三分密码？
三分密码（Trifid Cipher）是一种基于位置替换的密码算法，它是由法国密码学家Felix Delastelle于1901年提出的。与传统的替换密码不同，三分密码在加密过程中不仅依赖于字母的顺序，还采用了三个维度来分配字母的位置。它通过将字母表分为三组，并将明文字母转换为三维坐标（层、行、列）来加密文本。在加密过程中，三分密码将明文中的字母位置映射到三维坐标系，之后按照一定的规则将坐标重新排列，生成密文。由于三维坐标组合的复杂性，三分密码提供了比传统替换密码更高的安全性。
三分密码如何加密？
加密过程包括以下步骤：
- 准备明文：去除明文中的空格、标点符号等非字母字符。
- 确定三分密码字母表：三分密码使用一个标准的字母表，将字母按层、行、列的方式分配到一个三维坐标系。
- 将明文字母转换为三维坐标：每个字母的位置由其所在的层、行和列来表示。
- 将三维坐标整理到表格中：将每个字母的三维坐标按层、行、列，垂直写到表格中，即表格有三行：第一行表示字母所在的层，第二行表示字母所在的行，第三行表示字母所在的列。
- 按组大小分组：将整理好的表格，根据组大小按列进行分组。
- 每组横向重新组合坐标：将每组的坐标从上到下横向组合，每三个一组，重新得到新的坐标。
- 生成密文：根据重新排列后的坐标，在三维坐标系中找到对应的字母替换成密文。
示例
假设明文为 “HELLO WORLD”，字母表为26个英文字母和一个字符：“ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ_”，组大小为4。
1. 根据字母表生成三维坐标系
| ① | 1 | 2 | 3 |
|---|---|---|---|
| 1 | A | B | C |
| 2 | D | E | F |
| 3 | G | H | I |
| ② | 1 | 2 | 3 |
|---|---|---|---|
| 1 | J | K | L |
| 2 | M | N | O |
| 3 | P | Q | R |
| ③ | 1 | 2 | 3 |
|---|---|---|---|
| 1 | S | T | U |
| 2 | V | W | X |
| 3 | Y | Z | _ |
2. 将字母转换为三维坐标
- H → (1, 3, 2)
- E → (1, 2, 2)
- L → (2, 1, 3)
- L → (2, 1, 3)
- O → (2, 2, 3)
- W → (3, 2, 2)
- O → (2, 2, 3)
- R → (2, 3, 3)
- L → (2, 1, 3)
- D → (1, 2, 1)
3. 将三维坐标整理到表格中
| 明文 | H | E | L | L | O | W | O | R | L | D |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 层号 | 1 | 1 | 2 | 2 | 2 | 3 | 2 | 2 | 2 | 1 |
| 行号 | 3 | 2 | 1 | 1 | 2 | 2 | 2 | 3 | 1 | 2 |
| 列号 | 2 | 2 | 3 | 3 | 3 | 2 | 3 | 3 | 3 | 1 |
4. 按组大小分组
| H | E | L | L |
|---|---|---|---|
| 1 | 1 | 2 | 2 |
| 3 | 2 | 1 | 1 |
| 2 | 2 | 3 | 3 |
| O | W | O | R |
|---|---|---|---|
| 2 | 3 | 2 | 2 |
| 2 | 2 | 2 | 3 |
| 3 | 2 | 3 | 3 |
| L | D |
|---|---|
| 2 | 1 |
| 1 | 2 |
| 3 | 1 |
5. 每组横向重新组合坐标
- 第一组：(1, 1, 2), (2, 3, 2), (1, 1, 2), (2, 3, 3)
- 第二组：(2, 3, 2), (2, 2, 2), (2, 3, 3), (2, 3, 3)
- 第三组：(2, 1, 1), (2, 3, 1)
6. 将坐标转为密文字母
- (1, 1, 2) → B
- (2, 3, 2) → Q
- (1, 1, 2) → B
- (2, 3, 3) → R
- (2, 3, 2) → Q
- (2, 2, 2) → N
- (2, 3, 3) → R
- (2, 3, 3) → R
- (2, 1, 1) → J
- (2, 3, 1) → P
因此，“HELLO WORLD”的加密结果为：“BQBRQNRRJP”
三分密码如何解密？
解密过程是加密的反向操作，前 3 个步骤一致，第 4 步开始就不相同，具体差异如下：
- 将三维坐标整理到表格中：按照组大小横向填充坐标，每组有三行，每组填充完成后，再填充下一组，直至填充完成。最后一组要根据行数动态计算列数。
- 重新组合坐标：每组有三行，第一行表示层号，第二行表示行号，第三行表示列号，按照纵向方向重新组合三维坐标。
- 解密成明文：根据重新排列后的三维坐标，在坐标系中找到对应的字母，生成明文。
示例
假设要对密文“BQBRQNRRJP”进行解密，组大小为4，字母表与加密时一致。
1. 获得密文字符的三维坐标
- B → (1, 1, 2)
- Q → (2, 3, 2)
- B → (1, 1, 2)
- R → (2, 3, 3)
- Q → (2, 3, 2)
- N → (2, 2, 2)
- R → (2, 3, 3)
- R → (2, 3, 3)
- J → (2, 1, 1)
- P → (2, 3, 1)
2. 将三维坐标按组大小横向整理到表格中
| 1 | 1 | 2 | 2 |
| 3 | 2 | 1 | 1 |
| 2 | 2 | 3 | 3 |
| 2 | 3 | 2 | 2 |
| 2 | 2 | 2 | 3 |
| 3 | 2 | 3 | 3 |
| 2 | 1 |
| 1 | 2 |
| 3 | 1 |
3. 按列重新组合坐标
- 第一组：(1, 3, 2), (1, 2, 2), (2, 1, 3), (2, 1, 3)
- 第二组：(2, 2, 3), (3, 2, 2), (2, 2, 3), (2, 3, 3)
- 第三组：(2, 1, 3), (1, 2, 1)
4. 解密成明文
- (1, 3, 2) → H
- (1, 2, 2) → E
- (2, 1, 3) → L
- (2, 1, 3) → L
- (2, 2, 3) → O
- (3, 2, 2) → W
- (2, 2, 3) → O
- (2, 3, 3) → R
- (2, 1, 3) → L
- (1, 2, 1) → D
因此，“BQBRQNRRJP”的解密结果为：“HELLOWORLD”。