古典密码学基础：手工密码技术原理与应用

古典密码之手工密码 古典密码是密码学的基础，它们在密码发展史上具有不可磨灭的贡献，古典密码思想至今仍被广泛运用。手工密码是古典密码的一种，它通过代替和置换来实现加密。 **代替密码** 代替密码是指将明文中的每一个字符被替换成密文中的另一个字符。接收者对密文做反向替换就可以恢复出明文。代替密码可以分为单表代替密码和多表代替密码两种。 **单表代替密码** 单表代替密码是指按固定公式（加法、乘法、仿射）的单表代替。例如，使用 Caesar Cipher 将每个字母移位3位，则a变换为d，b变换为e，以此类推。 **多表代替密码** 多表代替密码是指任意单表代替。例如，使用 Vigenère Cipher，将每个字母移位不同的位数，则a变换为d，b变换为g，以此类推。 **置换密码** 置换密码是指将明文的字母保持相同，但顺序被打乱了。每个置换都可用一个置换矩阵Ek来表示。例如，将明文"hello"置换为"hleol"，则置换矩阵为： | 1 2 3 4 5 | | --- | --- | --- | --- | --- | | h | e | l | l | o | **置换矩阵** 置换矩阵是指一个矩阵，其中每个元素是明文的字母在密文中的位置。例如，上面的置换矩阵表示"h"在密文中的位置是1，"e"在密文中的位置是2，以此类推。 **置换密码的特点** 置换密码的特点是仅有一个发方和收方知道的置换（用于加密）及对应的逆置换（用于解密）。置换密码的密钥刚好对应于一个置换矩阵。 **古典密码在现代密码学中的应用** 古典密码在现代密码学中仍然有重要的应用。例如，在对称加密中，古典密码可以用来实现数据的加密。在非对称加密中，古典密码可以用来实现数字签名。在量子密码学中，古典密码可以用来实现量子加密。 **结论** 古典密码之手工密码是密码学的基础，古典密码思想至今仍被广泛运用。手工密码通过代替和置换来实现加密，具有重要的应用价值。