古典密码之“维吉尼亚密码”_pnpso

简述

维吉尼亚密码是在代换密码（即单表代换）基础上，衍生出来的多表代换密码。

与单表代换相同，维吉尼亚密码也采用明文字母与密钥字母（即26字母表）间建立一一对应关系。

但是不同的是，单表代换密码中一旦密钥字母确定，相同的明文就只能产生唯一的密文；

而维吉尼亚密码则是在单表的基础上，加入了密钥字，使用密钥字对明文进行分组加密，因此即使密钥（打乱的字母表）确定了，密钥字不同，也会产生不同的密文，即非固定式对应。

加解密

在之后的表述中：
以<密钥>表示26字母顺序表
以<密钥字>表示输入的一串辅助加密的消息序列

现假定输入的密钥字为k1到km，总长为m个字母；明文为x1到xm；表字母以初始26字母顺序表为例，进行加解密说明：

• 加密

维吉尼亚密码的加密定义如下：

即：

1. 将明文分成若干个分组，每个分组为m个字母长度（即密钥字的长度）；
2. 再找出分组中的字母和密钥字的字母在代换表中的对应数字；
3. 将其对应位两两相加得出的数字，再代入代换表中，查出对应的密文字母；
4. 将所有明文分组都如此操作，即得到密文。

加密示例：

1. 字母表为原始A-Z
   因此00对应A，……，25对应Z；

2. 输入密钥字为Computer
   因此 m = 8，key =（02，14，12，15，20，19，04，17）；

3. 输入明文为Block cipher design principles。

将明文分为8个字母一组，再进行找序号求和取余的运算，得出序号对应的密文字母：

比如 B（序号为01），对应的密钥字为C（序号为02），相加为03，再模26得03（即D），因此明文的B对应的密文字母为 D 。

所有加密步骤图如下：

可得出密文为：Dzarevmgjsdylmxpddxhvmgnse

• 解密

由于维吉尼亚密码也是映射型密码，因此只需要进行加密的逆过程即可解密。即：

代码示例

import re

letterList = []     # 字母列表
# 初始化字母列表（此处以顺序表为例）
for i in range(ord("a"), ord("z") + 1):
    letterList.append(chr(i)<
1
2
3
4
5