密碼學之維吉尼亞密碼
密碼學淺談
密碼學五元組：明文（P），密文（C），金鑰（K），加密演算法（E），解密演算法（D），S={P,C,K,E,D}
密碼學的資訊安全系統目標：C，I，A
- C（Confidentiality）：機密性
- I（Integrity）：完整性
- A（Availability）：可認證性
密碼學主要包括對稱密碼學（Symmetric Cipher）和非對稱密碼學（Asymmetric Cipher）
對稱密碼：加密演算法和解密演算法可以相互推到，共用同一把鑰匙。對稱金鑰體制也稱為單鑰體制。加密解密的鑰匙key也叫對稱金鑰、祕密金鑰、會話金鑰（因為常用來加密會話）。
凱撒密碼
說維吉尼亞密碼前首先簡單介紹一下凱撒密碼。
凱撒密碼是一種比較古老的加密體制，他主要使用代換來達到加密的目的，基本思想是:通過把字母移動一定的位數來實現加密和解密。明文中的所有字母都在字母表上向後(或向前)按照一個固定數目進行偏移後被替換成密文。例如，當偏移量是3的時候，所有的字母A將被替換成D，B變成E，以此類推X將變成A，Y變成B，Z變成C。由此可見，位數就是凱撒密碼加密和解密的金鑰。
比如密文是：ZHOFRPH 則其明文為：WELCOME
但是，我們發現，凱撒密碼很容易破解，只要知道移動的位數即可，即只要有一組明文密文就可以將整個機制破解，是非常不安全的。
維吉尼亞密碼
凱撒密碼用的是單表代換，而維多尼亞密碼是採用多表代換，而且也是分組代換。
明文：TO BE OR NOT TO BE THAT IS THE QUESTION
金鑰：RELATIONS
首先，給每個字母一個編號0-25，如圖所示：
其次，我們發現金鑰一共九位，而明文比金鑰多了很多位，那麼我們可以將明文以九位為一組，然後將其相互對應起來
明文：TO BE OR NOT TO BE THAT IS THE QUESTION
金鑰：RE LA TI ONS RE LA TION SR ELA TIONSREL
將相對應字母編號相加模26即可得到密文編號，根據編號寫出相應字母。
明文第一個字母為“T”，其編號為19，金鑰第一個字母為“R”，其編號為17，則其對於的密文第一個字母為（19+17）%26=10，對應的字母為“K”。以此類推，我們可以得到明文相對應的密文：
明文：TO BE OR NOT TO BE THAT IS THE QUESTION
金鑰：RE LA TI ONS RE LA TION SR ELA TIONSREL
密文：KS ME HZ BBL KS ME MPOG AJ XSE JCSFLZSY
維吉尼亞密碼保證了相同的密文字母可以對應不同的明文字母，相同的明文字母也能對應不同的密文字母，不和凱撒密碼相同，一個密文字母唯一的對應一個明文字母（偏移量確定），大大降低了破解的可能性。
