频率分析:千年密码破解术

公元 850 年被发明,遗失 600 年后被欧洲重新发现。
你能用字母频率破解下面的密文吗?

截获了一段加密通信

情报机构拦截到以下密文。你的任务:找出加密方式,还原明文。

WKH TXLFN EURZQ IRA MXPSV RYHU WKH ODCB GRJ
提示:这是最简单的凯撒密码——每个字母被统一偏移了几位。只有 26 种可能,全试一遍就行。

选择挑战

凯撒密码
维吉尼亚密码
加密工坊

选一段密文来挑战:

凯撒密码破解

难度:入门 凯撒密码把每个字母统一偏移 N 位。密钥空间只有 25 种——暴力尝试即可。

密文

明文

密码术的遗失与重新发明

同一个技术被发明了多少次?看时间线就知道——每次「遗失」背后都有一个荒诞的原因。

约公元前 50 年
凯撒密码诞生。尤利乌斯·凯撒用字母偏移给将领写信。简单替换,当时无人能破。
约 850 年
阿拉伯学者 Al-Kindi 写下《论破译加密信息》,发明频率分析法——统计字母频率即可破解任何替换密码。
850 – 1400 年 遗失 600 年
这本书在欧洲完全不为人知。欧洲人继续用单表替换密码 600 年,以为它安全。
约 1460 年 重新发明
Alberti「重新发明」频率分析,并提出多表替换来对抗它。
1553 年
Bellaso 发明维吉尼亚密码。被称「不可破译之密码」持续 300 年。
1854 年 保密
Babbage 悄悄破解了维吉尼亚密码,因克里米亚战争未公开发表。
1863 年 重新发明
Kasiski 独立发表破解方法——比 Babbage 晚了 9 年。
1970–74 年 机密
GCHQ 的 Ellis/Cocks/Williamson 秘密发明公钥密码(≈RSA + DH),锁进保险柜。
1976–77 年 重新发明
Diffie-Hellman 和 RSA 独立重新发明公钥密码。直到 1997 年 GCHQ 解密才知道。

为什么频率分析能破解密码

核心原理

英文中 E 占 12.7%、T 占 9.1%、A 占 8.2%……这个分布是语言的「指纹」。无论你怎么替换字母,频率分布会原封不动地从明文「泄漏」到密文中。只要密文够长,统计就能暴露一切。

频率数据来源:Robert Lewand, Cryptological Mathematics, Mathematical Association of America, 2000.