7.2 替代加密和置换加密

7.2.1 替代加密

替代加密（Substitution Cipher） 指将明文中每一种字符都替换为另一个字符的加密方式。

例如：将文本中所有的 A 替换为 E、B 替换为 D...以此类推。

替代加密方式简单易懂，但如果攻击者可使用频率分析等手段，可能会较为容易的破解。

相关词条：

• 频率分析

  频率分析是一种用于破解替代加密（特别是简单替代加密）的方法，通过分析加密文本中各个字符出现的频率来推测明文。

  具体的，在任何语言中，某些字母或字符出现的概率是有规律的，例如在英语中，字母 E、T、A、O 都是常见字母。替代加密通过其他字符来替换源字符来隐藏信息，而攻击者只需要识别加密文本中字符的频率分布，就能判断出哪些字符可能对应文本中的高频字符。

7.2.2 置换加密

置换加密（Transposition Cipher） 指按一定规律打乱明文中字符的顺序的加密方法。

常见方法：

• 列式置换（Columnar Transposition）

  1. 将明文写入一个矩阵，按列读取字符进行加密。

     例如，将明文“HELLO WORLD”填入以下矩阵：

     H E L L O
     W O R L D

  2. 然后按照某种顺序读取列，例如列的顺序为 3, 1, 4, 2, 5，生成密文：LRHWLLEOOD

• 行置换（Row Transposition）

  先将明文分成固定长度的行，然后重新排列这些行的顺序。

置换加密由于并不依靠替换原有字符实现加密，因此此方法对频率分析具有一定抵抗力。但如果攻击者已知一些明文和对应密文，就可以通过对比等方式来推测加密规则。

随着科技的发展，对这种方法使用暴力破解变得越来越容易，因此这种加密方式不再单独使用，而与其他加密方式混合使用。