CTF之密码学（Polybius密码）
棋盘密码，也称为Polybius密码或方格密码，是一种基于替换的加密方法。以下是对棋盘密码的详细解析：
一、加密原理
棋盘密码使用一个5x5的方格棋盘，其中填充了26个英文字母（通常i和j被视为同一个字母并放在同一个格子中，因为j在英文中的使用频率较低，且其缺失不影响文字的可读性）。每个格子对应一个字母，明文中的每个字母都在棋盘上找到对应的格子，然后用该格子的坐标（行数和列数）代替明文中的字母。这样，每个字母就被替换成了两个数字，这两个数字分别代表该字母在棋盘上的行号和列号。因此，加密后的密文就是一串由数字组成的字符串。
二、加密过程
- 构建棋盘：首先，创建一个5x5的方格棋盘，并将26个英文字母（i和j合并）填入其中。
- 查找坐标：对于明文中的每个字母，在棋盘上找到其对应的格子，并记录下该格子的坐标（行号和列号）。
- 替换字母：将明文中的每个字母替换为其在棋盘上的坐标数字，形成密文。
三、解密过程
解密棋盘密码是加密过程的逆操作。
- 构建棋盘：与加密过程相同，首先创建一个5x5的方格棋盘，并填入26个英文字母（i和j合并）。
- 读取坐标：将密文中的数字两个一组地读取出来，每一组数字代表一个格子的坐标（行号和列号）。
- 查找字母：在棋盘上找到对应坐标的格子，取出格子中的字母，形成解密后的明文。
四、示例
假设明文为“polybius”，则加密过程如下：
- 构建棋盘，并填入字母（i和j合并）：
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | a | b | c | d | e |
| 2 | f | g | h | i/j | k |
| 3 | l | m | n | o | p |
| 4 | q | r | s | t | u |
| 5 | v | w | x | y | z |
- 查找每个字母的坐标并替换：
- p 对应 35
- o 对应 34
- l 对应 31
- y 对应 54
- b 对应 12
- i/j 对应 21（因为i和j合并，所以都使用21）
- u 对应 45
- s 对应 43
因此，密文为“35 34 31 54 12 21 45 43”。
解密过程则是将密文中的数字坐标转换回对应的字母，得到明文“polybius”。
五、特点与应用
- 棋盘密码是一种简单的替换密码，易于理解和实现。
- 它不保留重复的字母间距模式，因此比简单的替换密码更安全。
- 棋盘密码在古典密码学中占有重要地位，是密码学学习的基础之一。
- 尽管在现代密码学面前显得较为脆弱，但棋盘密码仍然是信息安全领域的重要组成部分，对于理解现代加密技术的发展有着不可忽视的意义。