我第一次真正理解凱撒密碼不是在密碼學課上。正是在調試客戶端提供的瀏覽器遊戲時,其中 "secret"等級代碼儲存在頁面來源中,每個字母的移位為五。任何打開 DevTools 的人都可以在大約十秒鐘內讀取它們。簡而言之,這就是凱撒密碼:迷人、歷史悠久、易於教學,對於將堅定的人拒之門外完全無用。我已經建立了足夠的編碼工具 工具。dev 要知道凱撒密碼是網路上搜尋次數最多的密碼之一,主要由需要快速參考的學生、解謎者和開發人員使用,所以我想在這裡正確解釋它。
TL;DR: 凱撒密碼將每個字母替換為一個字母,該字母是字母表中固定數量的位置。移 3,A 變成 D。它只有 25 個可能的鍵,因此可以透過嘗試所有鍵來破解它,這是一種方法 凱撒密碼工具 一鍵即可為您完成。 ROT13 是固定在 13 檔的凱撒密碼,ROT47 將這個想法擴展到標點符號和數字。將其用於謎題和教學,而不是為了真正的安全。
本指南介紹了密碼的工作原理、當您不知道密鑰時如何解碼訊息、ROT13 和 ROT47 如何融入,以及為什麼它們都不應該保護任何重要的東西。該工具所做的一切都在您的瀏覽器中運行,因此您無需向伺服器發送單一字元即可繼續執行。
凱撒密碼是什麼?它是如何運作的?
凱撒密碼是一種替代密碼。這意味著訊息中的每個字母都會根據固定規則交換為不同的字母。在凱撒密碼中,規則很簡單:將每個字母向下移動一組位置。該數字是關鍵,通常稱為移位。
假設你選3的移位。字母A移動三位變成D,B變成E,C變成F,依此類推。當你到達字母表的末尾時,你繞回開頭,所以 X 變成 A,Y 變成 B,Z 變成 C。單字 "你好&引用;移動 3 就會變成 "khoor"。要讀回它,收件人會將每個字母向相反方向移動三位。
這個名字來自朱利葉斯·凱撒。羅馬歷史學家蘇托尼烏斯(Suetonius)在第二世紀撰文,描述了凱撒如何通過將每個字母替換為更遠三位的一個來保護具有軍事重要性的信息。這個特定版本,左移三來解碼,有時被稱為凱撒'為了紀念他,他的侄子奧古斯都使用了一個。據報道,即使在那時,兩者都沒有提供太多的保護,但識字率足夠低,以至於該計劃可能足以對抗一名幾乎不會閱讀的被俘信使。
對於今天使用它的人來說,一些屬性很重要。密碼只涉及字母。空格、數字、標點符號和符號未受影響,這正是其方式 凱撒密碼工具 行為。保留大小寫,因此大寫字母在移動後保持大寫。變換是完全可逆的:以 7 的移位進行編碼,以 7 的移位進行反向解碼,每次都會恢復原始文字。
如何對訊息進行編碼和解碼?
編碼是一個簡單的方向。你選擇一個班次,每個字母都會向前移動這個數量。在工具中,您鍵入訊息,使用滑桿設定班次,然後讀取輸出面板中的密文。您只需單擊即可複製它,然後貼上到拼圖、論壇貼文或課程中。
解碼是相同的反向操作。如果訊息的編碼頻率為 7,則可以透過將每個字母移回 7 位來解碼它。從數學上講,使用 Shift 7 進行解碼與使用 Shift 19 進行編碼相同,因為 26 減 7 是 19,並且字母表環繞。這是一個值得記住的有用技巧:任何左移都有等效的右移。該工具為您處理此問題,因此您只需在編碼和解碼之間切換並保留相同的鍵即可。
有一個微妙之處值得指出。 0 的移位和 26 的移位都會使文字保持不變,因為 26 是圍繞字母表的完整行程。這就是為什麼凱撒鍵的實際範圍為 1 到 25。13 的移位是一個特殊的中點,當我們談論 ROT13 時,我們會回到這個中點。
這是一個小例子。以經典的全語法&引用;快速的棕色狐狸跳過懶狗。&引用;移位 5 後,它變成 & 引用; Ymj vznhp gwtbs ktc ozrux tajw ymj qfed itl。&引用;請注意,開頭的句點、空格和大寫 T 都表現得很明智:標點符號不打擾,大寫保持大寫,只是移動了。
如果沒有鑰匙,我該如何破解凱撒密碼?
這就是凱撒密碼顯示其年代的地方,對於任何解決謎題的人來說,它也是最有用的功能。因為只有 25 個可能的密鑰,所以你不需要聰明。你可以簡單地嘗試所有這些並閱讀有意義的內容。這稱為暴力攻擊,有 25 個選項,電腦根本不需要可測量的時間。
的 凱撒密碼工具 有一個暴力面板,可以同時顯示密文的所有 25 種解碼。您貼上加擾的訊息,打開面板,然後向下掃描列表中讀作真實單字的行。那行告訴您明文和所使用的移位。我發現這就是大多數人使用該工具的方式:他們有一個來自遊戲或書籍的編碼字串,他們只是想看看它說了什麼。
密碼學家在較長的訊息上使用了第二種更優雅的方法,稱為頻率分析。在英語中,字母 E 是迄今為止最常見的,其次是 T、A 和 O。如果你計算凱撒密文中的字母,發現一個字母比其他字母出現的頻率要高得多,那麼它很可能是E 的加密形式。該字母和E 之間的差距給了你轉變。頻率分析對於一秒鐘內可以暴力破解的訊息來說太過分了,但它是破解更嚴肅密碼的基礎,而凱撒密碼是對其最溫和的介紹。
外賣是直截了當的:凱撒密碼甚至無法抵抗偶然的攻擊者。這不是一個需要修復的缺陷,這就是該密碼作為教學工具而不是安全工具而生存的全部原因。
什麼是 ROT13?它與凱撒密碼有何關係?
ROT13 是凱撒密碼,移位鎖定為 13。該名稱是 " 的縮寫;旋轉 13 個地方並引用; 13 的特別之處在於它恰好是 26 的一半。因此,兩次應用 ROT13 會讓您回到開始的位置:向前移動 13,然後向前移動另外 13 是總移位 26,這是一個完整的循環。實際結果是相同的操作既編碼又解碼。您不需要單獨的解碼步驟,也永遠不需要記住一個鍵。
ROT13 在早期網路上有著悠久的歷史。在新聞群組和電子郵件中,人們用它來隱藏劇透、妙語、謎題答案和冒犯性笑話,以便讀者必須做出深思熟慮的選擇來揭示它們。它從來不是為了加密任何東西。這是一個禮貌慣例,一種說和引用的方式;如果你不想知道和引用,請移開視線;你仍然會看到它在一些線上社群和程式設計文化中以這種方式用作笑話。
由於 ROT13 是它自己的逆工具,因此該工具將其公開為一鍵預設,無需移位。如果您將 ROT13 文字貼上,同一按鈕會將其變回純文字。如果您對文字的其他可逆轉換感到好奇,則 統一碼轉換器 和 網址編碼器 值得一看,儘管它們的技術目的截然不同。
什麼是 ROT47?我什麼時候使用它?
ROT47 採用了 ROT13 的想法,並將其擴展到更廣泛的字元集。 ROT47 不僅旋轉 26 個字母,而是旋轉 94 個可見的、可列印的 ASCII 字符,這些字符從感嘆號一直延伸到波形符。該範圍包括大寫和小寫字母、所有十位數字以及標準鍵盤上的每個常見標點符號和符號。
旋轉量為 47,是 94 的一半,所以就像 ROT13 一樣,它是自逆的。一次通過會打亂,第二次相同的通過會恢復。你會立即註意到,ROT47 也會改變數字和標點符號。單字&引用;你好,世界! 123&引用;這使得 ROT47 在隱藏原始文字的形狀方面稍好一些,因為單字長度和數字位置不太明顯,但它仍然微不足道,沒有提供真正的安全性。
我在工具中包含 ROT47 主要是因為搜尋 ROT13 的人經常想知道它,並且它是一個巧妙的演示,表明 "旋轉一半的字母表和引號;技巧適用於任何字元集,而不僅僅是 26 個字母。它很容易以一種顯然不是秘密的方式混淆字串,例如在文字檔案中隱藏答案。
凱撒密碼與 ROT13 與 ROT47
這三種模式是近親,並排觀看它們很有幫助。下表總結了日常使用中重要的差異。
| 特色 | 凱撒密碼 | ROT13 | ROT47 |
|---|---|---|---|
| 鑰匙(移位) | 任何值 1 到 25 | 固定在13 | 固定在47 |
| 受影響的人物 | 僅 26 個字母 | 僅 26 個字母 | 94 個可列印 ASCII 字元 |
| 更改數字和標點符號 | 不 | 不 | 是的 |
| 自逆 | 僅在 13 班 | 是的 | 是的 |
| 需要一個單獨的解碼步驟 | 是的,除非班次是 13 | 不 | 不 |
| 典型用途 | 拼圖、教學、作業 | 隱藏劇透和答案 | 混淆混合文字 |
| 安全 | 沒有 | 沒有 | 沒有 |
最重要的行是最後一行。這三個密碼都是你使用的密碼,因為你不需要保密。當你確實需要保密的那一刻,你就完全離開了這個家庭。
為什麼永遠不應該使用凱撒密碼來實現真正的安全?
我想在這裡非常直接,因為這個問題不斷出現。凱撒密碼對任何想要閱讀您的訊息的人提供零保護。它有 25 個按鍵。手機可以比眨眼更快地嘗試所有這些。即使沒有計算機,拿著鉛筆和暴力清單的人也可以在一分鐘內破解它,而頻率分析甚至不需要猜測就可以在較長的文本上破解它。
今天真正的機密性來自於具有巨大金鑰空間的現代同行評審演算法。高級加密標準 (AES) 使用 128 位元或更多的金鑰,這意味著可能的金鑰數量非常大,遠遠超出了任何電腦可以搜尋的範圍。具體來說,為了保護密碼,您根本不加密它們,您可以使用緩慢的鹽漬功能(例如 bcrypt)對它們進行雜湊處理,您可以使用 bcrypt 進行探索 哈希產生器. 對於在傳輸過程中擾亂秘密,您依賴 TLS,即瀏覽器中掛鎖背後的協定。這些都與固定數量的移動字母沒有任何共同點。
如果您正在處理任何敏感內容,請像處理紙質自行車鎖一樣處理凱撒密碼。它表示意圖,它不會阻止任何人。為了更深入地了解工具應如何處理您的私人數據,請繼續閱讀 資料隱私和線上工具 是一本很好的伴侶讀物,而且 開發人員生產力工具 指南涵蓋了此類輕量級實用程式在實際工作流程中的應用。
凱撒密碼今天在哪裡使用?
考慮到這一切,你可能想知道為什麼有人仍然碰它。誠實的答案是,它作為一種教學手段和樂趣的來源而存在,而這些都是真正有價值的角色。
在課堂上,凱撒密碼通常是學生遇到的第一個密碼。它引入了密碼學、明文、密文、密鑰、加密、解密的詞彙,沒有任何令人生畏的數學知識。從那裡,教師轉向密鑰空間的想法,然後轉向為什麼小密鑰空間是危險的,然後轉向頻率分析,最終轉向現代密碼學。凱撒密碼是入口匝道。
在謎題和遊戲中,它無所不在。密室逃脫、尋寶、替代現實遊戲和益智書籍都依賴它,因為玩家可以用鉛筆和紙來解決它。許多已出版的謎題都使用凱撒移位作為幾層中的一個。如果你曾經在一個謎題中遇到過一串胡言亂語,結果證明這是一個移位的訊息,那麼像這樣的暴力工具就是通過它最快的途徑。
在程式設計文化中,ROT13 尤其是一個流行的笑話和輕鬆的約定。您會在程式碼評論、愚人節功能以及訊息為 " 的經典俏皮話中找到它;雙 ROT13 加密和引用;為了額外的安全性,這當然意味著它根本不加密。了解密碼可以讓你得到笑話。
如何逐步使用凱撒密碼工具
使用該工具需要幾秒鐘的時間。首先,在輸入框中輸入您的文本,無論是您想要打擾的普通訊息還是您想要閱讀的密文。其次,選擇您的密碼:標準凱撒,在滑桿上設定一個移位,或不需要鍵的 ROT13 或 ROT47 預設。第三,根據您想要的方向在編碼和解碼之間切換。第四,一鍵複製結果,或在不知道密鑰時打開暴力面板查看所有 25 種可能的解碼。
因為整個內容運行客戶端,所以一旦頁面加載,它就會離線工作,並且您輸入的任何內容都不會上傳、記錄或儲存。即使對於玩具密碼也很重要,因為輸入通常是個人筆記、謎題答案或您寧願不交給伺服器的確認碼。
常見問題
什麼是凱撒密碼?
凱撒密碼是一種替換密碼,它將訊息的每個字母在字母表中移動固定數量的位置。當移動 3 時,A 變成 D,Z 包裹到 C。它是最古老、最簡單的加密方法之一,以朱利葉斯·凱撒 (Julius Caesar) 的名字命名,他將其用於軍事訊息。
如果沒有密鑰,如何解碼凱撒密碼?
使用暴力方法,同時顯示所有 25 種可能的移位。由於凱撒密碼只有 25 個金鑰,因此 25 個候選行之一將讀作真實單詞,並且該行顯示明文和使用的移位。對於較長的訊息,對最常見字母的頻率分析也指向該鍵。
ROT13 和凱撒密碼一樣嗎?
ROT13是凱撒密碼,移位固定為13。由於13是26的一半,應用ROT13兩次會恢復原文,因此相同的操作既編碼又解碼。通用凱撒密碼可以使用從 1 到 25 的任何移位,而 ROT13 始終使用 13。
ROT47 的作用有何不同?
ROT47 將 94 個可列印 ASCII 字元旋轉 47 個位置,因此它會打亂數字、標點符號、符號以及字母。與 ROT13 一樣,它是自己的逆,這意味著一次通過編碼,第二次相同的通過解碼。標準凱撒和 ROT13 僅影響 26 個字母。
凱撒密碼對於密碼或私人資料是否足夠安全?
不。只有 25 個可能的密鑰,嘗試每個班次都可以在幾秒鐘內破解它,因此它沒有提供真正的保護。使用現代演算法(如 AES)進行加密,使用鹽雜湊(如 bcrypt)進行密碼,並保留凱撒密碼進行謎題、教學和光混淆。
該工具是否保持數字和標點符號完好無損?
是的。標準 Caesar 和 ROT13 模式僅移動 26 個字母,並保留與它們完全相同的空格、數字、標點符號和符號。 ROT47 是例外,因為它故意將可列印的標點符號和數字與字母一起旋轉。
我的文字是否傳送到伺服器？
不。每個操作都完全使用 JavaScript 在瀏覽器中運行,因此您輸入的任何內容都不會上傳、記錄或儲存在任何地方。這使得可以安全地與私人筆記或確認碼一起使用,這也意味著一旦頁面加載,該工具就可以離線工作。
為什麼只有 25 個有用的密鑰?
字母表有 26 個字母,0 或 26 的移位使文字保持不變,因為 26 是圍繞字母表的完整行程。這使得 1 到 25 的移位是唯一擾亂訊息的移位,這就是為什麼嘗試所有移位很容易破解密碼的原因。
