密碼學、密碼學和密碼分析

讓我們進入編寫最終項目時需要的理論知識。讓我們更多地了解密碼學及其組成部分。同時，我們將更多地了解您在編寫最終項目時將使用的密碼。

1. 密碼學及其組成部分

密碼學是一個知識領域，包括：

  • 密碼學（密碼學）。

    密碼學就是對信息進行加密以防止未經授權的訪問。此信息可以是文本、數字圖像、音頻信號等。加密過程會生成信息（數據）的加密版本，稱為密文或代碼文本。

  • 密碼分析（破解這些密碼的方法）。

    密碼分析檢查破解密碼的方法以及如何應用這些方法。換句話說，密碼分析執行相反的任務，研究將加密信息轉換為明文的方法。

2. 密鑰

密鑰是用於加密和解密信息的一組數據。成功解密信息的能力取決於所使用的密鑰。如果由於某種原因丟失了密鑰，則無法解密數據。

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加密密鑰的大小以位為單位。這意味著加密密鑰的長度為。128 位的長度提供了良好的加密強度。

加密密鑰的類型：

  1. 對稱密鑰（秘密密鑰）。不出所料，此類密鑰用於所謂的對稱密鑰算法。它們的主要目的是執行正向或反向密碼轉換（加密/解密，消息驗證碼的驗證）。

  2. 非對稱密鑰。它們用於非對稱密鑰加密算法（例如，在驗證電子數字簽名時）。

由於我們將使用對稱密鑰加密算法，因此我們不會在這裡詳細介紹。

3.替換字母表

替換字母表是用於對輸入字符進行編碼的一組完整字符。

4. 密碼分析方法

有許多不同的密碼分析途徑和方法，即破解密碼的方法。

我們將描述其中最簡單的：

  1. 蠻力（或蠻力搜索）正在嘗試所有可能的密鑰，直到我們找到正確的密鑰。這種方法的優點是簡單。缺點是它不適用於涉及大量可能密鑰的密碼。

  2. 基於統計數據的密碼分析——在這種方法中，我們統計密文中不同字符的出現次數，然後根據明文中不同字符出現頻率的統計數據進行解密。

    例如：我們知道字母P在英文文本中出現的頻率是1.9%。當我們分析密文時，我們尋找一個以相同頻率出現的符號，然後斷定它是字母 P。

    這種方法的缺點是它依賴於文本的特定語言、作者和風格。

5.凱撒密碼

這是最簡單和最著名的加密方法之一。它的名字當然來自皇帝蓋烏斯·尤利烏斯·凱撒，他用這種方式與將軍們秘密通信。

凱撒密碼是一種替換密碼，其中明文中的每個字符都被一個字符替換，該字符在字母表中的左側或右側位置為某個常數。

假設我們將班次設置為 3。在這種情況下，A 將替換為 D，B 將變為 E，依此類推。

這是完成最終項目所需的最少理論知識。讓我們繼續任務描述！

Java 語法模塊的最終項目。讓我們寫一個密碼分析器

你的任務是編寫一個使用凱撒密碼的程序。

讓您的密碼字母表由英文字母表的所有字母以及標點符號（.，””：-！？空格）組成。如果您遇到不屬於我們替換字母表的字符，則跳過它們。

強制要求

該程序應該有兩種模式：

  1. 加密/解密。該程序必須使用給定的加密密鑰加密和解密文本。

    該程序應接收到包含源文本的文本文件的路徑，並創建一個包含相應密文的文件。

  2. 通過蠻力攻擊進行密碼分析

    在這種模式下，程序必須破解包含在輸入文本文件中的密文。

    如果用戶選擇暴力破解，那麼程序必須獨立枚舉可能的密鑰，選擇正確的密鑰，然後解密文本。

    想想程序應該使用什麼標準來成功識別正確的密鑰。您可能需要注意單詞之間的空格或標點符號的正確使用。

附加（可選）要求

1. 統計分析密碼分析

用戶應該能夠選擇兩種密碼分析方法中的一種。如果用戶選擇統計分析模式，則提示用戶以明文形式加載額外的文本文件，最好是同一作者和相同風格的文件。根據第二個文件的內容，程序應該編譯字符出現的統計數據，然後嘗試使用這些統計數據對密文進行密碼分析。

2. 用戶界面

根據您的判斷製作與用戶交互的對話框。如果需要，您可以使用 Swing 和 JavaFX 圖形框架。

將完成的解決方案上傳到公共 Git 存儲庫。

該項目將在小組通過時進行檢查