通过频率分析，在不知道明文或密钥的情况下破解凯撒密码

Question

我想做一个程序，可以帮助你打破密码文本，而不知道纯文本和密钥。

我希望在输出中有可能的纯文本，它给出最接近的统计值和一组可能的候选键

我开始做频率分析，完成了。它帮助我知道每个字母表的出现，但我不知道如何从中生成键。

class Program
{
     static void Main()
     {
         // Array to store frequencies.
         int[] c = new int[(int)char.MaxValue];


         // Read entire text file.
            string s = File.ReadAllText("text.txt");


          // Iterate over each character.
          foreach (char t in s)
            {
            // Increment table.
            c[(int)t]++;
         }


          // Write all letters found.
         for (int i = 0; i < (int)char.MaxValue; i++)
         {
            if (c[i] > 0 &&
            char.IsLetterOrDigit((char)i))
            {
            Console.WriteLine("Letter: {0}  Frequency: {1}",
                (char)i,
                c[i]);
            }
         }
    }
}

Answer 1

对于一个简单的字母替换密码，你会想要得到一个英文字母频率的列表，并试图将它们映射到消息中最常见的字母。请注意。在计算机出现之前，真正的军队会在消息中插入不相关的文本来摆脱这种情况。在那些日子里，密码学家使用的一种策略是寻找更长的重复字符串。在英语中，他们寻找三个字母的单词，比如and、the、not或for。在德语中，他们寻找长的复合词，比如一个单位要报告的总部的名称，或者试图猜测在给定的地点和时间它会发送什么天气报告。

Answer 2

凯撒密码只是将每个纯文本字符替换为字母表中固定数量的字符。假设没有大小写和英文文本，那么生成所有可能的26个解密并仅凭肉眼挑出正确的一个就很简单了。

对于替换密码，您需要推广您的解决方案。一种简化的方法是按照您的建议进行频率计数，并按频率的降序对字符进行排序。将这些字符映射到字母（同样适用于英语）ETAOINSRHOLUCMFYWGPBVKXQJZ（例如，假设最频繁的字符代表一个E，下一个最频繁的字符代表一个T，依此类推）。使用映射进行解密。密码文本越多，解密效果越好。它不太可能完全准确，但会为您提供足够的信息，以手动填补空白。

一个更复杂的解决方案可能会从频率分布而不仅仅是排序顺序生成映射，并使用关于语言的已知事实，例如Q通常后跟U。你可以非常花哨地检查有向图和三角图的频率：http://practicalcryptography.com/cryptanalysis/letter-frequencies-various-languages/english-letter-frequencies/