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2023年7月6日 (四) 04:09的版本

在密码学中，置换式密码（英文：Transposition Cipher，也称换位式密码）是一种加密方法，通过打乱明文（通常是字符或字符组）中的各字符所处的相对位置而实现加密。打乱后生成的文本称为密文。相对地，替换式密码不改变明文中各字符的位置，但会改变字符本身。

替换和置换两种加密手段经常组合在一起使用，如ADFGVX 密码等古典密码或和代高级加密标准（AES）等复杂、高质量的加密方法。

使用密钥可以将明文重新排列成密文，使得密文的字符就像打乱的拼图一样杂乱无章。在没有密钥的情况下，生成的消息极难破译，因为字符的排列方式有很多种。例如，明文“THIS IS WIKIPEDIA”可以加密为“TWDIP SIHII IKASE”。

为了在没有密钥的情况下破译密文，密码分析者可以猜测可能的单词或短语，如 DIATHESIS、DISSIPATE、WIDTH 等，但这样重建明文需要耗费大量时间，因为字母和单词的组合有很多。相比之下，拥有密钥的人可以轻松地重建消息：

C I P H E R     密钥
1 4 5 3 2 6     顺序（密钥中的字母，按字母序）
T H I S I S     明文（THIS IS WIKIPEDIA）
W I K I P E
D I A * * *

按顺序读取列得到：

#1 TWD, #2 IP, #3 SI, #4 HII, #5 IKA, #6 SE

密文：

TWDIP SIHII IKASE

此密文以 5 个字母为一“组”书写，这是使密文更易于阅读的常用技术。“组”间的间隔与明文中单词间的分隔符无关，因此不携带任何有关明文的信息。

实践中，像这样短且带有可预测关键字的密文几乎可以立即通过密码分析技术破解。同时，置换密码有几个漏洞（详见下文的“检测与密码分析”章节），且加密过程中的一点小错误可能会使整个密文毫无意义。

但如果使用正确——明文较长（100 个字母以上）、没有可简单猜到的字词，每条密文对应唯一密钥、使用复杂的换位方法等等——仅靠猜测破解密文从数学角度上说是不可能的。

密码棒（英文：Scytale）是古希腊人使用的一种产生置换密码的机械装置。该装置由一个圆柱体和缠绕其上的带状物组成。将写有明文信息的丝带缠绕到圆筒外侧后观察圆筒，即可得到字母顺序被重新排列的密文。然而，只要有和用于加密的圆柱体直径足够相近的圆柱体，则可以很容易地解密。 ^[1]

例如，加密信息“WE ARE DISCOVERED FLEE AT ONCE（意为：我们被发现了，立即撤退）”，如果圆柱体一周只能容纳三个字母，则密码器写出：

W . . E . . A . . R . . E . . D . . I . . S . . C
. O . . V . . E . . R . . E . . D . . F . . L . .
. . E . . E . . A . . T . . O . . N . . C . . E .

在此示例中，圆筒水平放置，而色带在垂直方向上缠绕。密码器读出：

WOEEV EAEAR RTEEO DDNIF CSLEC

栅栏密码（英文：Rail Fence Cipher）是置换密码的一种形式，因其编码方式而得名。在栅栏密码中，明文向斜下方写入假想的栅栏和连续的“轨道”上，触底时向斜上方继续书写，如此反复。最后按行读取，形成密文。

使用与之前相同的示例，如果使用三条“轨道”加密，则密码器写出：

W . . . E . . . C . . . R . . . L . . . T . . . E
. E . R . D . S . O . E . E . F . E . A . O . C .
. . A . . . I . . . V . . . D . . . E . . . N . .

读出：

WECRL TEERD SOEEF EAOCA IVDEN

在路径密码（英文：Route Cipher）中，明文首先以给定尺寸的网格写出，然后以密钥中给定的模式读出。例如，使用与上文相同的明文：

W R I O R F E O E 
E E S V E L A N J 
A D C E D E T C X

如果密钥指定“从右上角开始，顺时针向内螺旋读取”，则密文为：

EJXCTEDEC DAEWRIORF EONALEVSE

比起栅栏密码，路径密码存在更多密钥的可能性。对于有一定的长度的消息，可能的密钥数量非常多，即使是现代计算机器也难以枚举。但这并不意味着加密者可以高枕无忧。如果密钥的路径使密文中留下过多的明文块，甚至只是简单地反转文本，密码分析者都可能可以更快地理解路径，从而破解密文。

^ Smith, Laurence Dwight, Cryptography / The Science of Secret Writing, New York: Dover: 16, 92–93, 1955 [1943]

[[Category:置换]] [[Category:古典密码]]

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-在[[密码学]]中，'''置换式密码'''（英文：'''Transposition''' '''Cipher'''，也称'''换位式密码'''）是一种[[加密方法]]，通过打乱[[明文]]（通常是字符或字符组）中的各字符所处的相对实现加密。打乱后生成的文本称为[[密文]]。相对地，[[替换式密码]]不改变[[明文]]中各字符的位置，但会改变字符本身。
+在[[密码学]]中，'''置换式密码'''（英文：'''Transposition''' '''Cipher'''，也称'''换位式密码'''）是一种[[加密方法]]，通过打乱[[明文]]（通常是字符或字符组）中的各字符所处的相对位置而实现加密。打乱后生成的文本称为[[密文]]。相对地，[[替换式密码]]不改变[[明文]]中各字符的位置，但会改变字符本身。
-替换和置换两种加密手段经常组合在一起使用，如[[ADFGVX密碼|ADFGVX 密码]]等[[古典密碼|古典密码]]或现代[[高级加密标准]]（AES）等复杂、高质量的加密方法。
+替换和置换两种加密手段经常组合在一起使用，如[[ADFGVX密碼|ADFGVX 密码]]等[[古典密碼|古典密码]]或和代[[高级加密标准]]（AES）等复杂、高质量的加密方法。
 == 基本原则 ==