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Vigenère Cipher Encoder & Decoder
开发人员
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指导
Vigenère Cipher Encoder & Decoder
使用维吉尼亚密码加密和解密文本——这种经典的 polyalphabetic 替换密码曾被称为“le chiffre indéchiffrable”（无法破解的密码）。输入您的文本和一个关键词，即可获得即时结果，并附有分步可视化、交互式 Tabula Recta 和频率分析。所有处理都在您的浏览器中进行。
如何使用
选择编码或解码模式，输入您的文本和一个字母关键词。密码结果会立即更新。非字母字符（空格、数字、标点符号）保持不变，同时保留原始字母大小写。切换自动密钥模式以使用明文作为密钥扩展。查看分步细分以查看每个字符的移位，或探索带有突出显示的行和列的完整 Tabula Recta。
特征
- 编码与解码 — 使用单个切换在加密和解密之间切换。该算法处理两个方向：编码 C[i] = (P[i] + K[i]) mod 26，解码 P[i] = (C[i] – K[i] + 26) mod 26。
- 保留大小写输出 — 大写输入产生大写输出，小写保持小写。非字母字符保持不变。密钥仅在字母字符上推进。
- 分步可视化 — 精确查看每个字符是如何加密或解密的：输入字符、对齐的密钥字符、移位量（0-25）和结果输出字符。颜色编码以提高清晰度。
- Tabula Recta（维吉尼亚方格） — 完整的 26x26 替换表，突出显示显示活动密钥和明文字母的行和列。可在移动设备上滚动。
- 自动密钥模式 — 可选变体，在密钥用完后，明文会扩展密钥。显示扩展密钥的构造方式——有助于研究这种更强的密码变体。
- 频率分析 — 输出的字母频率条形图与标准英语频率进行比较。包括用于密码分析练习的重合指数（IC）计算。
- 参考指南 — 可折叠部分，涵盖算法、历史（Blaise de Vigenère，16 世纪）以及如何被破解（Kasiski 考试、Friedman 测试）。
该算法
维吉尼亚密码使用重复的关键词对每个字母进行不同的移位。对于明文中的每个字母字符，相应的密钥字符决定移位：A=0, B=1, ..., Z=25。要加密：将移位添加到明文字母（mod 26）。要解密：从密文字母中减去移位（mod 26）。非字母字符保持原位，密钥索引仅在字母上推进。
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什么是维吉尼亚密码？
维吉尼亚密码是一种 16 世纪发明的多字母替换密码，归功于 Blaise de Vigenère（尽管 Giovan Battista Bellaso 更早描述了它）。与使用单个移位的凯撒密码不同，维吉尼亚密码使用一个关键词，其中每个字母决定不同的移位量。这使得它很难用简单的频率分析来破解，因此获得了“'le chiffre indéchiffrable'——无法破解的密码”的绰号。它在近 300 年的时间里一直未被破解，直到 Charles Babbage 和 Friedrich Kasiski 在 19 世纪独立发现了破解它的方法。
维吉尼亚密码与凯撒密码有何不同？
凯撒密码将每个字母移位相同的量（例如，移位 3：A→D, B→E 等）。维吉尼亚密码使用一个关键词，其中每个字母提供不同的移位。使用密钥“KEY”：第一个字母移位 10 (K)，第二个移位 4 (E)，第三个移位 24 (Y)，然后重复。这意味着相同的明文字母可以根据其位置加密为不同的密文字母——这使得频率分析更加困难。凯撒密码本质上是一个只有一位密钥的维吉尼亚密码。
什么是自动密钥变体？
在标准维吉尼亚密码中，关键词会重复：对于较长的文本，密钥“KEY”变成 KEYKEYKEY…。自动密钥变体仅使用一次关键词，然后将明文本身追加为密钥的延续。因此，使用密钥“KEY”和明文“HELLO WORLD”，完整密钥变为 KEYHE LLOWO…。这消除了使标准维吉尼亚密码容易受到 Kasiski 检查的重复模式，使得自动密钥变体在通过统计方法破解时明显更难。
什么是重合指数？
重合指数（IC）衡量从文本中随机选择的两个字母相同的可能性。英语文本的 IC 约为 0.065——反映了字母分布的不均匀性（E 常见，Z 罕见）。随机文本的 IC 约为 0.038（1/26）。维吉尼亚密文在这些值之间，具体取决于密钥长度：较短的密钥产生的 IC 更接近英语，较长的密钥更接近随机。Friedrich Friedman 使用 IC 来估算维吉尼亚密钥长度，这是密码分析的一大突破。
