基本介紹
- 中文名：異或密碼
- 外文名：simple XOR cipher
- 學科：密碼學
- 操作：異或
- 有關術語：加密算法
- 缺點：可以使用頻率分析破解
簡介,頻率分析,代碼示例,
簡介
異或運算（XOR）是一種電腦程式設計語言中很重要基於二進制的位運算，對提高程式可讀性和運行效率具有重要實際價值。異或運算具有交換律、結合律、自反律、配對等常見性質，以廣泛套用於奇偶性判別、糾錯檢驗、網路編碼、信息加密、圖像處理等套用中。
異或密碼是一種通過異或運算進行加密的算法，它按照如下原則進行運算：
其中
為邏輯異或（XOR）運算的符號。例如，字串“Wiki”（8位ASCII：01010111 01101001 01101011 01101001） 可以按如下的方式用密鑰11110011進行加密：
此種加密方法類似對稱加密，故解密的方式如下：
異或運算符常作為更為複雜的加密算法的組成部分。對於其本身來說，如果使用不斷重複的密鑰，利用頻率分析就可以破解這種簡單的異或密碼。如果訊息的內容被猜出或知道，密鑰就會泄露。異或密碼值得使用的原因主要是其易於實現，而且計算成本小。簡單重複異或加密有時用於不需要特別安全的情況下來隱藏信息。
如果密鑰是隨機的（不重複），而且與訊息長度相同，異或密碼就會更為安全。當密鑰流由偽隨機數發生器生成時，結果就是流密碼。若密鑰是真正隨機的，結果就是一次性密碼本，這種密碼在理論上是不可破解的。這些密碼的任何部分中，密鑰運算符在已知明文攻擊下都是脆弱的，這是因為明文 密文 = 密鑰。
頻率分析
頻率分析在數學、物理學和信號處理中是一種分解函式、波形、或者信號的頻率組成，以獲取頻譜的方法。英語文本中典型的字母分布情況。較弱的密碼會顯示出這個分布，從而被密碼專家所破譯。字詞分布情況，字型越大，代表該字詞出現的機率就越大。在密碼學中，頻率分析是指研究字母或者字母組合在文本中出現的頻率。套用頻率分析可以破解古典密碼。
頻率分析基於如下原理：在任何一種書面語言中，不同的字母或字母組合出現的頻率各不相同。而且，對於以這種語言書寫的任意一段文本，都具有大致相同的特徵字母分布。比如，在英語中，字母E出現的頻率很高，而X則出現得較少。類似地，ST、NG、TH，以及QU等雙字母組合出現的頻率非常高，NZ、QJ組合則極少。英語中出現頻率最高的12個字母可以簡記為“ETAOIN SHRDLU”。
代碼示例
加密：
while (done < len) {
tmp_ch = *buffer;
for(int i = 0; i < key_len; i++)
tmp_ch ^= key[i];
*crypted = tmp_ch;
crypted++; buffer++; done++;
}
解密：
while (done <= len) {
tmp_ch = *buffer;
for(int i = key_len-1; i >= 0; i--)
tmp_ch ^= key[i];
*decrypted = tmp_ch;
decrypted++; buffer++; done++;
}
