Substitution

出自KMU Wiki

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在2008年3月20日 (四) 20:04所做的修訂版本

Substitution(代換法)

Key word : 加密法分類、加密方式、代換密碼

Introduction:

　   在密碼學領域中加密法分類分成兩類，一是Transposition，另一則是Substitution。

      有別於Transposition(換位)，Substitution(代換)的加密方式則是將明文(原始訊息，

密文則為編碼過的訊息)中的每一個元素(一個位元、一個字母、一組位元、或是一組字

母)都對應到另一個元素。

       舉例來說:換位法的加密就好像是將球場上打球的兩個球員的位置互換而已，而代換

法則是將場上的某個球員換下場讓另一個新球員上場打球 。

以下為一簡例:

明文	v	o	y	a	g	e	r
編碼	+3	+3	+3	+3	+3	+3	+3
密文	y	r	b	d	j	h	u

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 歷史上的應用    

       歷史上的實例則早在中國的周朝就已有使用，古中國周朝兵書《六韜．龍韜》也記載

了密碼學的運用，其中的《陰符》和《陰書》便記載了周武王問姜子牙關於征戰時與主將

通訊的方式：

太公曰：「主與將，有陰符，凡八等。有大勝克敵之符，長一尺。破軍擒將之符，長

九寸。降城得邑之符，長八寸。卻敵報遠之符，長七寸。警眾堅守之符，長六寸。請

糧益兵之符，長五寸。敗軍亡將之符，長四寸。失利亡士之符，長三寸。諸奉使行符

，稽留，若符事聞，泄告者，皆誅之。八符者，主將祕聞，所以陰通言語，不泄中外

相知之術。敵雖聖智，莫之能識。」

武王問太公曰：「… 符不能明；相去遼遠，言語不通。為之奈何？」

太公曰：「諸有陰事大慮，當用書，不用符。主以書遺將，將以書問主。書皆一合而

再離，三發而一知。再離者，分書為三部。三發而一知者，言三人，人操一分，相參

而不相知情也。此謂陰書。敵雖聖智，莫之能識。」
       其中陰符是以八等長度的符來表達不同的消息和指令，即為密碼學中的替代法

（substitution），把信息轉變成敵人看不懂的符號。至於陰書則運用了移位法，把書一分為

三，分三人傳遞，要把三份書從新拼合才能獲得還原的信息。古典加密法中最著名的

"Caesar Cipher"也是使用代換法。

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      不過如果只有換為加密或是代換加密，對現今的電腦效能來講都過於簡單，所以現今的

加密方式可以說是藉由多次的換位及

代換共同將明文加密成密文。

著名的應用即為

Enigma machine

    

     Enigma machine藉由旋轉盤上的對應將明文每一元素代換成新字元，

而生成加密密文(此為代換法的特色)。可是因為每個旋轉盤的轉速不一，

所以同一明文每次所產生的密文皆不一樣(此為換位法的特色)。

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      儘管現今的加密方式比起以前更複雜

，但是了解代換法及換位法的運作

還是可以讓我們更了解加密及解密

的原理，有助於我們以後對於密碼學的研

究及發展 !