按体制类型组织：替换 → 换位 → 破译方法 → 一次性密码本。

替换密码

参考：CTF Wiki · 替换密码

体制	密钥	特点
凯撒	偏移量 k	单表替换；密钥空间仅 26
仿射	$E(x) = ax + b \bmod 26$	gcd(a,26)=1；密钥空间约 312
维吉尼亚	关键词重复	多表替换；Kasiski 可估密钥长度
Hill	可逆矩阵	线性代数；已知明文可解
Playfair	5×5 字母方阵	双字母分组替换

<p class="kb-note-inline">练习：对一段英文密文做频率分析，判断是否为单表替换。</p>

换位密码

参考：CTF Wiki · 换位密码

• 栅栏密码：按固定行数 zigzag 写入读出
• 列换位：按密钥排列列顺序，再按行读出
• 换位不改变字母频率，频率分析无效，但保留了字母集合

练习：CTF 中编码（Base64/Hex）与换位常混合出现，先剥离编码层。

破译方法

频率分析

• 英语单字母频率：E、T、A 最高；双字母 TH、HE、IN 常见
• 单表替换：密文字频与明文字频对应，逐字母替换
• 维吉尼亚：Kasiski 检验或重合指数（IC）估密钥长度，再逐位频率分析

已知明文攻击

• 密钥重用 → 异或两段密文得明文 XOR
• Hill 密码：已知足够明文-密文对可解矩阵

唯一解密距离（UDD）

• 固定密文长度下，平均还有多少种合理解读
• 密钥空间小或冗余高 → UDD 低 → 易破

一次性密码本（OTP）

• 明文与等长真随机密钥异或；解密再异或一次
• Shannon 完美保密：密钥真随机、与明文等长、绝不重用
• 实践中密钥分发成本极高，多用于理论基准与 CTF 小题
• 密钥重用 → 两段密文 XOR 泄露明文 XOR，已知明文攻击立刻成立

练习：Cryptopals Set 1 Challenge 3–4（单字节 XOR 与重复密钥 XOR）。

资源与练习

• CTF Wiki · 古典密码
• 古典密码总结
• Cryptopals Set 1
• CyberChef（应急）

本站笔记 待撰写。