使用Python破解维吉尼亚密码

维吉尼亚密码是一种经典的多表密码系统，原理是通过一系列的凯撒密码加密增加其破解难度。维吉尼亚使用起来非常简单，只需要指定一串移位序列即可。但破解起来却非常困难，被称为“不可破解的密码”。

加解密原理

选择一串密钥，这个密钥可以是数字也可以是字母。一般来说使用字母，因为这样密钥便于记忆。原文和密钥都可以被表示为数字的形式，具体规则是这个字母在字母表中的次序，比如A是序号是2，B的序号是3，以此类推。加密的原理就是将原文的值对应的用密钥进行凯撒密码加密。

举个例子:

密钥是WOLF

明文:THIS WORLD DOESNT NEED A HERO IT NEEDS A PROFESSIONAL

密钥:WOLF WOLFW OLFWOL FWOL F WOLF WO LFWOL F WOLFWOLFWOLF

密文:QWFY CUXRJ JUKYTZ TKKJ G NKXU OZ TKKJY G VXULKYYOUTGR

比如第一个字符是T，序号20，第一个字符对应的密钥是W，序号23，那么密文就应该是序号(20+23)mod26的字母，即Q。解密时只需要按照同样的顺序减回来即可。这种加密方式本质上是一系列的凯撒密码的组合，但是却让暴力破解几乎不可能。首先密钥的长度是不确定的，其次对于每一种密钥长度n，都有26^n种可能性。如果密钥长度超过10，就已经超过100万亿种可能性了。这样的加密方式毫无疑问是暴力破解的噩梦，即便机器的性能足够，也还有判断猜解结果是否正确的问题。

破解方法

毫无疑问，这是个强壮又好用的加密系统，但这并不意味着它是不可破解的。但是通常来说，我们只能破解比较长的，有意义的文本加密后的密文。这是因为我们需要使用一些关于英文文本一些统计数据。

对于破解，我们首先要解决两个问题：密钥长度，具体的密钥。

我们要首先猜解出正确的密钥长度，不然长度不对，再努力都是白费。

这一步我们通过计算每种密钥长度的重合指数（CI）来判断这样划分后的文本与常规英文文本的接近程度。

选择重合指数最高的作为密钥长度，进行下一步猜解。一旦有了正确的密钥长度，可以说就已经成功了一半了。接下来是利用每个字母在英文中出现的频次，做字频分析去猜解实际的密钥。正常的英文文章的匹配词频的IC一般在0.065左右，理论上最接近0.065的密钥就最可能是正确密钥。

使用这个技巧，我们对于密钥长度内的每一列都循环计算26种移位的IC值，然后选择最接近0.065的。最终这一串最接近0.065的移位序列就是我们猜解的密钥。

下面附一个实战案例：

首先猜解秘钥长度，12和24的CI最高，24又是12的倍数关系，这代表这两个值非常有可能是秘钥长度。

假设长度为12，猜解key

破解成功！

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