于仿射加密中,大小为 之字母系统首先对应至
范围内之数值, 接着使用 模数算数 来将原文件中之字母转换为对应加密文件中的数字。单一字母的加密函数为
取余 为字母系统大小且
和
为密码关键值。
之值必须使得
与
互质. 解密方程为
此处 为
取模
之模反元素 of I.e., 满足等式
之乘法逆元素仅存在于
与
互质条件下。 由此,没有
的限制,可能无法解密。易知解密方程逆于加密方程。
因为仿射密码仍为单字母表密码, 其依旧保留了该类别加密之弱处。当 ,仿射加密为 凯撒密码 ,因该加密方程可简化为线性移动。考虑加密英文。(即:
),不计26易凯萨密码,总共有286非易仿射密码。此数值是由于小于26之数中有12数与26互质。 (
的可能值).
的每个值可有26互异之加法移动(
之值); 因此,共有 12*26 或 312 可能之关键值。 因为密码缺少复杂性,根据柯克霍夫原则,这套系统是不安全的。
此密码之首要弱处为,如果密码学家可发现(如 频率分析, 暴力破解, 臆测或任何其他方法) 加密文件两字元之原文,则关键值可透过解一方程组得到。 由于我们知道 及
互质,这个事实可被用于快速破解密码。
仿射密码中同种的转换使用于 线性虚拟随机产生器, 为虚拟随机数产生器其中一种。 此产生器不为 安全加密虚拟随机数产生器 ,因仿射密码不安全。
在以下一加密一解密的例子中,字母为从A至Z,且在表格中都有对应值。
A | B | C | D | E | F | G | H | I | J | K | L | M | N | O | P | Q | R | S | T | U | V | W | X | Y | Z |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 |
A | B | C | D | E | F | G | H | I | J | K | L | M | N | O | P | Q | R | S | T | U | V | W | X | Y | Z |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 |
在加密范例中,, 使用前述表格中各字母对应之数值可知欲加密的原文件为 "AFFINE CIPHER" , 对应5,
对应 8, 而
对应 26 (因共使用26字母)。只有
之值has a restriction since it has to be coprime with 26.
的所有可能值有 1, 3, 5, 7, 9, 11, 15, 17, 19, 21, 23, 与 25。 若
不等于 1,
之值可随机选定, as long as since this is the shift of the cipher. 所以,此加密范例的函数为
. 加密讯息的首步即为写出每个字母的数字值。
原始文件: | A | F | F | I | N | E | C | I | P | H | E | R |
x: | 0 | 5 | 5 | 8 | 13 | 4 | 2 | 8 | 15 | 7 | 4 | 17 |
现在,取x各值并解等式的第一部分, 。 得出各字母对应
的值后,取其对26的余数。以下表格为加密的首四步骤。
原始文件: | A | F | F | I | N | E | C | I | P | H | E | R |
x: | 0 | 5 | 5 | 8 | 13 | 4 | 2 | 8 | 15 | 7 | 4 | 17 |
8 | 33 | 33 | 48 | 73 | 28 | 18 | 48 | 83 | 43 | 28 | 93 | |
8 | 7 | 7 | 22 | 21 | 2 | 18 | 22 | 5 | 17 | 2 | 15 |
加密讯息的最后一部,为查表求得对应字母的数值。 在此范例中,加密文本应为 IHHWVCSWFRCP。 以下表格显示仿射加密一讯息的完整表格。
原始文件: | A | F | F | I | N | E | C | I | P | H | E | R |
x: | 0 | 5 | 5 | 8 | 13 | 4 | 2 | 8 | 15 | 7 | 4 | 17 |
8 | 33 | 33 | 48 | 73 | 28 | 18 | 48 | 83 | 43 | 28 | 93 | |
8 | 7 | 7 | 22 | 21 | 2 | 18 | 22 | 5 | 17 | 2 | 15 | |
加密文件: | I | H | H | W | V | C | S | W | F | R | C | P |
原始文件: | A | F | F | I | N | E | C | I | P | H | E | R |
x: | 0 | 5 | 5 | 8 | 13 | 4 | 2 | 8 | 15 | 7 | 4 | 17 |
原始文件: | A | F | F | I | N | E | C | I | P | H | E | R |
x: | 0 | 5 | 5 | 8 | 13 | 4 | 2 | 8 | 15 | 7 | 4 | 17 |
8 | 33 | 33 | 48 | 73 | 28 | 18 | 48 | 83 | 43 | 28 | 93 | |
8 | 7 | 7 | 22 | 21 | 2 | 18 | 22 | 5 | 17 | 2 | 15 |