如何使用Base64字母表对替换密码进行频率分析

Question

让我们想象一下，一个密码的工作原理如下：

1. 明文被编码为Base64。
2. 将编码明文中的字符替换为随机洗牌的字符集( are，0-9，-，_，=)。从本质上讲，混乱的字母表是关键。

不是特别复杂，甚至不是安全的。但是..。

如果我想做频率分析呢？

例如，用Base64编码的“R联RUNFORYOURLIFE”是：

UlVORk9SWU9VUkxJRkU=

当字符集被洗牌时，最终的密码文本可以如下所示：

xv24DYG9qxG2xYg6DYxf

关键是：

yhAc5bTOWeYvBXCpVuoMJLdg8P1jHN3ZIsi67SrK4E_D9-x2qRQmnlkwUaFt0G=zf

这是一个洗牌版本的：

abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ0123456789-_=

我们还假设后续消息中的字符集顺序相同(即重复使用键)。

既然字节基本上是分开的，导致不同的字符单位可能或不相对应，那么频率分析仍然可行吗？在加密前以这种方式编码明文是否增加了任何形式的安全性？

我的问题主要涉及更长的信息，因为我的例子可能太短，无法进行任何真正的分析。

Answer 1

这是我可以做频率分析的一种方法。首先，假设原始文本对每个字符使用一个字节(8位)(这不会失去通用性，因为我认为其他编码可以使用类似的结构)。其次，注意base64字符代表6位。这意味着前4个base64字符编码了明文的前3个字节，即前3个字符(因为4*6 = 3*8)。接下来的4个base64字符将对接下来的3个明文字符进行编码，等等。

利用这一观测可以很容易地进行频率分析。只需计算所有3个明文字符串的频率，以及所有4个密文字符串的频率。然后像往常一样进行频率分析攻击，但要记住，明文中的3个字符对应于4个密文字符。

请注意，可能有更明智的方法，但至少这是一个。