使用 Hill Cipher 和 Java 加密文件？答案

【问题标题】：Encrypt file using Hill Cipher and Java?使用 Hill Cipher 和 Java 加密文件？
【发布时间】：2013-04-14 07:08:22
【问题描述】：

众所周知，希尔密码是密码学中的经典密码，主要用于加密文本。我需要加密文件（例如 .doc、.ppt、.jpeg 等），而不仅仅是文件的内容。我已经在网上搜索过了，但是没有找到很多关于文件加密的研究。
我发现：加密 .txt 中的文本内容不会加密 .txt 文件。
使用 Java 或 .Net 或 Python（选择一个或一些），如何实现 Hill Cipher 来加密文件，如上所述？

请注意，这个问题不适用于我的家庭作业或作业。我只是对如何实现希尔密码来加密文件感到困惑和好奇。谢谢。

【问题讨论】：

你的要求很奇怪。使用经典密码的全部意义不在于它不需要计算机吗？但是JPEG等总是需要一台计算机。那么为什么不使用现代密码呢？
一看，这个想法就出现在我的脑海里。感谢您的建议。
erm ...你说你想加密一个文件，但不希望“只是内容”加密......基本上这就是所有密码所做的......没有“加密文件”……总是“只是内容”……有时文件会得到一个新的花哨的文件结尾，如 .enc 但这纯粹是装饰，即使该结尾与解密工具相关联，或者如果文件是嵌入在自解密二进制文件中......它只是加密内容......
我明白了。假设有一个图像插入到一个名为 plaintext.doc 的单词 (.doc) 文件中。我们知道 Hill 密码仅用于消息（字母 A 到 Z）加密。然后，所有密码都会加密 .doc 文件中的内容/文本。那么，这意味着希尔密码无法加密plaintext.doc 还是有可能？请为我解释一下，这样我就清楚了。谢谢。

标签： file cryptography encryption

【解决方案1】：

Hill cipher 与前计算机时代的大多数经典密码一样，传统上仅用于加密字母：也就是说，有效输入仅包含从 A 到 Z 的 26 个字母（以及，在某些变体中，可能需要一些额外的符号来使字母大小成为质数）。

也就是说，您没有理由不能使用 Hill 密码的变体，例如，字母大小为 256，允许您直接加密由任意字节组成的输入。

对于密钥，您需要一个模 256 可逆的随机矩阵，即一个由 0 到 255 的随机值组成的矩阵，其行列式为奇数。生成此类矩阵的一种简单方法是随机均匀地选取矩阵元素，计算行列式，如果恰好是偶数则重新开始。平均而言，您需要两次尝试才能成功。当然，为了解密，你还需要实际计算逆矩阵。

综上所述，值得注意的是，希尔密码本身就是very easy 到break。事实上，甚至它的发明者 Lester S. Hill 也意识到了这一点，并且只推荐将其与替换密码结合使用，即我们今天可能认为的原语 substitution-permutation network。

当然，现在我们可以使用更高效、更安全的密码，例如 AES。对于任何实用加密任务（而不仅仅是学习练习），您应该使用这些而不是尝试开发自己的。

【讨论】：

从我在互联网上找到的一些参考资料来看，希尔密码是一种传统的对称密码，对吧？如果我错了，请纠正我！然后，当我有一个组合两种密码的想法时：Hill（对称）和 RSA（非对称），是否可以使用两种密码的组合来加密文件？如何？请给我解释。谢谢。
您当然可以将 Hill 密码与 RSA 结合起来获得hybrid cryptosystem。基本上，您可以通过为希尔密码生成一个随机密钥，然后使用 RSA 加密该密钥并将其与消息一起发送来实现这一点。然而，这样一个系统的强度与其最弱的部分（在这种情况下为希尔密码）一样强，相差很大。
感谢您的解释。但是，我对文件加密变得更加好奇和困惑。当我们加密一个文件时，比如说 word (.doc) 文件，我们应该加密文件的内容然后创建一个新的 .enc 文件吗？或者，我们是否应该将文件编码为二进制，然后对其进行加密并将其更改为新的 .enc 文件？哪种方法正确？
我不确定您所说的“文件的内容”是什么意思，而不是“文件”。如果您的意思是 Word 文档中的文本，那么不，现代文件加密程序通常不会这样做；他们只是加密构成文件的原始字节，因为它存储在磁盘上。主要原因是加密程序通常不知道也不应该需要知道如何从Word文档中提取文本.只需加密原始字节就可以加密 any 文件。
你愿意给我一个关于“加密原始字节”的例子吗？如果可用，我会更容易从代码示例（在 java、python 等中）中理解。谢谢。