16 世纪法国外交家 Blaise de Vigenère 设计了一种多表密码加密算法——Vigenère 密码。Vigenère 密码的加密解密算法简单易用,且破译难度比较高,曾在美国南北战争中为南军所广泛使用。
在密码学中,我们称需要加密的信息为明文,用 $M$ 表示;称加密后的信息为密文,用 $C$ 表示;而密钥是一种参数,是将明文转换为密文或将密文转换为明文的算法中输入的数据,记为 $K$。在 Vigenère 密码中,密钥 $K$ 是一个字符串,$K = k_1k_2 \dots k_n$。当明文 $M = m_1m_2 \dots m_n$ 时,得到的密文 $C = c_1c_2 \dots c_n$,其中 $c_i = m_i \mathbin{®} k_i$,运算 $®$ 的规则如下表所示:

Vigenère 加密在操作时需要注意:
- $®$ 运算忽略参与运算的字母的大小写,并保持字母在明文 $M$ 中的大小写形式;
- 当明文 $M$ 的长度大于密钥 $K$ 的长度时,将密钥 $K$ 重复使用。
例如,明文 $M = \texttt{Helloworld}$,密钥 $K = \texttt{abc}$ 时,密文 $C = \texttt{Hfnlpyosnd}$。
| 明文 |
H |
e |
l |
l |
o |
w |
o |
r |
l |
d |
| 密钥 |
a |
b |
c |
a |
b |
c |
a |
b |
c |
a |
| 密文 |
H |
f |
n |
l |
p |
y |
o |
s |
n |
d |