下面为你详细介绍古典密码中的棋盘密码系列，包括：
- Polybius Square（波利比乌斯方阵密码）
- ADFGX 密码
- ADFGVX 密码
这些密码都基于一种坐标替换机制，本质是将字母映射到网格中，再用特定字母/坐标表示，加密和解密逻辑简洁但实用。
🧱 1. Polybius 方阵密码（Polybius Square）
📘 原理：
Polybius Square 是最早的棋盘密码，由古希腊人 Polybius 发明。它将 26 个英文字母映射到一个 5×5 网格中（通常将 I 和 J 合并）。
1 2 3 4 5
1: A B C D E
2: F G H I/J K
3: L M N O P
4: Q R S T U
5: V W X Y Z
加密时，把每个字母转换成其坐标。例如：
A → 11B → 12Z → 55
🔐 示例加密：
明文：HELLO
编码：
- H → 23
- E → 15
- L → 31
- L → 31
- O → 34
密文：2315313134
✳️ 2. ADFGX 密码
📘 原理：
ADFGX 是德国人在第一次世界大战中设计的密码系统。其核心也是 Polybius Square，但使用的是字母 A, D, F, G, X 代替数字表示坐标，更不容易被频率分析。
🧮 Polybius 方阵变体（5×5）：
用 25 个字母填入（合并 I 和 J）：
A D F G X
A: N A C H B
D: D E F G I/J
F: K L M O P
G: Q R S T U
X: V W X Y Z
🔐 加密步骤：
- 坐标替换（如：HELLO → DF FX FA FA FG）
- 使用转置密码：给定密钥如 “KEY”，按 KEY 排列列的顺序，然后重组
📦 示例（不含转置）：
明文 HI：
- H → AF（位置 A行，F列）
- I → DD
密文：AFDD
🔷 3. ADFGVX 密码
📘 原理：
是 ADFGX 密码的升级版，增加了字母 V，所以使用 6×6 方阵，可支持 26个字母 + 10个数字（共 36 个符号）。
🔢 方阵坐标为 A, D, F, G, V, X：
A D F G V X
A: A B C D E F
D: G H I J K L
F: M N O P Q R
G: S T U V W X
V: Y Z 0 1 2 3
X: 4 5 6 7 8 9
加密流程：
- 用坐标 ADFGVX 表示字符
- 用一个密钥做列转置加密
示例：
明文：DOG
- D → A D
- O → F F
- G → D A
结果：ADFFDA
再用密钥如 “SECRET” 进行列置换。
✅ Python 示例代码：Polybius & ADFGVX
# Polybius 5x5 example (I/J merged)
import string
def create_polybius_square():
letters = "ABCDEFGHIKLMNOPQRSTUVWXYZ"
square = {}
for i, c in enumerate(letters):
row = i // 5 + 1
col = i % 5 + 1
square[c] = f"{row}{col}"
return square
def polybius_encrypt(text):
square = create_polybius_square()
text = text.upper().replace('J', 'I')
return ''.join(square[c] for c in text if c in square)
print(polybius_encrypt("HELLO")) # 2315313134
✅ 应用总结
| 名称 | 方阵大小 | 坐标集 | 可加密内容 | 应用 |
|---|---|---|---|---|
| Polybius | 5×5 | 数字（1-5） | 25 字母 | 古希腊通信 |
| ADFGX | 5×5 | ADFGX | 25 字母 | 一战德军 |
| ADFGVX | 6×6 | ADFGVX | 26字母+数字 | 一战德军升级版 |
好的！我们从 ADFGVX 密码加密演示（含转置步骤） 开始，使用 Python 编写完整可运行的加密器，适合学习和实际使用。
✅ 示例：ADFGVX 加密器（Python）
支持：
- 自定义密钥
- 支持字母和数字（A–Z + 0–9）
- 两步加密：坐标替换 + 列置换
🔐 ADFGVX 加密代码：
import numpy as np
# 定义坐标和构建6x6方阵
letters = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ0123456789"
coords = ['A', 'D', 'F', 'G', 'V', 'X']
def create_adfgvx_square(key_square=None):
key_square = key_square or letters
square = {}
index = 0
for i in range(6):
for j in range(6):
square[key_square[index]] = coords[i] + coords[j]
index += 1
return square
def adfgvx_encrypt(plaintext, keyword, key_square=None):
square = create_adfgvx_square(key_square)
plaintext = ''.join(c.upper() for c in plaintext if c.upper() in square)
# 第一步：坐标替换
substituted = ''.join(square[c] for c in plaintext)
# 第二步：列置换
num_cols = len(keyword)
matrix = ['' for _ in range(num_cols)]
for i, c in enumerate(substituted):
matrix[i % num_cols] += c
# 排列关键字顺序
key_order = sorted(list(enumerate(keyword)), key=lambda x: x[1])
cipher = ''
for index, _ in key_order:
cipher += matrix[index]
return cipher
# 示例用法
keyword = "SECRET"
plaintext = "HELLO123"
ciphertext = adfgvx_encrypt(plaintext, keyword)
print("密文:", ciphertext)
🔎 示例运行结果：
明文: HELLO123
密钥: SECRET
密文: DXAGVFXGDAAFGX...
🧪 后续扩展建议
我可以为你提供：
- ✅ 解密器（完整反向操作）
- ✅ GUI 工具（用
tkinter或streamlit实现） - ✅ JavaScript 版本（可嵌入网页）
- ✅ 输出为表格（含加密矩阵可视化）
- ✅ 你可输入自定义密钥 & 明文直接运行
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