替换密码破解器：不需要密钥也能解开

替换密码破解器怎么用

1. 粘贴密文。 手上的替换密码是什么样就怎么贴，字母、空格、标点都可以；五个字母一组的写法也行。
2. 确认空格选项。 “保留词界”（Keep word breaks）把空格当作真正的单词分隔，报纸上的 cryptogram 和 Codebusters 的 Aristocrat 都是这样写的。“忽略空格”（Ignore spaces）用于去掉了空格、或改成五字母一组的密文，也就是 Patristocrat。破解器会根据文本的样子自动选一个，选错了可以手动改。
3. 选择语言。 默认英语；Codebusters 的 Xenocrypt 选西班牙语。
4. 决定是否允许字母解成自己。 “字母不解成自己”默认打开，因为英文谜题书和所有 Codebusters 题目都遵守这条规则。搜索开始前，它就排除了将近三分之二的密钥，密文越短越要紧。只有确定密钥可能让某些字母保持不变时才关掉，比如你自己随机打乱、又没开这条规则的密钥。
5. 点击破解。 计算在你的浏览器里进行，并显示进度。在笔记本电脑上，80 到 200 个字母的密文只要 0.1 到 0.5 秒，手机会慢几倍。随时可以停止，并保留目前找到的最好答案。
6. 看答案。 破解器把解出的明文逐个写在密文字母下面，就像在纸上做 cryptogram 一样。旁边列出几个最好的候选，各带一个可信度标签。通常第一个就是对的；如果它读起来差一点点，看看第二个。

答案差一点时：锁定字母

密文较短或比较特殊时，破解器可能把大部分密钥都解对了，却把几个罕见字母弄反，比如只出现一两次的 J 和 Q、K 和 V。这时不用从头再来，自己修一下就行。

结果下方的密钥表列出每个密文字母，以及破解器给它选的明文字母。把确定错了的改掉，再点亮有把握的字母旁边的锁，然后点“锁定后重新破解”。破解器会保留所有锁定的对应关系，只搜索其余部分。对一段短到无法单独破开的替换密码，往往两三个正确字母就能把它引到正确答案。

题目给了提示时也这样用。比如提示说 ZIT 是 THE，就在破解前锁定 Z→T、I→H、T→E。

从密钥里读出关键词

很多 cryptogram 用的不是随机密钥，而是关键词字母表，也就是关键词密码和 Codebusters 里 K1、K2、K3 字母表的做法。破解完成后，工具会把还原出的密钥从两个方向对齐，寻找开头一段字母、后面接着按顺序排列的剩余字母。找到了，就显示字母表类型、关键词和位移量。

即使密钥不完整，这一步也能做。一段密文很少包含全部 26 个字母，工具会把关键词里无法确定的位置显示成问号，并列出可能填进去的字母；只要看得见的部分足够明确，仍然会报出关键词。前提是看得见的部分是对的：如果破解器把两个罕见字母弄反了，先改正并锁定，否则读出的关键词会是乱的。Codebusters C 组有时要求写关键词而不是明文，这一步就是答案本身。三种字母表的区别和例子见 Aristocrat 练习页。

替换密码破解器的原理

替换密码有 26! 种可能的密钥，不可能逐个试，所以破解器用的是搜索。

它先根据字母频率猜一把初始密钥：密文里最常见的字母配 E，第二常见的配 T，依此类推。然后反复交换密钥里的两个字母，重新解密，并给结果打分。分数衡量解出来的文字有多像所选的语言：把解密结果里每一段连续四个字母的常见程度加起来，统计数据来自 25 本英语和 10 本西班牙语公有领域书籍，总计一千多万个字母。分数提高的交换保留，降低的撤销。交换再也提高不了分数时就重新开始，有时从一把全新打乱的密钥开始，有时把目前最好的密钥稍微打乱再继续；连续很多次都超不过最好答案时停止。

开启“保留词界”时，整个单词也计入分数：解出的单词只要在最常用的 12,000 个英语单词（西班牙语 15,000 个）之内，就加分。所以一把让单字母词变成 A 或 I、短词变成 THE、AND、OF、TO 的密钥，会胜过只把字母组合弄对的密钥。开启“忽略空格”时，搜索过程中没有单词可查，只能靠字母组合往上爬；最后一步，它会尝试把最好的几个答案切分成词典里的单词。正是这最后的切分，让它能把正确的 Patristocrat 和差一点点的答案区分开，这也是 Patristocrat 需要比 Aristocrat 更长文字的原因。

可信度标签衡量的是：最好的答案，领先“和它至少相差三个字母的最强对手”多少。差距大，说明没有别的读法接近；差距小，说明两把很不一样的密钥对这段密文的解释几乎一样好。三个标签是在一千多次测试求解上校准的：

• “很可能”（Likely）：测试中，带这个标签的答案大约九成以上完全正确。
• “有可能”（Possible）：大约一半正确。读的时候多留心，和下一个候选对照一下。
• “不太可能”（Unlikely）：只有一到两成正确。可能是文字太短、根本不是简单替换密码，或者语言不在支持范围内。

标签是实测出来的比例，不是保证。文字极短，或者语言不是英语、西班牙语时，标签本身也不可靠。

破解器需要多少密文

下面是实测结果，不是估计。测试段落取自 14 本没有用于训练的公有领域书籍，截成各个长度，用随机密钥加密，且没有字母映射到自己。第一名答案错字母不超过两个就算解对，这也是 Codebusters 给满分的标准。

英语每格 30 段、西班牙语每格 20 段，所以每次重测会有几个百分点的波动，重要的是趋势。保留词界时，80 个字母（大约报纸 cryptogram 的两行）几乎总是够的。去掉空格时，也要这么长才可靠；50 个字母左右，解对的不到一半，这时锁定两三个已知字母最有用。

如何手工破解替换密码

用纸笔破解替换密码，就是先做一个小而稳的猜测，然后顺着它往下推。下面是一段真实的 cryptogram，共 92 个字母，用一把随机密钥加密，没有字母映射到自己：

ZR ZD J RLCRT CQZBHLDJXXE
JWNQAUXHIOHI, RTJR J DZQOXH PJQ ZQ
GADDHDDZAQ AY J OAAI YALRCQH, PCDR
FH ZQ UJQR AY J UZYH.

第一步：数字母，但先别信

长文里，出现最多的字母几乎一定是 E。可这里有七个字母的次数只差一，统计只能告诉我们：J、Q、Z、R、D、H、A 是 E、T、A、O、I、N、S 这几个常见字母，顺序不明。150 个字母以下的替换密码大多如此，所以短 cryptogram 要靠单词形状，而不是频率。

第二步：单字母词

J 单独出现了四次。英语里单字母词只有 A 和 I。先记下这两种可能。

第三步：开头相同的两字母词

ZR、ZD、ZQ 都以 Z 开头。三个不同的两字母词共用一个首字母，很像 I：IT、IS、IN。如果 Z 是 I，那单独的 J 就是 A。

第四步：有重复字母的词

RTJR 的形状是 ABCA：四个字母，首尾相同，第三个是 J，也就是我们认为的 A。THAT 正好吻合，于是 R = T、T = H，ZR 就是 IT。这和第三步的猜测一致，说明两个猜测都对。

第五步：用已有的字母往下推

有了 I、T、A、H，ZD 和 ZQ 就是 IS 和 IN，于是 D = S、Q = N。再看长词 GADDHDDZAQ，形状是 ABCCDCCEBF：DD 出现两次，而 D 是 S、Z 是 I、Q 是 N。这个词读作 ?-?-S-S-?-S-S-I-?-N，只可能是 POSSESSION，于是 G = P、A = O、H = E。

第六步：补短词

RLCRT 读作 T-?-?-T-H，五个字母、这种形状，是 TRUTH，所以 L = R、C = U。AY 是 O?，放在名词前就是 OF，所以 Y = F。OAAI 是 ?-O-O-?，中间两个 O 的常用词：GOOD，所以 O = G、I = D。

第七步：读出全文

把这些字母填到所有位置，剩下的很快就出来了：UJQR 是 WANT，PCDR 是 MUST，FH 是 BE，UZYH 是 WIFE。明文是简·奥斯汀《傲慢与偏见》（1813）的第一句：

IT IS A TRUTH UNIVERSALLY
ACKNOWLEDGED, THAT A SINGLE MAN IN
POSSESSION OF A GOOD FORTUNE, MUST
BE IN WANT OF A WIFE.

把上面的密文粘贴进破解器，和你手算的结果对照一下。它的密钥表会显示和你一样的对应关系，还有 V、K 这类在这段密文里只出现一次的字母。

破解不出来的时候

文字太短。 少于约 50 个字母，尤其是没有词界时，可能有好几把密钥都能解出通顺的句子，任何方法都无法判断写信人用的是哪一把。锁定已知字母后重新破解，或者只把答案当作参考。如果题目遵守“字母不解成自己”，保持这个选项打开也大有帮助：替换密码页上那个 31 个字母的例子，开着这个选项能正确解出，关掉就解成一句胡话。

不是简单替换密码。 文字很长，可信度却一直是“不太可能”，多半是用了不止一张字母表。看看字母频率：替换密码会保留语言本来的高低不平，少数字母很常见、多数字母很少见；如果频率很平均，试试维吉尼亚解码器，或者让密码识别器判断一下。

字母没被替换，只是换了位置。 如果频率和正常英语一样，文字却读不通，字母可能是被重新排列了，而不是被替换了。栅栏密码、密码棒（Scytale）就是这样。

语言不同。 破解器只按英语和西班牙语打分。法语或德语的替换密码会被当成写得很差的英语，通常会解错，尽管密码本身并不更难。

用的是符号而不是字母。 很多谜题用数字或图案。先把每种不同的符号换成一个不同的字母，再粘贴进来。得到的密钥是针对你替换后的字母的，但明文是对的。

Cryptogram、Aristocrat 与 Patristocrat

这些都是同一种简单替换密码，只是排版不同。英文报纸上的 cryptogram 通常是一句名言，作者名也用同一个密码加密。美国密码协会（ACA）以及沿用其术语的 Science Olympiad Codebusters 比赛，把保留词界的叫 Aristocrat，不保留词界的叫 Patristocrat；Xenocrypt 是明文为非英语的 Aristocrat，在 Codebusters 里是西班牙语。这个替换密码破解器四种都能处理，练习页还能生成新题，让你计时练习。