playfair密码算法
Playfair加密算法的研究与设计
ｉ （ｅＸ ｔ， ｘ ｈｒ， ｌ ｙ ） ｎ ｅ Ｙ ｎ ｅ（ ａ２ ｘ． ２ Ｔ ｅ ｆＣ ｔＹ ｎ ｅ（ ａｌ ｘ 。 １ Ａ ｄＧ ｔ ｌｄ ｘ ｈ ｒ． ２ ｙ ） ｈ ｎ ． ｅ Ｘ ｃ ）
相 同字 符
ｉ （ｌ ２ １ ｙ ＝ｙ ） ｅ ｆｘ ＝ｘ ｄ ｌ ２ Ｔ ｎ ｈ Ｅ ｃ ｄＣ ａ Ｃ ｓＬ ｗｅ ａ１ ｆｇ ） ｉｌｈ ｒ ａ Ｌ ｗｃ ａ 。 ａ２ ｎｏ ｅ ｈ ｒ ａｅｏ （ ｒ． ａ １ ＋ｆ Ｃ ａ ＋Ｃ ｓ ｏ （ ｒ ｆ ｇ ） ｈ ｌ ｌ ｅ ｈ ２ｌ Ｍ 行 字 符
Ｅ ｓ Ｉ （ ｌ＝） Ｔ ｅｔ ｌｅｆ ｘ ｈ ｆ
Ｅ ｃｄＣａ ｎｏｅ ｈｒ．ＣｓＬｗｍ ｔｘｘ．ｙ ａ ｏ （ａｉ（ （ ｅ ｒ １ １＋１ ｏ ）ｆｇ）＋ＣｓＬｗｍ ｔｘ ）Ｍ ｄ５。 ａ１ ｌ ａｅｏ （ａ ｉ ｒ
（ ．ｙ ｘ （ ２ ２＋１ Ｍ ｄ５ ｌ ２ ） ｏ ）Ｉｇ ） ａ
数据采集程序md采样数字滤波等数据处?程序对数据的非线性补偿?程转换以及其他各种补偿程序等及数据输出程序线性开方等输出程序阻尼程序和其他输出控制程序
维普资讯
１６ １
福 建 电 脑
２ ０ 第 ５期 ０ ６年
Ｐａｆｉ 加密算法 的研 究与设计 ｌ ａ ｙ ｒ
同 列 字 符
（ ）如 果 分 割 后 的 明 文 字母 对 在 矩 阵 的 同 一 行 中 都 出现 ， ２ 则 分别 用 矩 阵 中其 右侧 的 字 母 代 替 ．行 的 最 后 一 个 字 母 山行 的 第 一个字 母代替。例如 ，ｎ被加密成 ｑ ． ｓ被加ｊ 成 ｔ。 ｏ ｏ而 ｔ Ｉ ！ ｎ ｝ ｆ （ ）如 果 分 割 后 的 明 文 字 母 对 在 矩 阵 的 一 列 中 都 出现 ， ３ 则 分 别用 矩 阵 中其 下 方 的 字 母 代 替 ．列 的 最 后 一 个 字 母 由列 的
世界著名的十大英语加密法。
以下是世界上著名的十种英语加密法：
1. 凯撒密码（Caesar Cipher）：这是一种简单的替换密码，通过将字母按照固定的移量进行替换来加密消息。
2. 维吉尼亚密码Vigenère Cipher）：这是一种多表替换密码使用一个关键词来确定不同字母之间的偏移量，增加了加密的杂性。
3. 栅栏密码（Rail Fence Cipher）：这是一种换密码，通过将母按照一定规排列成栅栏形，然后逐行读取以密消息。
4. Playfair密码（Playfair Cipher）：这是一种基于二维方阵的换密码，使用一个键词来填充阵，并根据特规则进行加密。
5. 单码密码（Monoalphabetic Cipher）：这是一简单的替换密码每个字母都被换为另一个字母，使用相同的替换规则对个消息进行加密。
6. 双码密码（Homophonic Cipher）这是一种替换密码，其中个字母可以映到多个可能的替代字符，增加了密的难度。
7. Hill密码（Hill Cipher）：这是一种基于线性代数替换密码，使用一个矩阵来对消息进行加密和密。
8. Enigma密码机：这是二战期间粹德国使用的一种机械密码机，通过旋转可互换的转子来加密和解密消息。
9. RSA加密算法：是一种非对加密算法，使用公钥和私钥对消息进行加密和解密，广泛用于现代通信和数据安全领域。
10. AES加密算：这是一种称加密算法，被广泛用于保护敏感数据，包括政和商业机构的信息。
这些加密方法在不同的时间和背景下都发挥了重要用，并且有着各自的点和应用领域。
信息安全－1：python之playfair密码算法详解[原创]
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信息安全－1：python之playfair密码算法详解[原创]转发注明出处:⼀、基本概念1. 古典密码是基于字符替换的密码。
加密技术有:Caesar(恺撒)密码、Vigenere(维吉尼尔)密码、Playfair密码、Hill密码……2. 明⽂：未经过加密的信息；密⽂：加密后的信息3. 加密解密的过程：如下图⼆、Caesar密码 这⾥我先简单讲下恺撒密码，咸觉挺简单的，后⾯再主要讲Playfair算法原理与编程。
基本原理：在开拓罗马帝国的时候，恺撒担⼼信使会阅读他送给⼠兵的命令，因此发明了对命令进⾏加密的算法－－恺撒密码器恺撒密码器挺简单的：把字母表中的每个字母向前循环移动3位加密信息将字母向前移动三位解密信息将字母向后移动三位移动的位数是关键，称之为密钥加密和解密的密钥是相同的，我们称之为对称密码器数学表达恺撒密码的加密算法表⽰为：C＝E(p)＝(p+3) mod 26恺撒密码的解密算法表⽰为：p＝D(C)=(C－3) mod 26改进的恺撒密码明⽂的发送⽅和接收⽅事先协商好⼀个密钥K(1<=K<=25)，则:恺撒密码的加密算法表⽰为：C＝E(p)＝(p+K) mod 26恺撒密码的解密算法表⽰为：p＝D(C)=(C－K) mod 26三、Playfair密码基本原理Playfair算法基于⼀个5*5的字母矩阵，该矩阵使⽤⼀个关键词构造，⽅法是按从左到右、从上到下顺序，填⼊关键词的字母(去除重复字母)后，将字母表其作余字母填⼊。
例如: 关键词取:monarchy时，字母矩阵为下图如⽰(矩阵只能放25个字母，I与J同)加密规则(重要)Playfair加密算法是先将明⽂按两个字母⼀组进⾏分组，然后在矩阵中找对应的密⽂。
取密⽂的规则如下：1. 若明⽂出现相同字母在⼀组，则在重复的明⽂字母中插⼊⼀个填充字母(eg:z)进⾏分隔后重新分组(eg: balloon被重新分组为ba lz lo on)2. 若分组到最后⼀组时只有⼀个字母，则补充字母z3. 若明⽂字母在矩阵中同⾏，则循环取其右边下⼀个字母为密⽂(矩阵最右边的下⼀个是最左边的第⼀个)(eg: ar被加密为RM)4. 若明⽂字母在矩阵中同列，则循环取其下边下⼀个字母为密⽂(矩阵最下边的下⼀个是最上边的第⼀个)(eg: mu被加密为CM)5. 若明⽂字母在矩阵中不同⾏不同列，则取其同⾏且与同组另⼀字母同列的字母为密⽂(eg: hs被加密为BP，ea被加密为IM或JM)PS：上述规则第⼀次看时挺烦的，但照着例⼦看就⼀定可以看懂的！举例(这个例⼦后⾯测试会⽤到的)：明⽂为we are discovered save yourself，分组成为we ar ed is co ve re ds av ey ou rs el fz;⽤上述矩阵加密后的密⽂为:UG RM KC SX HM UF MK BT OX GC MV AT LU KV四、Playfair算法编程这⾥我不想直接贴代码。
普莱费尔密码表
标题：普莱费尔密码表详解普莱费尔密码表，也称为凯撒密码表，是一种简单的替换加密方法，它是由英国军事密码学家约翰·凯撒在公元前5世纪发明的。
这种加密方法的基本原理是将明文中的每个字母移动固定的位数，例如，如果移动位数为3，那么字母'A'会被替换为字母'D'，字母'B'会被替换为字母'E'，以此类推。
一、普莱费尔密码表的基本原理普莱费尔密码表是一种替换加密方法，它将明文中的每个字母按照一定的规则进行替换。
具体来说，普莱费尔密码表将字母表中的每个字母移动固定的位数，形成一个新的字母表。
这个固定的位数就是密码表的密钥。
二、普莱费尔密码表的构成普莱费尔密码表由一个字母表和对应的密钥组成。
在普莱费尔密码表中，字母表中的字母按照一定的规则排列，形成一个新的字母表。
对应的，密钥就是将明文中每个字母按照一定的规则移动的位数。
三、普莱费尔密码表的加密与解密使用普莱费尔密码表进行加密的过程很简单。
对于明文中的每个字母，按照密码表的规则将其移动到新的字母表中相应的位置，从而得到密文。
解密的过程也是类似的，将密文中的字母按照相反的规则移动到原来的字母表中相应的位置，即可得到明文。
四、普莱费尔密码表的优点和缺点普莱费尔密码表的优点是简单易用，易于实现，适合用于军事通信等需要保密的场合。
但是，它的缺点也很明显，由于它是一种替换加密方法，如果攻击者能够获取足够数量的密文，他们可以使用频率分析等方法来破解密文。
五、应用与启示普莱费尔密码表是一种历史悠久的加密方法，它说明了加密技术在历史上的重要性和应用。
在现代信息安全领域，虽然加密技术的方法和手段已经大大丰富，但普莱费尔密码表仍然可以给我们一些启示。
首先，任何加密方法都必须简单易用，易于实现，这样才能在实际应用中得到广泛的应用。
其次，任何加密方法都存在被破解的风险，因此我们需要不断更新和改进加密方法，以应对不断发展的攻击手段。
古典密码：-Playfair-Cipher
不過密文中仍存在明文的結構，只要搜集 到字元数超过可分析的密文，仍有可能以 統計方法進行分析，進而破解密文。
30
Vigenère Cipher
20
10
Random Polyalphabetic Cipher
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 Frequency Ranked Letters
密文的字母頻率越一致，越難以統計分析破解。
2021/3/31
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感谢您的阅读收藏，谢谢！
又称为Conventional / Private-key / Single-key Encryption
2.安全1管.共道用(S一ec把urkeeyChannel)
key
key
K 3.安全的加4解.以密數算學法式、子必表須示假設公開的
K
M
M
明文 Plaintext
1.共用密法的安全性
明文 Plaintext
mona r chybd e f g i/j k l pqst uvwx z
解密演算法 Decryption Algorithm
2021/3/31
密文 Ciphertext
mona r chybd e f g i/j k l pqst uvwx z
代换加密： Playfair Cipher
2021/3/31
1
Playerfair Cipher教学内容
• 对称式加密(Symmetric Encryption) • Playfair加密法(Playfair Cipher) • Playfair加密法的安全性
playfair密码算法习题
playfair密码算法习题KXJEY UREBE ZWEHE WRYTU HEYFSKREHE GOYFI WTTTU OLKSY CAJPOBOTEI ZONTX BYBWT GONEY CUZWRGDSON SXBOU YWRHE BAAHY USEDQ本题的密钥为royal new zealand navy.根据playfair密码算法将密钥词构成5*5的字母构成R O Y A LN E W Z DV B C F GH I/J K M pQ S T U X对明文加密一次对两个字母加密规则如下:1. l如果该字母对的两个字母是相同的,那么在它们之间加一个填充字母,比如X。
例如balloon,先把它变成ba lx lo on这样的四个字母对。
2. 落在矩阵同一行的明文字母对中的字母由其右边的字母来代换，每行中最右边的一个字母用该行中最左边的第一个字母来代换，比如al变成LR。
3. 落在矩阵同一列的明文字母对中的字母由其下面的字母来代换，每列中最下面的一个字母用该列中最上面的第一个字母来代换，比如hp变成PR。
4. 其他的每组明文字母对中字母按如下方式来代换：它所在的行是该字母所在行，列则是另一个字母的所在列。
比如kx变成OS,me变成IZ(或JZ）。
已知密文得到密钥和知道是用playfair加密的情况下，写出加密算法（即是上面5*5矩阵）然后根据明文加密规则对密文进行解密。
因为playfair密码属于对称密码，所以解密过程就是加密的逆过程。
如：KX JE YU RE BEpt bo at on eo如此对明文依次解密最后得到下面的PT BOAT ONE OWE NINE LOST IN ACTION IN BLACKETTSTRAIT TWO MILES SW MERESU COVE X CREW OF TWELVEX REQUEST ANY INFORMATION.。
Playfair算法
Playfair算法算法描述：Playfair密码出现于1854年，它将明文中的双字母组合作为一个单元对待，该加密法是基于一个关键词的，该关键词填写在一个5*5的矩阵中（去出重复字母和字母j），通过该矩阵完成对明文、密文的加密、解密过程。
加密描述：Playfair加密算法将明文中的双字母组合作为一个单元对待，并将这些单元转换位密文双字母组合。
加密过程把密钥填写在一个5*5的矩阵中（去出重复字母和字母j），矩阵中其它未用到的字母按顺序填在矩阵剩余位置中。
对明文加密规则如下：1 若p1 p2在同一行，对应密文c1 c2分别是紧靠p1 p2 右端的字母。
其中第一列被看做是最后一列的右方。
2 若p1 p2在同一列，对应密文c1 c2分别是紧靠p1 p2 下方的字母。
其中第一行被看做是最后一行的下方。
3 若p1 p2不在同一行，不在同一列，则c1 c2是由p1 p2确定的矩形的其他两角的字母，并且c1和p1， c2和p2同行。
4 若p1 p2相同，则插入一个事先约定的字母，比如Q 。
5 若明文字母数为奇数时，则在明文的末端添加某个事先约定的字母作为填充。
解密描述：Playfair解密算法首先将密钥填写在一个5*5的矩阵中（去出重复字母和字母j），矩阵中其它未用到的字母按顺序填在矩阵剩余位置中，根据替换矩阵由密文得到明文。
对密文解密规则如下：1 若c1 c2在同一行，对应明文p1 p2分别是紧靠c1 c2 左端的字母。
其中最后一列被看做是第一列的左方。
2 若c1 c2在同一列，对应明文p1 p2分别是紧靠c1 c2 上方的字母。
其中最后一行被看做是第一行的上方。
3 若c1 c2不在同一行，不在同一列，则p1 p2是由c1 c2确定的矩形的其他两角的字母，并且c1和p1， c2和p2同行。
多表代换密码playfair的实现
一.问题描述：著名的多表古典加密体制使Playfair，它将明文中的双字母组合作为一个单元对待，并将这些单元转换为密文双字母组合。
Playfair算法基于使用一个5×5字母矩阵，该矩阵使用一个关键词构造。
这里有一个例子，是由Lord Peter Wimsey 在Dorothy Sayer的书《Have His Carcase》中解答的。
M O N A RC H Y B DE F G I/J KL P Q S TU V W X Z在这里，该关键词是monarchy。
该矩阵该矩阵是这样构造的；从左至右、从上至下填入该关键词的字母（去除重复字母），然后再以字母表顺序将余下的字母填入矩阵剩余空间。
字母I和J 被算作一个字母。
Playfair根据下列规则一次对明文的两个字母加密：（1）、属于相同对中的重复的明文字母将用一个填充字母进行分隔，因此，词balloon将被加密为ba lx lo on。
（2）、属于该矩阵相同行的明文字母将由其右边的字母替代，而行的最后一个字母由行的第一个字母代替。
例如，ar被加密为RM。
（3）、属于相同列的明文字母将由它下面的字母代替，而列的最后一个字母由列的第一个字母代替。
例如，mu被加密为CM。
（4）、否则，明文的其他字母将由与其同行，且与下一个同列的字母代替。
因此，hs成为BP，ea成为IM（或JM，这可根据加密者的意愿而定）。
基本要求：二.基本要求：根据多表代换密码的特点，编写playfair软件，并以monarchy密钥进行测试，验证加密结果。
三.实验代码：#include<iostream>#include<cstring>using namespace std;void decrypt();//解密函数void encrypt();//加密函数void main(){cout<<" ____________________________________________"<<endl;cout<<"| |"<<endl;cout<<"| 多表代换密码Playfair的实现|"<<endl;cout<<"| 欢迎使用本程序|"<<endl;cout<<"|____________________________________________|"<<endl;int n=0;for(;n!=3;){cout<<" ____________________________"<<endl;cout<<" | 选择你所需要的操作：|"<<endl;cout<<" | 1.为字符串加密|"<<endl;cout<<" | 2.为字符串解密|"<<endl;cout<<" | 3.结束程序|"<<endl;cout<<" |___________________________|"<<endl;cout<<" 选择操作：";cin>>n;if(n<1||n>3)cout<<"无该项操作，请重来："<<endl;switch(n){case 1:cout<<"__________________________________________"<<endl;cout<<"| 加密结束|"<<endl;cout<<"|_________________________________________|"<<endl;encrypt();break;case 2:cout<<"__________________________________________"<<endl;cout<<"| 解密结束|"<<endl;cout<<"|_________________________________________|"<<endl;decrypt();break;case 3:cout<<"__________________________________________"<<endl;cout<<"| 程序结束,谢谢您的使用! ^_^ |"<<endl;cout<<"|_________________________________________|"<<endl;cout<<endl;break;default:break;}}system("pause");}void encrypt(){const int N=100;char letters[26]="ABCDEFGHIKLMNOPQRSTUVWXYZ";//用于填充矩阵int flag[25]={0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0};//字母是否已在矩阵中，与letters数组对应char ch[5][5];//5X5矩阵char ch1[N];//密钥char ch2[N];//明文char ch4;//无关字符int len='a'-'A';cout<<"输入密钥：";cin>>ch1;int flg=1;while(flg==1){for(int i=0;i<strlen(ch1);i++)//把所输入的密钥转化为大写字母{if(ch1[i]>'z'||ch1[i]<'a'){cout<<"请重新选择操作："<<endl;flg=0;break;}elsech1[i]=ch1[i]-len;}if(flg==1){ for(i=0;i<strlen(ch1);i++)//把密钥中的J都变为I{if(ch1[i]=='J')ch1[i]='I';}i=0;int j=0;//把密钥中的字母填入到矩阵中，并把该字母标记为已用for(int k=0;k<strlen(ch1);k++){for(int t=0;t<25;t++){if(ch1[k]==letters[t]&&flag[t]==0){ch[i][j]=letters[t];flag[t]=1;if(j<4)j++;else {i++;j=0;}}}}for( k=0;k<25;k++)//按字母表顺序把未用字母依次填入到矩阵中{if(flag[k]==0){ch[i][j]=letters[k];flag[k]=1;if(j<4)j++;else{i++;j=0;}}}cout<<"密钥填充后的矩阵为："<<endl;for(i=0;i<5;i++)for(j=0;j<5;j++){cout<<ch[i][j];cout<<" ";if(j==4)cout<<endl;}cout<<endl;cout<<"请输入明文（请输入英文字符）：";cin>>ch2;cout<<"输入一个无关字符：";cin>>ch4;if(ch4>='a')ch4=ch4-len;for(k=0;k<strlen(ch2);k++)//把所输入的明文转化为大写字母{if(ch2[k]>='a')ch2[k]=ch2[k]-len;}for(k=0;k<strlen(ch2);k++)//把明文中的J都变为I{if(ch2[k]=='J')ch2[k]='I';}//为明文添加必要的无关字符以防止同一组的两个字符相同for( k=0;k<strlen(ch2);k+=2){if(ch2[k]==ch2[k+1]){for(int t=strlen(ch2);t>k;t--)ch2[t+1]=ch2[t];ch2[k+1]=ch4;}}//若明文有奇数个字符，则添加一个无关字符以凑够偶数个if(strlen(ch2)%2!=0){ch2[strlen(ch2)+1]=ch2[strlen(ch2)];//字符串结尾赋'\0' ch2[strlen(ch2)]=ch4;//明文串尾插入无关字符}cout<<"经过处理后的明文为：";for(k=0;k<strlen(ch2);k+=2)cout<<ch2[k]<<ch2[k+1]<<" ";cout<<endl;cout<<"其最终长度为："<<strlen(ch2)<<endl;//////////////////明文输入并整理完毕///////////////////////////////for(k=0;k<strlen(ch2);k+=2){int m1,m2,n1,n2;for(m1=0;m1<=4;m1++){for(n1=0;n1<=4;n1++){if(ch2[k]==ch[m1][n1])break;}if(ch2[k]==ch[m1][n1])break;}for(m2=0;m2<=4;m2++){for(n2=0;n2<=4;n2++){if(ch2[k+1]==ch[m2][n2])break;}if(ch2[k+1]==ch[m2][n2])break;}m1=m1%5;m2=m2%5;if(n1>4){n1=n1%5;m1=m1+1;}if(n2>4){n2=n2%5;m2=m2+1;}if(m1==m2){ch2[k]=ch[m1][(n1+1)%5];ch2[k+1]=ch[m2][(n2+1)%5];}else{if(n1==n2){ch2[k]=ch[(m1+1)%5][n1];ch2[k+1]=ch[(m2+1)%5][n2];}else{ch2[k]=ch[m1][n2];ch2[k+1]=ch[m2][n1];}}}cout<<"加密后所得到的密文是：";for(k=0;k<strlen(ch2);k+=2)cout<<ch2[k]<<ch2[k+1]<<" ";cout<<endl;}else break;}}//解密算法void decrypt(){const int N=100;char letters[26]="ABCDEFGHIKLMNOPQRSTUVWXYZ";//用于填充矩阵int flag[25]={0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0};//标记字母是否已在矩阵中，与letters数组对应char ch[5][5];//5X5矩阵char ch1[N];//密钥char ch2[N];//密文int len='a'-'A';int flg=1;cout<<"输入密钥：";cin>>ch1;while(flg==1){for(int i=0;i<strlen(ch1);i++)//把所输入的密钥转化为大写字母{if(ch1[i]>'z'||ch1[i]<'a'){cout<<"请重新选择操作："<<endl;flg=0;break;}elsech1[i]=ch1[i]-len;}if(flg==1){ for(i=0;i<strlen(ch1);i++)//把密钥中的J都变为I{if(ch1[i]=='J')ch1[i]='I';}i=0;int j=0;//把密钥中的字母填入到矩阵中，并把该字母标记为已用for(int k=0;k<strlen(ch1);k++){for( int t=0;t<25;t++){if(ch1[k]==letters[t]&&flag[t]==0){ch[i][j]=letters[t];flag[t]=1;if(j<4)j++;else {i++;j=0;}}}}for( k=0;k<25;k++)//按字母表顺序把未用字母依次填入到矩阵中{if(flag[k]==0){ch[i][j]=letters[k];flag[k]=1;if(j<4)j++;else{i++;j=0;}}}cout<<"密钥填充后的矩阵为："<<endl;for(i=0;i<5;i++)for(j=0;j<5;j++){cout<<ch[i][j];cout<<" ";if(j==4)cout<<endl;}cout<<endl;/////////////////////矩阵生成完毕////////////////////////////int f=0;do{cout<<"请输入密文（英文字符）：";cin>>ch2;for(int k=0;k<strlen(ch2);k++)//把所输入的密文转化为大写字母{if(ch2[k]>='a')ch2[k]=ch2[k]-len;}for( k=0;k<strlen(ch2);k++)//把密文中的J都变为I{if(ch2[k]=='J')ch2[k]='I';}for( k=0;k<strlen(ch2);k+=2){if(ch2[k]==ch2[k+1]){cout<<"同一分组中不能出现相同字符！请重新输入。
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playfair密码算法
Playfair密码算法是一种古典密码算法，由英国律师查尔斯·威顿·霍特森·尤贝尔（Charles Wheatstone）和查尔斯·霍克斯
（Charles Wheatstone）共同发明。
它的特点是使用了一个5x5的矩阵作
为密钥表，将明文中的每对字母替换成一个密文对字母。
下面将详细介绍Playfair密码算法的加密和解密过程。
1.加密
（1）密钥生成：将密钥去重后填入5x5的矩阵中，填写密钥表格时，通常将字母J和I合并成一个单元格，即I/J共用一个位置。
（2）明文处理：将明文按照一定的规则分成字母对，对于有重复字
母的情况（如MISSING），需在两个相邻字母中插入一个填充字母（如X），处理后的明文为MISXSING。