Si conozco el mensaje cifrado y descifrado, ¿cómo encuentro la clave?

Todos los cifrados que menciona son cifrados de sustitución basados ​​en caracteres, lo que significa que reemplazan una letra a la vez con otra. Eso hace que encontrar la clave sea fácil:

Supongamos que tenemos el siguiente texto sin formato (ATTACKATDAWN) y texto cifrado (LXFOPVEFRNHR).

Ahora podemos ver la diferencia entre cada letra (A = 0, Z = 25, módulo 26)

LXFOPVEFRNHR 11 23 05 14 15 21 04 05 17 13 07 17
ATTACKATDAWN 00 19 19 00 02 10 00 19 03 00 22 13
———— ———————————– –
11 04 12 14 13 11 04 12 14 13 11 04
LIMON LEMONLE
LIMON LEMONLE

Aquí vemos que la diferencia es LEMONLEMONLE, que nos muestra que claramente era un cifrado Vigenere con clave LEMON.

Si se tratara de un cifrado César, esto sería visible desde un patrón como CCCCCCCCCCCC.

Un cifrado afín se vería porque la diferencia no tiene sentido.
Sin embargo, todas las A se asignarán a la misma letra, todas las T se asignarán a la misma letra, etc. Esto ya le proporciona su clave de descifrado, aunque encontrar la fórmula exacta de transposición afín requiere un poco más de trabajo.

Encontrar la clave (por lo tanto, romper el sistema de cifrado) dependerá completamente de los algoritmos de cifrado y descifrado para tales casos. El problema específico al que se refiere es el nivel de seguridad garantizado en los modelos de ataque de ataque de texto plano elegido (CPA) o de ataque de texto cifrado elegido (CCA) .

Si solo tiene un masaje encriptado y descifrado, entonces puede haber muchos algoritmos que le brinden el mismo masaje.

En resumen, de una sola referencia no puede encontrar el algoritmo.

Más si tienes más masajes, entonces también es muy difícil encontrar algún algoritmo.

Sí, pero no es imposible, el profesor encontró el buen ejemplo de ese tipo de máquina. Alan Turing, quien inventó la máquina para decodificar el código producido por Enigma.

Para más información, puede consultarlo en la película Imitation Game.