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命运攸关的密码

鼹鼠的土豆
2018-03-02 09:23:11
人类创造出文明之后,不论是帝王将相还是商业巨子,都需要一套行之有效的通讯模式来传递信息,他们深知万一信息落入不当人士手中,不论是机密泄露还是计划暴露,都会产生严重的后果。加密与解密的斗争就在人类最聪明的大脑之间不断进行。

这是一场永无止境的战斗,加密者和破译者就如同信息的炼金术师,如同炼金术师企图将石头冶炼为黄金,他们一方将信息制作成无意义的符号,另一方则企图在这些无意义的符号中揣度出合适的文字。他们的战争永无止境,但却是一场影响历史走向的头脑竞赛。

1、被密码砍头的女王
比尔先生周日晚上带回了死刑的判决,但是到了周三清晨,未等曙光爬上窗棂,福瑟林格的议事厅早已布置妥当。静静等待着舞台主角的到来。

玛丽从大厅一侧悄声穿过一扇小门进入了议事厅,身着黑色天鹅绒的她,淹没在同样颜色的高背椅中,比尔先生立于玛丽对面,清了清嗓子,展开羊皮卷,开始朗读判决书。他其实没必要紧张的,因为是否有人听都是一件值得怀疑的事情。

比尔的宣言,给玛丽的命运画上了句号。

虽然历史学家和在场的多数观众都觉得伊丽莎白审判并处死玛丽是宗教斗争的手段。但是,伊丽莎白还是费尽心机找到了玛丽谋










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人类创造出文明之后,不论是帝王将相还是商业巨子,都需要一套行之有效的通讯模式来传递信息,他们深知万一信息落入不当人士手中,不论是机密泄露还是计划暴露,都会产生严重的后果。加密与解密的斗争就在人类最聪明的大脑之间不断进行。

这是一场永无止境的战斗,加密者和破译者就如同信息的炼金术师,如同炼金术师企图将石头冶炼为黄金,他们一方将信息制作成无意义的符号,另一方则企图在这些无意义的符号中揣度出合适的文字。他们的战争永无止境,但却是一场影响历史走向的头脑竞赛。

1、被密码砍头的女王
比尔先生周日晚上带回了死刑的判决,但是到了周三清晨,未等曙光爬上窗棂,福瑟林格的议事厅早已布置妥当。静静等待着舞台主角的到来。

玛丽从大厅一侧悄声穿过一扇小门进入了议事厅,身着黑色天鹅绒的她,淹没在同样颜色的高背椅中,比尔先生立于玛丽对面,清了清嗓子,展开羊皮卷,开始朗读判决书。他其实没必要紧张的,因为是否有人听都是一件值得怀疑的事情。

比尔的宣言,给玛丽的命运画上了句号。

虽然历史学家和在场的多数观众都觉得伊丽莎白审判并处死玛丽是宗教斗争的手段。但是,伊丽莎白还是费尽心机找到了玛丽谋害她的证据。关乎玛丽命运的密码大战就在这里展开。

1586年,被囚禁已久的玛丽突然收到一批信函,来自欧洲大陆支持她的人士,由基弗偷运进来。这些同情玛丽的人士以安东尼·贝平顿为首,他们决心拯救玛丽,暗杀伊丽莎白,阻挠英国的宗教改革,并认为这项计划需要得到玛丽的首肯才能进行下去。其实,他们的计划从一开始就是注定失败的,运送信息的基弗是伊丽莎白的间谍,送给玛丽的信函,都源源不断地被送到伊丽莎白的间谍首脑沃尔辛厄姆手上。

玛丽也不是傻子,但她对自己的密码很有自信,她所使用的并不是当时寻常的单一字母替代法,玛丽用了23个符号来代替英文字母,36个符号来代替单词和词组,外加4个虚元和1个符号来表示下一个符号代表两个字母。沃尔辛厄姆却通过分析密文中不同字母的出现频率恢复了这些信息。这对于他而言没什么困难,在玛丽回复贝平顿自己同意暗杀伊丽莎白之后,沃尔辛厄姆逮捕了贝平顿,并把玛丽送上了断头台。

玛丽的死引发了轩然大波,欧洲的平静被打破了。这时解码居于上风,编码一方又提出了一个明文对多个密码的维吉尼亚密码法,又被巴贝奇的分析机破解,直到第一次世界大战,加密的一方才找到夺回胜利的希望。

2、中国的密码达人
密码并不是外国人专利,我们也有自己的密码达人,军事家戚继光就用东汉末年的反切注音法发明了“反切码”来传递信息。清朝康熙皇帝的九阿哥爱新觉罗·胤禟发明了用西洋文字拼满文传递消息的方法。

3、图灵大战奇谜
一战尾声的时候,美军密码研发部门主管约瑟夫·茅博格少校引进随机密码概念,将明文转变为密码的钥匙不再是可以辨认的单词,而是随机组合的字母,结合一个明文对应多个密码的维吉尼亚密码法,这样就能得到完全随机的一堆密码,没有办法用频率分析法破解出来。

这种加密方式的难点在于钥匙的随机性,数学证明了密码分析家无法破解这种加密法所加密的信息。这种密码法却从来没有被大规模使用,这种加密手段无法破解的核心原因是每一套钥匙只能使用一次,导致加密的成本非常高,加密者需要更经济的方式来进行加密。

解决这个问题的是德国人,时间也从一战变成了二战,这次的加密机器是“奇谜”,而奇谜的对手,是我们非常熟悉的数学家,图灵。

奇谜相当于一个能够多次使用的钥匙,每一次使用的时候都能够随机到一种钥匙,虽然钥匙的总数是固定的,但是因为钥匙实在太多,所以想破解奇谜的难度与单次钥匙簿的麻烦也相差无几。奇谜是一种不怕频率分析法又有庞大数量可能钥匙的加密机器。

二战之前德军买了三万多台奇谜,对德军而言奇谜是胜利的法宝但是出乎意料的是,奇谜却是希特勒失败的注脚。

英国在布莱切利庄园设置了新的密码破解机构,专门对抗奇谜。布莱切利的核心人物是图灵,为了能够找到德国人当天设置的钥匙,图灵找出了奇谜的破绽,逆奇谜的设计而动发明了回文机,实现了自动验证奇谜的密码。

破解奇谜之战最惊心动魄的破解德国海军的奇谜,德国海军的奇谜机比其他军种使用的奇谜更加复杂,最终詹姆斯·邦德的原创者,伊恩·弗莱明就曾经策划一种窃取钥匙的大胆计划:让英国飞行员驾驶俘获的德国轰炸机在英吉利海峡靠近德国一方迫降,德国海军势必航向飞机,进而英国人就能趁机登舰,窃取密码簿。这项大胆的计划最终还是没有执行。但是英国利用空袭德国潜艇和气象船的手段,还是搞到了英国人的密码簿,从此扭转了大西洋海战的战局。

历史学家大卫·坎恩认为破解奇谜拯救了生命,不只是同盟国人民的生命,缩减了战争也拯救了轴心国人民的生命,有些从第二次世界大战幸存下来的人,若没有这些破译成果,可能就保不住生命。这就是全世界从这些解码专家所得到的恩惠。

在破解奇谜的同时,英国人也在破解德国人更高难度的密码劳伦兹,为了破解劳伦兹,英国人需要做一系列的搜寻,对比,统计分析和判断,这要比破解奇谜难度更大,因此,英国人借助图灵的“万能图灵机”的构想设计了一台可以应付多种问题的机器,也就是我们今天所说的可程序化计算机,这就是现代计算机的先驱。
只可惜二战之后英国人毁灭了这台机器,让美国人的埃尼亚克成为计算机的先驱。

这场战争仍在继续,计算机在二战之后的加密解密之战中占据着决定性的角色。在这样一个信息成为最有价值的商品的时代,不论是魔王系统还是RSA加密法,都让加密者居于上风,但是绝对的隐私与信息泄露,又造成了许多问题。而即将迎来的量子时代,我们所面对的将会是一个更精彩的智力竞赛。
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