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回復(fù)

關(guān)于密碼的一些歷史與資料

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發(fā)表于 2010-6-27 08:46:39
本帖最后由 偵探AV 于 2010-6-27 08:48 編輯

密碼的歷史是十分悠久的,人類文明剛剛形成的公元前2000年,古埃及就有了密碼,我們?cè)诠虐<暗膲災(zāi)怪姓业搅艘粔K貴族的墓碑,上面的象形文字不同于我們已知的普通埃及象形文字,而是由一位擅長(zhǎng)書寫的人經(jīng)過變形處理之后寫的,但是具體的使用方法已經(jīng)失傳。人們推測(cè)這是為了給墳?zāi)乖黾由衩貧夥眨蕴岣吣怪鞯穆曂?

    希伯來(lái)也是同樣古老的文明,公元前21世紀(jì),希伯亞民族發(fā)源于兩河流域的美索不達(dá)米亞的吾珥(Ur),在這批游牧民族為了尋找牧場(chǎng)而遷移,踏上迦南,巴勒斯坦的土地之后,他們被稱為希伯來(lái),即迦南語(yǔ)“越河者”之意。而希伯來(lái)民族的偉大領(lǐng)袖亞伯拉罕的孫子雅各,在傳說(shuō)中一次與神的角力中獲勝后,這個(gè)民族有了一個(gè)更加為人所知的名字--以色列,即“與神角力”之意,雅各也成為以色列的祖先。希伯來(lái)人開發(fā)出了三種加密法,稱為“atbah”、“atbash”和“albam”,是否覺得眼熟呢?丹·布朗的Fans一定想到了吧,《達(dá)芬奇密碼》中,達(dá)芬奇密碼筒中詩(shī)句的一句:“埃特巴什使道昭顯”(and atbash will reveal the truth to thee.)這里的埃特巴什正是指希伯來(lái)三種加密法中最為有名的atbash。在介紹這三種加密法前,先讓我們了解一下希伯來(lái)字母,希伯來(lái)字母共有22個(gè):(雖然對(duì)丹·布朗的真實(shí)性很懷疑,但還是決定引用《達(dá)芬奇密碼》中的希伯來(lái)字母表)
    A(Alef) B(Beit) G(Gimel) D(Dalet) H(Hei) V(Vav) Z(Zayin) Ch(Chet) T(Tet) Y(Yud) K(Kaf) L(Lamed) M(Mem) N(Nun) S(Samech) O(Ayin) P(Pei) Tz(Tzadik) Q(Kuf) R(Reish) Sh(Shin) Th(Tav)
    這三種加密方式都是把字母兩兩配對(duì)后進(jìn)行互相替換,atbash,即《達(dá)芬奇密碼》中的這種密碼,是將字母表顛倒后配對(duì),其配對(duì)如下:
    A  B  G D H  V Z Ch T Y K
    Th Sh R Q Tz P O S  N M L
    這種密碼顯然更容易被應(yīng)用到拉丁字母當(dāng)中,其實(shí),這就是我們常說(shuō)的字母倒序。:
    A B C D E F G H I J K L M
    Z Y X W V U T S R Q P O N
    出一道例題來(lái)幫助理解:
    密文:OLLP,GSV ERITRM HSZOO XLMXVREV ZMW YVZI Z HLM,ZMW GSVB HSZOO MZNV SRN VNNZMFVO
    將密文中所有的字母用配對(duì)表中與之配對(duì)的字母代替后,不難得到
    明文:look,the virgin shall conceive and bear a son,and they shall name him Emmanuel。(“必有童女懷孕生子,人要稱他的名為以馬內(nèi)利。”選自《圣經(jīng)--馬太福音》第一章)
    順帶一提,這是D最為常用的密碼,每個(gè)人都有自己的喜好,即對(duì)一種簡(jiǎn)單密碼有著頻繁的使用,當(dāng)然他們更多地把這種簡(jiǎn)單密碼與其他密碼復(fù)合后再應(yīng)用,D就曾經(jīng)把字母倒序與柵欄、Playfair等密碼結(jié)合,出一些復(fù)合密碼的題目。

    albam的配對(duì)表則是這樣的:
    A B G D H V Z  Ch T Y  K
    L M N S O P Tz Q  R Sh Th
    這是將字母表的后半部分直接移到下一行,這同樣適用于拉丁字母:
    A B C D E F G H I J K L M
    N O P Q R S T U V W X Y Z
    例題密文:NAQ LBH,ORGUYRURZ,VA GUR YNAQ BS WHQNU,NER OL AB ZRNAF YRNFG NZBAT GUR EHYRF BS WHQNU;SBE SEBZ LBH FUNYY PBZR N EHYRE JUB VF GB FURCUREQ ZL CRBCYR VFENRY.
    同上題一樣,易得
    明文:and you,Bethlehem,in the land of Judah,are by no means least among the rules of Judah;for from you shall come a ruler who is to shepherd my people Israel。(“猶大地的伯利恒啊,你在猶大諸城中并不是最小的,因?yàn)閷?lái)有一位君王要從你那里出來(lái),牧養(yǎng)我以色列民。”選自《圣經(jīng)--馬太福音》第二章)

    atbah碼,根據(jù)我手上的資料,我推測(cè)其配對(duì)表如下:
    A B  G D H Y  K  L M N  S O
    T Ch Z V H Th Sh R Q Tz P O
    但是沒有任何證據(jù)說(shuō)明這一點(diǎn),我也不敢肯定,因?yàn)檫@種配對(duì)尚和部分資料沖突不符。和竹子商量了一下,決定這里先暫時(shí)跳過,等有了詳細(xì)且可靠的資料時(shí),再出個(gè)補(bǔ)丁修正。這個(gè)配對(duì)表,各位看看就算了,不必注意。  

    著名的希伯來(lái)密碼并沒有被稱為最早的密碼,顯然這種密碼并不像發(fā)明它的文明那樣古老。另一個(gè)古老文明是希臘,希臘人使用過一種有趣的傳遞情報(bào)的手段,他們先把一個(gè)奴隸的頭發(fā)剃光,然后再頭皮上寫下情報(bào)內(nèi)容,等這位奴隸的頭發(fā)長(zhǎng)好后,他就可以帶著這份情報(bào)出發(fā)了。如果你還記得我們之前提到的密碼的分類,你會(huì)發(fā)現(xiàn)這顯然是一個(gè)夾帶加密法,它把密文以隱藏的方式傳遞。一個(gè)顯而易見的問題是,這種密碼沒有什么時(shí)效性,我們的情報(bào)員需要等自己的頭發(fā)長(zhǎng)到可以隱藏情報(bào)時(shí),才能夠出發(fā)將情報(bào)傳送到它應(yīng)該被送到的地方。如果我決定把亡者島出了新章節(jié)這個(gè)消息用這種奇怪的方法告訴竹子,雖然它可能瞞過8Y,但等竹子收到這個(gè)消息時(shí),亡者島可能又出了4或5章。在戰(zhàn)場(chǎng)這種地方,這種延遲性所帶來(lái)的后果可想而知,這或許是這種密碼未能發(fā)展下去的原因。因此,再加上夾帶加密法有時(shí)并不被認(rèn)為是一種密碼,它也沒能成為最早的密碼。

    真正得到大部分人公認(rèn)的最早的密碼是斯巴達(dá)人發(fā)明的,在公元前8至公元前6世紀(jì),希臘半島上出現(xiàn)了200多個(gè)奴隸制國(guó)家,它們都以一個(gè)城市為中心,包括周圍的若干城鎮(zhèn),這被稱為“城邦”。在這些城邦之中,最強(qiáng)大的是推崇武力的斯巴達(dá)和強(qiáng)調(diào)民主的雅典。公元前十二世紀(jì),一批多利亞人來(lái)到斯巴達(dá)地區(qū),200年后,他們用五個(gè)村落組成了一個(gè)城市,稱為“斯巴達(dá)城”。斯巴達(dá)人憑借自己強(qiáng)大的武裝,將這片土地原有的居民變成了自己的奴隸,稱他們?yōu)椤跋B迦恕保拱瓦_(dá)通過這些奴隸進(jìn)行各種農(nóng)業(yè)或是手工業(yè)勞動(dòng),而斯巴達(dá)人自己要做的,只是隨時(shí)準(zhǔn)備鎮(zhèn)壓不斷的奴隸起義。這種鎮(zhèn)壓起義的需要使得斯巴達(dá)人無(wú)比的崇尚武力,他們希望把每一個(gè)男子都訓(xùn)練成為最強(qiáng)悍的武士,男孩出身時(shí)需要接受長(zhǎng)老的檢查,如果被認(rèn)為身體不夠強(qiáng)壯,就會(huì)被直接扔掉,只有合格的健壯嬰孩才允許被養(yǎng)育。這些孩子將從小接受最為嚴(yán)格的訓(xùn)練,優(yōu)勝劣汰,直到他們長(zhǎng)到二十歲,那時(shí)他們將進(jìn)入軍隊(duì),開始軍旅生涯。他們將在軍營(yíng)被訓(xùn)練成為具有嚴(yán)格組織紀(jì)律性的戰(zhàn)士,30歲時(shí)才可以成家,并同時(shí)接受訓(xùn)練,直到60歲退伍。這種近乎恐怖的訓(xùn)練方式使得斯巴達(dá)成功地成為希臘半島上最強(qiáng)大的城邦,并將周圍的其它城邦征服,并成立了以自己為首的城邦聯(lián)盟。一個(gè)區(qū)域內(nèi)存在像斯巴達(dá)和雅典這樣兩個(gè)強(qiáng)大的勢(shì)力,接下來(lái)會(huì)發(fā)生的事情可想而知,雖然他們?cè)?jīng)作為盟友,擊敗了波斯的兩次入侵(其中包括著名的馬拉松戰(zhàn)役、溫泉關(guān)血戰(zhàn)和薩拉米海戰(zhàn))。公元前431年,斯巴達(dá)和雅典以及雙方的盟友終于發(fā)生了戰(zhàn)爭(zhēng)。戰(zhàn)爭(zhēng)持續(xù)了幾十年,這段時(shí)間中斯巴達(dá)人借助波斯的力量構(gòu)建了一只強(qiáng)大的海軍。在公元前405年,北路軍司令來(lái)山得率領(lǐng)斯巴達(dá)海軍在羊河口全殲雅典海軍之后,雅典最終被斯巴達(dá)征服。公元前404年,在來(lái)山得征服雅典之后,得到了本國(guó)間諜(最早的情報(bào)部門?)送來(lái)的情報(bào),雅典的殘余部隊(duì)打算在斯巴達(dá)軍隊(duì)回國(guó)的路上發(fā)動(dòng)攻擊。來(lái)山得當(dāng)機(jī)立斷,率軍輕裝速行,成功地脫離險(xiǎn)境。而這份情報(bào),正是使用密碼書寫的,是歷史記載上第一次將密碼應(yīng)用于軍事領(lǐng)域。
    長(zhǎng)期的戰(zhàn)爭(zhēng)使得斯巴達(dá)人發(fā)展出了自己的一套加密方式,他們將其稱為“Scytail”,這個(gè)單詞的發(fā)音近似“Skytale”,于是這種密碼最終被稱為“Skytale”(中文譯為“天書”)。斯巴達(dá)人把一個(gè)帶狀物,比如紙帶、羊皮帶或是皮革類的東西,呈螺旋形緊緊地纏在一根權(quán)杖或木棍上,之后再沿著棍子的縱軸書寫文字,在這條帶狀物解開后,上面的文字將雜亂無(wú)章,收信人只需用一根同樣直徑的棍子(這兩根同樣直徑的棍子可以是在出征前把一根棍子鋸斷后得到,之后將領(lǐng)和“情報(bào)部門”各拿一半。)重復(fù)這個(gè)過程,就可以看到明文,這還是人類歷史上最早的加密器械。很遺憾不能用文字給你們示范這個(gè)過程,你們可以自己找些東西進(jìn)行試驗(yàn)。


在密碼發(fā)展的早期,希臘人無(wú)疑扮演了重要的角色,除了斯巴達(dá)人貢獻(xiàn)了天書這一最早的密碼之外,希臘人還創(chuàng)造了其它形式的密碼。
  首先登場(chǎng)的是希臘方盤,這是一種古老的密碼,大約形成于公元前2世紀(jì),有時(shí)也被稱為希臘棋盤,它使用一個(gè)5×5的棋盤式方格來(lái)加密,把字母按照順序填入,隨后使用這個(gè)字母所在的行和列,也就是坐標(biāo),來(lái)代指這個(gè)字母。你可能意識(shí)到一個(gè)問題,即26個(gè)字母如何能填入一個(gè)5×5的棋盤式方格?這個(gè)原因在于,希臘人并不使用一種擁有26個(gè)字母的語(yǔ)言。事實(shí)上,希臘字母只有24個(gè)(alpha,beta,gamma,delta,epsilon,zeta,eta,thet,iot,kappa,lambda,mu,nu,xi,omicron,pi,rho,sigma,tau,upsilon,phi,chi,psi,omega),因而可以成功填入這個(gè)棋盤。我們當(dāng)然不會(huì)使用希臘語(yǔ)來(lái)傳遞信息,正如同上次的希伯來(lái)密碼一樣,我們希望這種密碼可以應(yīng)用于拉丁字母,使得我們可以用英語(yǔ),甚至是拼音來(lái)作為明文。在這里,通常將i和j填入一個(gè)方格內(nèi)。構(gòu)成方陣:
A B C D E
F G H I/J K
L M N O P
Q R S T U
V W X Y Z
  每個(gè)字母由對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)代替,比如T就加密為44, Terry用希臘方盤來(lái)加密的結(jié)果是4415424254。你不會(huì)對(duì)這種密碼感到陌生,如果你看過夏理的連鎖謎題帖,最后一題正是希臘方盤,夏理沒有依常規(guī)使用標(biāo)準(zhǔn)方陣,他去掉了方陣中的W,這個(gè)的提示是“它們共有25個(gè),即便再加上一個(gè)它就成了前者的兩倍,把它們放在一個(gè)恰好可以容納它們的正方形里,此時(shí)真正的鑰匙就會(huì)出現(xiàn)”,是指W是之前的字母V的兩倍(明白么?看字母形狀),從而得到答案“SS.Vadine”。密碼不拘泥于其標(biāo)準(zhǔn)形式,這正是一個(gè)很好的例子,正如同標(biāo)準(zhǔn)的愷撒是后退三位,但是沒人這么做,這使得密碼有更多變化,本章正希望向你闡明這一點(diǎn)。
  那么我們來(lái)看看這個(gè)方盤有什么可變化的余地。首先,密碼本身的加密法取決于那個(gè)方陣的排布,夏理沒有使用標(biāo)準(zhǔn)排布(當(dāng)然他對(duì)這一點(diǎn)給出了提示,這是個(gè)關(guān)鍵,密碼需要變化,但如何使這個(gè)密碼不像有些帖子一樣石沉大海,一個(gè)好的提示是關(guān)鍵,以后如果有機(jī)會(huì)我再討論這個(gè)問題),使用一個(gè)方陣進(jìn)行加密時(shí),如何決定其排布呢?
  第一種方法是如夏理一樣,去掉一個(gè)字母,使其形成完美的矩陣造型,這里有26種手法,或者說(shuō)26個(gè)密鑰。這里有一個(gè)問題,我們將缺少一個(gè)字母的加密法,我們的明文如果出現(xiàn)這個(gè)字母,我們毫無(wú)辦法。(顯然你不能去掉像E、S這樣的字母,我們的明文幾乎不可能避開它們)
  第二種,調(diào)整字母順序,為何一定要按照字母順序填寫方盤呢?我們當(dāng)然可以按照自己喜歡的順序填寫,比如鍵盤順序(QWERTYUIOPASDFGHJKLZXCVBNM),一個(gè)常見的手法。或者使用關(guān)鍵字順序,我會(huì)在關(guān)鍵字加密法中詳細(xì)介紹這種字母排列。
  第三種,我們還可以改變方盤的形狀,一個(gè)5×5的方陣固然好,但是變成4×7的也不壞,我們還可以多出三個(gè)方格放其它的東西(標(biāo)點(diǎn)?常用詞組?)。
  以上只是隨意舉例,當(dāng)你希望并思考變化時(shí),你會(huì)發(fā)現(xiàn)一種極其簡(jiǎn)單的密碼也有著復(fù)雜的變化,T拋磚引玉,希望引出你們的無(wú)限創(chuàng)意,本章的主題就在于此,希臘的智慧,也是你們的智慧。
  現(xiàn)在來(lái)看看另外一種密碼,公元前4世紀(jì),希臘人艾奈阿斯發(fā)明了艾奈阿斯繩結(jié),這種密碼使用一根繩子來(lái)傳遞信息,繩子上系著距離不等的繩結(jié),而兩個(gè)繩結(jié)之間的距離代指一個(gè)字母,這段距離當(dāng)然是事先規(guī)定好的。(我很懷疑他們是否能準(zhǔn)確的打這個(gè)結(jié),以至不產(chǎn)生誤解)
  這種看似不能被我們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)上應(yīng)用的密碼有什么意義呢?我們?cè)囍谶@里做一點(diǎn)變化:aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa sssss ddddddddddddddddddd ffffffffffffffffff ggggggggggggggggggggggggg。如果我說(shuō)這還是我的名字,你是否能明白其加密原理?每?jī)蓚€(gè)空格之間的字母?jìng)€(gè)數(shù)是指字母序數(shù),這還是艾奈阿斯繩結(jié)。當(dāng)然這個(gè)密文太長(zhǎng)了,五個(gè)字母的明文被加密成了七八十個(gè)字母的密文,我們可以再看看另一種變化:aa bbbbb abbbbbbbb abbbbbbbb aabbbbb,還是名字,這里用a的個(gè)數(shù)代指十位,b做個(gè)位。當(dāng)然還可以更短:aa b abccc abccc aab,a、b、c分別代表10、5、1。




  這里還可以有什么別的思路呢?艾奈阿斯繩結(jié)的實(shí)質(zhì)實(shí)際是使用兩個(gè)字符來(lái)表示字母,一個(gè)是繩結(jié),一個(gè)是無(wú)繩結(jié)處。有和無(wú),0和1,你想到2進(jìn)制么?還是名字:
000000000000000000001000001000000000000000000100000000000000000010000000000000000000000000
  如果我們把它分成幾段,比如16位一段,剩下的用1補(bǔ)齊:
0000000000000000
0000100000100000
0000000000000100
0000000000000000
1000000000000000
0000000000111111
  我們?cè)侔阉鼡Q成十進(jìn)制:0,2080,4,0,32768,63。那么完成了,一個(gè)復(fù)雜的加密手段。
  那么,思考一個(gè)問題,誰(shuí)能在看到這串?dāng)?shù)字時(shí),明白并解密這種密碼呢?毫無(wú)疑問是幾乎沒有,尤其是只有這么六個(gè)數(shù)字的情況。我們總是覺得自己的密碼很簡(jiǎn)單,然而即使是艾奈阿斯繩結(jié)這樣看似簡(jiǎn)單的手法,怎么才能知道加密者使用的是這數(shù)以千萬(wàn)計(jì)的變化中的某種呢?尤其在當(dāng)你只給出這么幾個(gè)數(shù)字時(shí)。于是,一半以上的密碼題目石沉大海……即使有著足夠的明文,當(dāng)面對(duì)著二進(jìn)制轉(zhuǎn)換、16位一段、艾奈阿斯繩結(jié)……有多少人能看出其中的密碼特性,將其破解呢?顯然,我們需要的是提示……密碼只是游戲,我們享受的是破解的樂趣,密碼的價(jià)值正在于被破解。這當(dāng)然是與密碼的本質(zhì)相違背的,密碼的本質(zhì)是保密。但是,在電子計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展中,傳統(tǒng)密碼以毫無(wú)安全性可言,它的意義已經(jīng)成為了一種娛樂,于是它的價(jià)值是被破解而不是不被破解。

第一次發(fā)帖,希望沒人發(fā)過.

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| 發(fā)表于 2010-6-27 10:22:53
好多,先收藏了再說(shuō)
| 發(fā)表于 2010-6-27 11:33:04
那中國(guó)古代有沒有什么密碼呢??是不是全是詩(shī)句隱含意思的那種。。
| 發(fā)表于 2010-6-27 13:15:32
好復(fù)雜,我慢慢看……
| 發(fā)表于 2010-6-27 16:53:55
中國(guó)古代的密碼恐怕就和婲儛蝶罙出的預(yù)告函差不多吧1
| 發(fā)表于 2010-6-27 18:31:40
中國(guó)古代、、、估計(jì)密寫用的多吧、、、密碼、、、哪有那種人才、、、
| 樓主| 發(fā)表于 2010-6-29 15:48:12
中國(guó)古代秘密通信的手段,已有一些近于密碼的雛形。宋曾公亮、丁度等編撰《武經(jīng)總要》“字驗(yàn)”記載,北宋前期,在作戰(zhàn)中曾用一首五言律詩(shī)的40個(gè)漢字,分別代表40種情況或要求,這種方式已具有了密本體制的特點(diǎn)。

1871年,由上海大北水線電報(bào)公司選用6899個(gè)漢字,代以四碼數(shù)字,成為中國(guó)最初的商用明碼本,同時(shí)也設(shè)計(jì)了由明碼本改編為密本及進(jìn)行加亂的方法。在此基礎(chǔ)上,逐步發(fā)展為各種比較復(fù)雜的密碼。
| 發(fā)表于 2021-11-8 15:31:06 | 發(fā)自安卓客戶端
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| 發(fā)表于 2022-2-4 02:02:01 | 發(fā)自安卓客戶端
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