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[科普中国]-密码

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引证解释

1.特别编制的秘密电码。在约定的范围内使用,以区别于“明码”。《二十年目睹之怪现状》第九二回:“便亲自起了个一百多字的电稿,用他自己私家的密码译了出来,送到电局,打给他胞弟 惠禄 。”郭沫若《洪波曲》第十五章五:“不过我还可以保证,他们一定会把密码电报大大地改编过一道。”

2.引申指隐密的信息。王蒙《春之声》:“春天的旋律,生活的密码,这是非常珍贵的。”2

密码可以指:

密码 (密码学)(cipher),即密文,用于加密或解密的算法;

密码 (认证)(password),即口令,用于认证用途的一组文字;

密码 (电子游戏),电子游戏中用于返回游戏阶段的一串资料码。

名称由来公元前405年,古希腊雅典和斯巴达之间的伯罗奔尼撒战争已进入尾声。斯巴达军队逐渐占据了优势地位,准备对雅典发动最后一击。这时,原来站在斯巴达一边的波斯帝国突然改变态度,停止了对斯巴达的援助,意图使雅典和斯巴达在持续的战争中两败俱伤,以便从中渔利。在这种情况下,斯巴达急需摸清波斯帝国的具体行动计划,以便采取新的战略方针。正在这时,斯巴达军队捕获了一名从波斯帝国回雅典送信的雅典信使。斯巴达士兵仔细搜查这名信使,可搜查了好大一阵,除了从他身上搜出一条布满杂乱无章的希腊字母的普通腰带外,别无他获。情报究竟藏在什么地方呢?斯巴达军队统帅莱桑德把注意力集中到了那条腰带上,情报一定就在那些杂乱的字母之中。他反复琢磨研究这些天书似的文字,把腰带上的字母用各种方法重新排列组合,怎么也解不出来。最后,莱桑德失去了信心,他一边摆弄着那条腰带,一边思考着弄到情报的其他途径。当他无意中把腰带呈螺旋形缠绕在手中的剑鞘上时,奇迹出现了。原来腰带上那些杂乱无章的字母,竟组成了一段文字。这便是雅典间谍送回的一份情报,它告诉雅典,波斯军队准备在斯巴达军队发起最后攻击时,突然对斯巴达军队进行袭击。斯巴达军队根据这份情报马上改变了作战计划,先以迅雷不及掩耳之势攻击毫无防备的波斯军队,并一举将它击溃,解除了后顾之忧。随后,斯巴达军队回师征伐雅典,终于取得了战争的最后胜利。3

雅典间谍送回的腰带情报,就是世界上最早的密码情报,具体运用方法是,通信双方首先约定密码解读规则,然后通信—方将腰带(或羊皮等其他东西)缠绕在约定长度和粗细的木棍上书写。收信—方接到后,如不把腰带缠绕在同样长度和粗细的木棍上,就只能看到一些毫无规则的字母。后来,这种密码通信方式在希腊广为流传。现代的密码电报,据说就是受了它的启发而发明的。4

埃特巴什码,埃特巴什码是一个系统:最后一个字母代表第一个字母,倒数第二个字母代表第二个字母。

在罗马字母表中,它是这样出现的:

常文: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

密文:Z Y X W V U T S R Q P O N M LK J I H G F E D C B A

这种密码是由熊斐特博士发现的。熊斐特博士为库姆兰《死海古卷》的最初研究者之一,他在《圣经》历史研究方面最有名气的著作是《逾越节的阴谋》。他运用这种密码来研究别人利用其他方法不能破解的那些经文。这种密码被运用在公元1世纪的艾赛尼/萨多吉/拿撒勒教派的经文中,用以隐藏姓名。其实早在公元前500年,它就被抄经人用来写作《耶利米书》。耶利米是活动在公元前627-前586年间的犹太先知,圣经旧约书中有许多关于他的记载。在他离世前,犹太领土已被巴比伦人占领。它也是希伯来文所用的数种密码系统之一。

猪圈加密法,它的英文名是pigpen cipher。在18世纪时,Freemasons为了使让其他的人看不懂他所写而发明的,猪圈密码属于替换密码流,但它不是用一个字母替代另一个字母,而是用一个符号来代替一个字母, 把26个字母写进下四个表格中,然后加密时用这个字母所挨着表格的那部分来代替。4

密码组成密码是按特定法则编成,用以对通信双方的信息进行明密变换的符号。换而言之,密码是隐蔽了真实内容的符号序列。就是把用公开的、标准的信息编码表示的信息通过一种变换手段,将其变为除通信双方以外其他人所不能读懂的信息编码,这种独特的信息编码就是密码。4

密码是一门科学,有着悠久的历史。密码在古希腊与波斯帝国的战争中就被用于传递秘密消息。在近代和现代战争中,传递情报和指挥战争均离不开密码,外交斗争中也离不开密码。密码一般用于信息通信传输过程中的保密和存储中的保密。随着计算机和信息技术的发展,密码技术的发展也非常迅速,应用领域不断扩展。密码除了用于信息加密外,也用于数据信息签名和安全认证。这样,密码的应用也不再只局限于为军事、外交斗争服务,它也广泛应用在社会和经济活动中。当今世界已经出现了密码应用的社会化和个人化趋势。例如:可以将密码技术应用在电子商务中,对网上交易双方的身份和商业信用进行识别,防止网上电子商务中的“黑客”和欺诈行为;应用于增值税发票中,可以防伪、防篡改,杜绝了各种利用增值税发票偷、漏、逃、骗国家税收的行为,并大大方便了税务稽查;应用于银行支票鉴别中,可以大大降低利用假支票进行金融诈骗的金融犯罪行为;应用于个人移动通信中,大大增强了通信信息的保密性等等。

据路透社报道,英国安全局曾解密的一批文件,首次向世人展示了英国情报部门的工作成果。破译“裙中密码”就是其中著名的一起。

密码应用裙中藏玄机

二战期间,纳粹特工在探测盟军机密军事情报后,将这些情报传递给他们的负责人,从而决定作战方针。一次,盟军的检查员截获了一张设计图纸。这张设计草图上是3位年轻的模特,她们穿着时尚的服装。5

表面上看起来,设计草图很寻常,然而这张看似“清白”的图纸没能瞒过英国反间谍专家们的眼睛。英国安全局的官员们识破了纳粹特工的诡计,命令密码破译员和检查员迅速破译这些密码。

大批敌方援军随时可能到来。最终从这张设计图纸上密码破译员们读出了这样的信息。

原来纳粹特工利用摩尔斯电码的点和长横等符号作为密码,把这些密码做成装饰图案,藏在图上诸如模特的长裙、外套和帽子等图案中。

手段多种多样5

解密文件还展示了纳粹特工其他巧妙的传递情报的方法。为了把情报伪装得“天衣无缝”从而顺利寄出,纳粹特工可谓是处心积虑。

隐形的墨水、针刺的小孔以及字母的凹进都是他们的惯用伎俩。纳粹特工利用这些暗示告知军队活动、轰炸式袭击和军舰建造的具体细节。

他们还会把密码藏在活页乐谱、教你下象棋的描述以及速记符号里面。这些带密码的情报被伪装成普通书信。

有时他们把明信片加厚一层,在夹层中塞满极其薄的纸片和文书。种种稀奇古怪的手段让人防不胜防。

老马也失蹄

纳粹特工还利用字母表“作弊”。看起来只是一份普通的信件,但你把每个单词的第一个字母拼起来,就是一封“机密情报”。

两名德国特务1942年被逮捕,他们向英国情报部门坦白了这种藏匿密码的方法。然而,英国情报部门两次都与这样的机密文件失之交臂,让情报流传了出去。原因是,他们认为以后不再会有这种藏匿情报的方法,所以并未把那两封信当成机密文件处理。

这种密码藏在一封“休伯特”写给“珍妮特”姑妈的信中。信中暗藏的情报是“14架波音堡垒式轰炸机昨日抵达伦敦。飞行员将空袭基尔(德国城市)。

英国战时情报侦察负责人大卫·皮特里曾尴尬地承认这两次失败“有点烦人”。

但随着战争的发展,反间谍官员们也发明了种种探测可疑信件的方法!

证据确凿的纳粹特工信件通常包括:

文字散漫而没有重点,信寄往中立国而信封上贴着大量的邮票。

书信中有艰深难懂又少用的短语是暗藏密码的标志之一。

信件中人员的罗列和大段关于桥牌的内容也会引起怀疑。3

加密方法RSA算法RSA算法是第一个能同时用于加密和数字签名的算法,也易于理解和操作。RSA算法是一种非对称密码算法,所谓非对称,就是指该算法需要一对密钥,使用其中一个加密,则需要用另一个才能解密。4

RSA的算法涉及三个参数:n,e1,e2。

其中,n是两个大质数p和q的积,n的二进制表示时所占用的位数,就是所谓的密钥长度。

e1和e2是一对相关的值,e1可以任意取,但要求e1与(p-1)*(q-1)互质(互质:两个正整数只有公约数1时,他们的关系叫互质);再选择e2,要求(e2*e1)mod((p-1)*(q-1))=1。

(n,e1),(n,e2)就是密钥对。

RSA加解密的算法完全相同,设A为明文,B为密文,则:A=B^e1 mod n;B=A^e2 mod n

e1和e2可以互换使用,即:A=B^e2 mod n;B=A^e1 mod n

ECC加密法ECC算法也是一个能同时用于加密和数字签名的算法,也易于理解和操作。同RSA算法是一样是非对称密码算法使用其中一个加密,用另一个才能解密。1

公开密钥算法总是要基于一个数学上的难题。比如RSA 依据的是:给定两个素数p和q 很容易相乘得到n,而对n进行因式分解却相对困难。那椭圆曲线上有什么难题呢?

考虑如下等式 :

K=kG [其中 K,G为Ep(a,b)上的点,k为小于n(n是点G的阶)的整数]

不难发现,给定k和G,根据乘法法则,计算K很容易;但给定K和G,求k就相对困难了。

这就是椭圆曲线加密算法采用的难题。我们把点G称为基点(base point),k(k