莫爾斯電碼
莫爾斯電碼是美國人莫爾斯于1844年發(fā)明的。
摩爾斯電碼的歷史
最早的摩爾斯電碼是一些表示數(shù)字的點和劃。數(shù)字對應單詞,需要查找一本代碼表才能知道每個詞對應的數(shù)。用一個電鍵可以敲擊出點、劃以及中間的停頓。
雖然摩爾斯發(fā)明了電報,但他缺乏相關的專門技術(shù)。他與Alfred Vail簽定了一個協(xié)議,讓他幫自己制造更加實用的設備。Vail構(gòu)思了一個方案,通過點、劃和中間的停頓,可以讓每個字符和標點符號彼此獨立地發(fā)送出去。他們達成一致,同意把這種標識不同符號的方案放到摩爾斯的專利中。這就是現(xiàn)在我們所熟知的美式摩爾斯電碼,它被用來傳送了世界上第一條電報。
這種代碼可以用一種音調(diào)平穩(wěn)時斷時續(xù)的無線電信號來傳送,通常被稱做連續(xù)波(Continuous Wave),縮寫為CW。它可以是電報電線里的電子脈沖,也可以是一種機械的或視覺的信號(比如閃光)。
一般來說,任何一種能把書面字符用可變長度的信號表示的編碼方式都可以稱為摩爾斯電碼。但現(xiàn)在這一術(shù)語只用來特指兩種表示英語字母和符號的摩爾斯電碼:美式摩爾斯電碼被使用了在有線電報通信系統(tǒng);今天還在使用的國際摩爾斯電碼則只使用點和劃(去掉了停頓)。
電報公司根據(jù)要發(fā)的信的長度收費。商業(yè)代碼精心設計了五個字符組成一組的代碼,做為一個單詞發(fā)送。比如:BYOXO ("Are you trying to crawl out of it?";LIOUY ("Why do you not answer my question?",;AYYLU ("Not clearly coded, repeat more clearly."。這些五個字符的簡語可以用摩爾斯電碼單獨發(fā)送。在網(wǎng)絡用辭中,我們也會說一些最常用的摩爾斯商用代碼。現(xiàn)在仍然在業(yè)余無線電中使用的有Q簡語和Z簡語:他們最初是為報務員之間交流通信質(zhì)量、頻率變更、電報編號等信息服務的。
1838年1月8日,Alfred Vail展示了一種使用點和劃的電報碼,這是摩爾斯電碼前身。
作為一種信息編碼標準,摩爾斯電碼擁有其他編碼方案無法超越的長久的生命。摩爾斯電碼在海事通訊中被作為國際標準一直使用到1999年。1997年,當法國海軍停止使用摩爾斯電碼時,發(fā)送的最后一條消息是:“所有人注意,這是我們在永遠沉寂之前最后的一聲吶喊”!
莫爾斯電碼由點(.)、劃(-)兩種符號按以下原則組成:
1,一點為一基本信號單位,每一劃的時間長度相當于3點的時間長度。
2,在一個字母或數(shù)字內(nèi),各點、各劃之間的間隔應為兩點的長度。
3,字母(數(shù)字)與字母(數(shù)字)之間的間隔為7點的長度。
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 --..
1 .----
2 ..---
3 ...--
4 ....-
5 .....
6 -....
7 --...
8 ---..
9 ----.
0 -----
? ..--..
/ -..-.
() -.--.-
- -....-
. .-.-.-
還有一種表示莫爾斯密碼的方法:將旗子向左劃表示一橫,向右表示一點。這種方法已經(jīng)沒多少人知道了。
幾種常見密碼形式:
1、柵欄易位法。
即把將要傳遞的信息中的字母交替排成上下兩行,再將下面一行字母排在上面一行的后邊,從而形成一段密碼。
舉例:
TEOGSDYUTAENNHLNETAMSHVAED
解:
將字母分截開排成兩行,如下
T E O G S D Y U T A E N N
H L N E T A M S H V A E D
再將第二行字母分別放入第一行中,得到以下結(jié)果
THE LONGEST DAY MUST HAVE AN END.
2、愷撒移位密碼。
也就是一種最簡單的錯位法,將字母表前移或者后錯幾位,例如:
明碼表:ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
密碼表:DEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABC
這就形成了一個簡單的密碼表,如果我想寫frzy(即明文),那么對照上面密碼表編成密碼也就是iucb(即密文)了。密碼表可以自己選擇移幾位,移動的位數(shù)也就是密鑰。
3、進制轉(zhuǎn)換密碼。
比如給你一堆數(shù)字,乍一看頭暈暈的,你可以觀察數(shù)字的規(guī)律,將其轉(zhuǎn)換為10進制數(shù)字,然后按照每個數(shù)字在字母表中的排列順序,拼出正確字母。
舉例:110 10010 11010 11001
解:
很明顯,這些數(shù)字都是由1和0組成,那么你很快聯(lián)想到什么?二進制數(shù),是不是?嗯,那么就試著把這些數(shù)字轉(zhuǎn)換成十進制試試,得到數(shù)字6 18 26 25,對應字母表,破解出明文為frzy,呵呵~
4、字母頻率密碼。
關于詞頻問題的密碼,我在這里提供英文字母的出現(xiàn)頻率給大家,其中數(shù)字全部是出現(xiàn)的百分比:
a 8.2 b 1.5 c 2.8 d 4.3
e 12.7 f 2.2 g 2.0 h 6.1
i 7.0 j 0.2 k 0.8 l 4.0
m 2.4 n 6.7 o 7.5 p 1.9
q 0.1 r 6.0 s 6.3 t 9.1
u 2.8 v 1.0 w 2.4 x 0.2
y 2.0 z 0.1
詞頻法其實就是計算各個字母在文章中的出現(xiàn)頻率,然后大概猜測出明碼表,最后驗證自己的推算是否正確。這種方法由于要統(tǒng)計字母出現(xiàn)頻率,需要花費時間較長,本人在此不舉例和出題了,有興趣的話,參考《跳舞的小人》和《金甲蟲》。
5、維熱納爾方陣。
上面所說的頻率分析,很容易破解較長篇幅的密文,于是維熱納爾繼承前人的經(jīng)驗,創(chuàng)造出了這個維熱納爾方陣,從而克服了詞頻分析輕易能夠破解密碼的弊端,成為一種較為強大的密碼編譯形式。
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
1 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 A
2 C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B
3 D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C
4 E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D
5 F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E
6 G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F
7 H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G
8 I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H
9 J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I
10 K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J
11 L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K
12 M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L
13 N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M
14 O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N
15 P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O
16 Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P
17 R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q
18 S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R
19 T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S
20 U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T
21 V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U
22 W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V
23 X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W
24 Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X
25 Z 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
26 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
以上就是維熱納爾方陣,它由明碼表(第一行的字母)、密碼表(下面26行)和密鑰組成,下面我舉個例子說明。
舉例:
密鑰:frzy
密碼:qfuc
解:第一個字母,看以f開頭第五行,對應明碼表查找q字母所標示的字母為l。以此類推找出后面字母。所得明文為love。
一些新興的密碼形式:
1、利用鍵盤
無論是計算機鍵盤,還是手機鍵盤,都是出密碼的好工具哦,可以用錯位、或者排列形狀等。使用手機鍵盤和這個同理。另外手機鍵盤還可以在鍵盤的字母上做文章,例如你可以用51表示字母j,用73表示字母r等。
舉例:
r4a6
這個密碼利用計算機鍵盤,將明文字母分別向上移動一個位置,得到密文。破解結(jié)果為frzy。
852 74123 74123698 74269 78974123456 7412369
這排數(shù)字是不是很暈?其實很簡單,對照小鍵盤,依次打這些字母,看組成的形狀就行了。答案是I L O V E U。
2、字母形狀
如hep poo6。這個你可以從手機里打出來,然后把手機倒過來看,形成了密碼的明文,good day。