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愛倫·坡所說：密碼可破!人類的智慧不可能造成這樣的密碼，使得人類本身的才智即使運用得當(dāng)也無法破開它！
一 、密碼學(xué)的發(fā)展歷程
密碼學(xué)在公元前400多年就早已經(jīng)產(chǎn)生了，正如《破譯者》一書中所說“人類使用密碼的歷史幾乎與使用文字的時間一樣長”。密碼學(xué)的起源的確要追溯到人類剛剛出現(xiàn)，并且嘗試去學(xué)習(xí)如何通信的時候，為了確保他們的通信的機密，最先是有意識的使用一些簡單的方法來加密信息，通過一些（密碼）象形文字相互傳達信息。接著由于文字的出現(xiàn)和使用，確保通信的機密性就成為一種藝術(shù)，古代發(fā)明了不少加密信息和傳達信息的方法。例如我國古代的烽火就是一種傳遞軍情的方法，再如古代的兵符就是用來傳達信息的密令。就連闖蕩江湖的俠士，都有秘密的黑道行話，更何況是那些不堪忍受壓迫義士在秘密起義前進行地下聯(lián)絡(luò)的暗語，這都促進了密碼學(xué)的發(fā)展。
事實上，密碼學(xué)真正成為科學(xué)是在19世紀末和20世紀初期，由于軍事、數(shù)學(xué)、通訊等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，特別是兩次世界大戰(zhàn)中對軍事信息保密傳遞和破獲敵方信息的需求，密碼學(xué)得到了空前的發(fā)展，并廣泛的用于軍事情報部門的決策。例如在希特勒一上臺時，德國就試驗并使用了一種命名為“謎”的密碼機，“謎”型機能產(chǎn)生220億種不同的密鑰組合，假如一個人日夜不停地工作，每分鐘測試一種密鑰的話，需要約4.2萬年才能將所有的密鑰可能組合試完，希特勒完全相信了這種密碼機的安全性。然而，英國獲知了“謎”型機的密碼原理，完成了一部針對“謎”型機的綽號叫“炸彈”的密碼破譯機，每秒鐘可處理2000個字符，它幾乎可以破譯截獲德國的所有情報。后來又研制出一種每秒鐘可處理5000個字符的“巨人”型密碼破譯機并投入使用，至此同盟國幾乎掌握了德國納粹的絕大多數(shù)軍事秘密和機密，而德國軍方卻對此一無所知；太平洋戰(zhàn)爭中，美軍成功破譯了日本海軍的密碼機，讀懂了日本艦隊司令官山本五十六發(fā)給各指揮官的命令，在中途島徹底擊潰了日本海軍，擊斃了山本五十六，導(dǎo)致了太平洋戰(zhàn)爭的決定性轉(zhuǎn)折。因此，我們可以說，密碼學(xué)為戰(zhàn)爭的勝利立了大功。在當(dāng)今密碼學(xué)不僅用于國家軍事安全上，人們已經(jīng)將重點更多的集中在實際應(yīng)用，在你的生活就有很多密碼，例如為了防止別人查閱你文件，你可以將你的文件加密；為了防止竊取你錢物，你在銀行賬戶上設(shè)置密碼，等等。隨著科技的發(fā)展和信息保密的需求，密碼學(xué)的應(yīng)用將融入了你的日常生活。
二 、密碼學(xué)的基礎(chǔ)知識
密碼學(xué)(Cryptogra phy)在希臘文用Kruptos(hidden)+graphein(to write)表達，現(xiàn)代準確的術(shù)語為“密碼編制學(xué)”，簡稱“編密學(xué)”， 與之相對的專門研究如何破解密碼的學(xué)問稱之為“密碼分析學(xué)”。密碼學(xué)是主要研究通信安全和保密的學(xué)科，他包括兩個分支：密碼編碼學(xué)和密碼分析學(xué)。密碼編碼學(xué)主要研究對信息進行變換，以保護信息在傳遞過程中不被敵方竊取、解讀和利用的方法，而密碼分析學(xué)則于密碼編碼學(xué)相反，它主要研究如何分析和破譯密碼。這兩者之間既相互對立又相互促進。密碼的基本思想是對機密信息進行偽裝。一個密碼系統(tǒng)完成如下偽裝：加密者對需要進行偽裝機密信息（明文）進行偽裝進行變換（加密變換），得到另外一種看起來似乎與原有信息不相關(guān)的表示（密文），如果合法者（接收者）獲得了偽裝后的信息，那么他可以通過事先約定的密鑰，從得到的信息中分析得到原有的機密信息（解密變換），而如果不合法的用戶（密碼分析者）試圖從這種偽裝后信息中分析得到原有的機密信息，那么，要么這種分析過程根本是不可能的，要么代價過于巨大，以至于無法進行。
在計算機出現(xiàn)以前，密碼學(xué)的算法主要是通過字符之間代替或易位實現(xiàn)的，我們稱這些密碼體制為古典密碼。其中包括：易位密碼、代替密碼（單表代替密碼、多表代替密碼等）。這些密碼算法大都十分簡單，現(xiàn)在已經(jīng)很少在實際應(yīng)用中使用了。由于密碼學(xué)是涉及數(shù)學(xué)、通訊、計算機等相關(guān)學(xué)科的知識，就我們現(xiàn)有的知識水平而言，只能初步研究古典密碼學(xué)的基本原理和方法。但是對古典密碼學(xué)的研究，對于理解、構(gòu)造和分析現(xiàn)代實用的密碼都是很有幫助。以下介紹我們所研究的古典密碼學(xué)。
三 、古典密碼學(xué)的基本方法
從密碼學(xué)發(fā)展歷程來看，可分為古典密碼（以字符為基本加密單元的密碼）以及現(xiàn)代密碼（以信息塊為基本加密單元的密碼）兩類。而古典密碼有著悠久的歷史，從古代一直到計算機出現(xiàn)以前，古典密碼學(xué)主要有兩大基本方法：
代替密碼：就是將明文的字符替換為密文中的另一種的字符，接收者只要對密文做反向替換就可以恢復(fù)出明文。
置換密碼(又稱易位密碼)：明文的字母保持相同，但順序被打亂了。
現(xiàn)在我們匯報我們研究的幾種簡單的古典密碼學(xué)：
1. 滾桶密碼
引用 在古代為了確保他們的通信的機密，先是有意識的使用一些簡單的方法對信息來加密。如公元六年前的古希臘人通過使用一根叫scytale的棍子，將信息進行加密。送信人先將一張羊皮條繞棍子螺旋形卷起來（如圖），然后把要寫的信息按某種順序?qū)懺谏厦妫又蜷_羊皮條卷，通過其他渠道將信送給收信人。如果不知道棍子的寬度（這里作為密匙）就是不容易解密里面的內(nèi)容的，但是收信人可以根據(jù)事先和寫信人的約定，用同樣的scytale的棍子將書信解密。
2. 掩格密碼
引用 16世紀米蘭的物理學(xué)和數(shù)學(xué)家Cardano發(fā)明的掩格密碼，可以事先設(shè)計好方格的開孔，將所要傳遞的信息和一些其他無關(guān)的符號組合成無效的信息，使截獲者難以分析出有效信息。
3. 棋盤密碼
引用 我們可以建立一張表，使每一個字符對應(yīng)一數(shù) ， 是該字符所在行標號， 是列標號。這樣將明文變成形式為一串?dāng)?shù)字密文。
4. 凱撒（Caesar）密碼
引用 據(jù)記載在羅馬帝國時期，凱撒大帝曾經(jīng)設(shè)計過一種簡單的移位密碼，用于戰(zhàn)時通信。這種加密方法就是將明文的字母按照字母順序，往后依次遞推相同的字母，就可以得到加密的密文，而解密的過程正好和加密的過程相反。
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