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世界著名密碼史學家戴維·卡恩曾說:“人類使用密碼的歷史幾乎與使用文字的時間一樣長”,這意味著人類密碼領域的較量已近五千年。提及“密碼”一詞,大多數人會想到日常所用的手機密碼、銀行卡密碼、二維碼等等。其實,這些散見於我們生活中的各類登入密碼,嚴格來說只是驗證口令,是密碼技術應用的冰山一角。

密碼起源可以追溯到何時?在歷史長河中,密碼在戰爭、商業、外交和間諜活動中發揮了怎樣的作用?有哪些竊密陰謀和風雲故事?本期澎湃問吧邀請《破譯者:人類密碼史》責編李曉凌,聊聊世界密碼學領域的故事。


歷史上最早的密碼

@ donottag:歷史上第一個密碼長什麼樣?

李曉凌 :約4000年前,尼羅河如緞帶般向前流淌,河畔坐落著一個名為梅內特·庫孚的小鎮,鎮裡有一個高明的書寫員,他用象形文字記下了他主人的生平,從此開創了有文字記載的密碼學史。這可能是較早的有文字記載的記錄,沒有記載的就無法考證了。

@Chelsea:最早的密碼是在什麼情境下誕生的?

李曉凌:最早發明密碼的人?這個問題相當於問誰是第一個吃螃蟹的人,著實很難考證。不過我可以告訴您很多有名的密碼專家,如西方密碼學之父萊昂·巴蒂斯塔·阿爾貝蒂,法國密碼學之父安託萬·羅西尼奧爾,英國密碼學之父約翰·沃利斯,美國編碼學開創者托馬斯·傑弗遜,現代密碼學先驅奧古斯特·克爾克霍夫,一戰中最偉大的密碼分析家喬治·潘萬,美國密碼破譯之父、黑室(密碼局)創始人赫伯特·雅德利等等,他們背後都藏著很多精彩的故事。

我認為密碼發明的目的是為了保密,不讓資訊被通訊雙方之外的第三人知曉。發信人將明文通過金鑰加密成密文,傳遞給收信人,這樣除了收信人之外的其他人就無法解讀了。但是,越來越多的人想嘗試在不知道金鑰的情況下破解密碼,於是就發生了許許多多的密碼破譯故事。

@ 西瓜可樂味:密碼最初的設定是怎樣讓其他人能懂得其中規則,並且進行破譯呢?

李曉凌:編制密碼時,一般有三個要素:明文、金鑰和密文。明文是指需要加密的資訊,通常用通訊雙方母語寫就;金鑰,多數情況下使用單詞、短語或數字;通過金鑰加密後得出的祕密資訊就成了密文。包裹在祕密外衣下傳遞出去的資訊,就叫“密報”、“密信”或“密電”。一般來說,只有收信人才知道金鑰,從而解密出資訊。但是不排除被密碼破譯者從半道截獲並破開,而破譯者是不知道金鑰或密碼系統的人(第三方或“敵人”)。破譯者和編碼者的較量一直貫穿在人類歷史發展的長河中。

@道遠心寬:您見過最離譜的金鑰是什麼?

李曉凌:一般來說金鑰是由數字、字母和符號構成,利用它們出現的頻率、順序等進行加密。在分析字母頻率時,作者分享了很有意思的一本書:《蓋茲比——5萬個無字母E單詞寫成的故事》(Gadsby, A Story of Over 50,000 Words Without Using the Letter E)。這是個令人驚歎的絕活。不相信的讀者請試試哪怕是造一個沒有e的句子要花多長時間。《蓋茲比》的作者歐內斯特·文森特·賴特(Ernest Vincent Wright),一個不屈不撓的白髮老者,列舉了在這項自找麻煩的工作中遇到的問題。他要避免大部分過去式動詞,因為它們以-ed結尾。他永遠不能用the或代詞he、she、they、we、me和them,並且不得不排除一些似乎不可或缺的動詞,如are、have、were、be 和been及一些基本單詞如there、these、those、when、then、more、after 和very。也因此不能用6到30間的數字,寫成數字也不行,因為它們拼寫出來就會出現e。

密碼使用的多重場景

@ 澎湃網友niIrqe:怎樣讀懂摩斯電碼?戰爭中還有哪些常用的密碼?

李曉凌:關於莫爾斯電碼的一些基本知識:通過點、劃、點和劃之間的停頓等等來表達不同的意思。戴維·卡恩曾舉例:若一個詞裡出現兩個空格錯誤,結果可能與原文相去甚遠,如BANEFUL(有害的)(— — — — — — )可能變成DUTIFUL(盡職的)(— — — — — — )。想完全讀懂莫爾斯電碼,恐怕不是一時半會兒就能行的,唯有下功夫多學習研究。戰爭中使用的密碼則種類繁多,如大西洋密碼戰中的恩尼格瑪密碼、二戰中的紫密等等。


使用中的恩尼格瑪密碼機 1943年

@oxford:我國在軍事上最早使用密碼是在什麼時候?有哪些密碼型別?

李曉凌:在軍事應用中,古代中國11世紀編纂的《武經總要》(Wu-ching tsung-yao)記載了一種真切小巧的程式碼。按照一張寫有40個條目的清單,通訊雙方用一首詩的前40個字代表各條目,這些條目的內容不等,其中包括請求支援弓和箭、遞送捷報等。例如一個副將欲請箭,就把相應的字寫在一封普通書信的特定位置,字上蓋自己的印。將軍可以寫下同樣的字,蓋上自己的印以示批准,或者只蓋印不寫字表示拒絕。即使書信被人擷取,保密內容依然不會被洩露。

在中國古代,還有一些使節和將領主要通過口述傳信,信差記住資訊然後轉達。至於書面函件,中國人往往用極薄的帛或紙寫就,捲成球、封入蠟丸。信差把蠟丸藏在身上,或塞進直腸,或吞入腹中。這是隱寫術的一種形式。傳遞訊息過程中,如果某人的名字裡有“菊”字,通訊人會把他說成“黃花”,這是使用了隱語。這些只有發信人和收信人才知曉。

@一隻餃子:銀行卡密碼只有6位數,真的能保障安全麼?

李曉凌:我們所謂的銀行卡密碼,其實是“口令”(password)。暴力破解沒有規律的6位數口令平均需要嘗試50萬次,假設銀行每天給你三次嘗試機會,破解一則密碼需要456年多。

@二炭:李老師,怎樣設定密碼才安全而又不易被自己忘記?

李曉凌:即使別人知道你的銀行卡密碼是你家狗狗生日,他也查不到,哈哈。


《破譯者:人類密碼史》,[美]戴維·卡恩(David Kahn)著,朱鴻飛、張其巨集譯,金城出版社2021年6月。



原文連結:https://inewsdb.com/數碼/五千年人類密碼史:什麼樣的密碼最安全

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