关于密码我们能知道什么——西方古典密码

继续上一篇文章，我们讲了一些中国古代著名的密码。 这次我们就来说说西方的。

西方密码学的起源可以追溯到多远，取决于密码学的相关定义的确定范围。 以古代苏美尔人为例。 他们信仰许多神，但“大圈”中只有十二位神，六男六女。 每个神都有一个对应的数字，可以代替他或她的名字。 这可以说是后来替代密码的雏形。 但我个人认为，就这个系统而言，强调的是替换，并没有强调密码的“密”字，所以可能称之为编码而不是密码更好。

事实上，从我个人的角度来看，似乎每种文化在发展了文字或语言之后，很快就会发展出代码。 首先，当大多数人不识字时，写作本身就提供了某种保密性； 其次，在文字发展的早期阶段，新的定义不断被创造出来，而在这个定义被广泛使用之前，它具有相当大的保密性。 ; 三一，以我们的汉字为例。 从象形到象形、从繁体到简化等一系列变化，可以说是代码的创造和破译，直到因方便而得到充分利用。

因此，如上所述，苏美尔“密码原型”的例子还可以有很多； 但现在西方数字符号，我们将直接从古希腊人创建和使用密码开始。 至于原因，就在于我之前提到的“秘密”； 古希腊所有可验证的密码都有非常不同的加密意图和编码系统。

公元前 404 年，斯巴达人使用一种叫做“密码棒”的东西来传达信息。 其方法是将一条薄纸带缠绕在一定大小的棍子上，并在上面写几行来传达要传达的内容。 重要的是信息是按照棒的方向写入的。 当纸带从棒上取下时，其上的信息顺序就会被打乱。 这是一个转置密码。 它并不是替换字母本身，而是改变字母的顺序来实现隐藏。 信息的目的。 任何人只要使用与原件大小相同的棍子就可以恢复正确的信息。

希腊密码的另一个例子是波利比乌斯密码，由波利比乌斯于公元前 170 年左右记录。 该密码系统的一个特点或缺陷是其密文长度是明文长度的两倍。 次。 在这个系统中，每个字母都被其在方阵中的位置数字所取代。 之一个数字是字母的行号，第二个数字是字母的列号。 该系统是单字母替换密码的特例，与上面提到的苏美尔“原型密码”属于同一类别，它总是用相同的符号替换相同的字母。

图中显示的是一个5*5的方阵，这对于我们现在所知道的字母系统来说并不是很友好。 我们被迫用相同的数字替换两个不同的字母。 不过希腊语的字母数量较少，所以对于希腊语来说，这个密码系统就不存在这样的不便； 另外，对于我们现在的字母系统来说，虽然有重复的替换导致不同的解密结果，但根据上下文和单词的存在，也可以判断哪个结果是正确的或不正确的。

当然，无论解决错误多么容易，它仍然是一个错误，它的存在本身只有缺点。 对于我们现有的字母和数字系统，我们完全可以用6*6的方阵来代替26个英文字母和10个 *** 数字。 不同的时代有不同的解决方案。

此外，除了早期密码之外，希腊人还使用隐写术进行秘密通信。 我之前提到的离合诗和离合诗也属于隐写术。 严格来说，隐写术也可以被视为密码的一种，但由于它与我之前谈到的一些加密技术不同，所以这里我们不使用“密码”这个术语。 简而言之，隐写术就是通过某种手段隐藏你想要传达的信息，以安全、隐蔽地传达“弦外之音”。 我国古代的隐写术包括离合诗、离合诗等； 而希腊的隐写术则是在一块木头上刻上文字，然后在木头上覆盖一层蜡来隐藏它，然后剃掉奴隶的头发并在上面纹上文字。 有两种众所周知的隐藏头发长出的方法。 不过，经过简单的比较，我们不难发现，隐写术比密码学更难实现，尤其是剃发纹身的做法。 如果时间紧急或者消息太长，可以说没有任何意义。 适用性。 因此，密码学技术比隐写术发展得更远。

除了上面提到的密码技术之外，最著名的可能就是凯撒密码了。 凯撒密码的实现是将字母表中的每个字母替换为字母表中字母之后的第n个字母。 当密文字母表到达最后一个字母时，又回到A、B、C的开头。移动次数n在为整数的前提下可以自由变换。 加密过程可以在数学上表达为C=M+K (mod 26)。 C是密文字母，M是明文字母，K是密钥。 “mod 26”表示如果M+K ≥ 26，则从总和中减去26即可得到结果。 键空间（K的取值范围）有25个元素。

凯撒密码可以说是更具代表性的单表替代密码系统之一，它的缺点也非常明显：密钥空间太小。 在已知加密方法的前提下，通过依次尝试所有加密情况，可以在短时间内暴力破解明文。 然而，对于单表替换密码系统，总是用相同的密文字母替换明文字母对应的密钥空间是26！ 元素（26！代表26的阶乘，将26到1的所有数字相乘，26*25*...*1）。 但这种加密方式仍然很容易被破解。 因此，虽然大的密钥空间是安全的必要条件，但不是充分条件。

在其他单表替换密码系统中，为了使密钥易于记忆（如果密钥太复杂而难以记住并且需要写下来，则很容易被窃取），有的采用关键字加密方法：指定关键字，将字母中的关键字放置在表的任意位置，其他密文字母按照明文字母表的字母顺序一一排列，形成单表替换密码。 如下：

U VWXYZ 明文

S TUWXZ 密文

（当然，如果关键词随意放置，复杂度会更高）

有些还可以使用两个关键字来使密码复杂化。 或者使用长的关键短语来确定替换的位置。 如果某个字母在短语中重复出现，则仅使用之一次出现的位置。 如下：

敏捷的棕色狐狸跳过一只懒狗关键词

U VW XYZ 纯文本

A LZYDG 密文

（当一个字母第二次出现时，它被忽略）

乍一看，这种加密方法相当复杂； 而且你刚才不是说密钥空间是26吗！ 元素，即 4.61 * 1026 种可能性。 密钥仍然是随机的。 如果不考虑密钥被盗的可能性，这不太容易破译吧？ 嘿嘿，不用担心，破译这种密码的方法可以说是简单，也可以说是复杂，但是却非常具有代表性和启发性。 我们下次再谈。 不过，我也可以先给你一个小提示。 这种破译方法可以说和普通的书写习惯有关。