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《密码了不起》丨从古典密码到现代密码

作者写的非常棒,深入浅出的介绍了:古典密码、战争密码、质数、以及现代密码(分别对应本书的4章)。我想通过这本书,了解这些经典影视背后的密码学原理。密码分为古典密码和现代密码。简单介绍一下书中提到的经典战争密码:这是一战中德国发明的一种密码,

最近读了一本关于密码的书,非常有意思,分享给大家:

这本书有230多页,共分为4章,每天阅读一章的话,4天就可以读完。作者写的非常棒,深入浅出的介绍了:古典密码、战争密码、质数、以及现代密码(分别对应本书的4章)。

密码学虽然是一门烧脑的学问,但是作者写的浅显易懂,故事和理论并行,同时还有很多精美的插图来帮助读者理解其中的奥秘,把密码的设计和密码的破译讲的明明白白,可以说对我这种密码小白来讲,太友好了。

通过读这本书,让我对“密码学”有了全面且深入的认识,原来我们每天接触的信息中有这么多的密码知识。读完这本书,我也想对千百年来为之持努力的数学家、密码学家们脱帽致敬,是他们推动着信息安全的持续进步。

NO.1 引子, 影视作品中的密码场景

当知乎图书邀请我参加图书测评时,我就对这本《密码了不起》非常感兴趣。一是因为密码和我们日常生活息息相关,手机电脑的开机密码、支付宝微信银行卡的支付密码,等等。二是因为我是一个电影发烧友,影视作品中的经典密码场景,可不要太多!我想通过这本书,了解这些经典影视背后的密码学原理。

比如:

场景一、《无间道》与摩斯电码

夜,闷热。

黑道大佬韩琛正在和外国毒贩交易,而他的手下陈永仁(梁朝伟饰)靠在窗边若有所思,手指不经意地扣动着。

而此时警署中的黄警官一席人,正等待时机,准备抓捕这群毒贩。很奇怪的是,韩琛的一举一动,黄警官都好像长了千里眼一般,看的清清楚楚。

黄Sir微微皱眉,觉得韩琛并不简单。

这其中的奥秘是什么?陈永仁是怎么联系黄警官的?

场景二、《风语者》中的纳瓦霍语密码

由吴宇森导演执导,尼古拉斯凯奇主演的《风语者》,该片讲述了军官乔奉命保护纳瓦霍族的密码员亚当。

当时就很好奇,为什么这个说奇怪语言的纳瓦霍族人,在战争中如此重要呢?

场景三、福尔摩斯——跳舞的小人

《福尔摩斯探案集》中有一篇很独特的密码探案,杀人者和被害人之间一直用一种奇怪的“跳舞小人”来沟通信息。

这些小人是什么意思呀?

场景四、模仿游戏——恩格玛机

影片讲述了二战期间,由本尼迪克特·康伯巴奇饰演的图灵,破译德国密码设备“恩格玛机”的精彩故事。

恩格玛机,到底有什么玄机?

除了这些之外,还有很多密码在电影中的场景,如《决战中途岛》中美军破译日军信号,从而影响了战局。最近大火的谍战剧《叛逆者》中,朱怡贞用摩斯电码发送电报,林楠笙用《草叶集》当解密书籍等。

以上这些关于“密码场景”的奥秘,通过读这本书的前两章,都能为你解答。

引子的部分说完,简单介绍一下每一章的内容。

NO.2 第一章——古典密码

密码分为古典密码和现代密码。根据相对简单,但无坚实理论基础支撑的设计思想所构造出的密码被称为古典密码。

古典密码包括:

①摩斯电码

即无间道中陈永仁和黄Sir通过敲击手机沟通的那种。对照表如下:

摩斯密码是一种编码,前面提到的《风语者》中的纳瓦霍语,也是一种编码。

②“纳瓦霍密码”

编码如下:

③移位密码

如斯巴达棒密码、格栅密码

④代换密码

如凯撒密码、回转13位密码、字母代换成符号密码等。

《福尔摩斯探案集》中的跳舞小人,就是字母代换成符号的经典案例。

感悟:这一章非常趣,配图也很生动,领会到了古人们的聪明才智。学会这些密码,用来表白,不要太浪漫!

NO.3 第二章 战争密码

无论是斯巴达密码、还是纳瓦霍密码,设计的初衷都是为了战争服务的。军事信息的保密,往小里说影响着一场战争的胜负,往大里说决定着一个国家的兴衰。

那么如何在战争中保证信息的安全呢,如何去破译敌军的信息呢?密码设计者们和密码破译者们就如同在进行一场旷日持久的生死搏激战。在双方你来我往的较量中,战争密码也达到了前所未有的难度。

简单介绍一下书中提到的经典战争密码:

①ADFGVX密码

这是一战中德国发明的一种密码,也是古典密码的一种,简单说就是用ADFGVX的组合来代表26个字母和10个数字。代换表如下:

如上,如果你想拼一个“love”给爱人,那么密文就是“VD AD VF XA”了。

②维吉尼亚密码

上面提到的ADFGVX密码是单表代换密码,即字母代换表是固定的。这也相对容易破译,于是密码学家们又发明了维吉尼亚密码。

这就很强了,每加密3-4个字母后就转动一下密码盘,所以就变成了多代换表。

③恩格玛机

如果说维吉尼亚密码还不够复杂的话,那恩格玛机简直就是神一般的存在!

最终版的恩格玛机通过5个转子进行加密,转子和转子之间相互连接,形成新的字母代换表。

会有多少种可能性呢?

158962555217826360000

这简直是个天文数字,所以图灵能够破译这个密码,才这么牛B!

为了纪念图灵,由美国计算机协会(ACM)于1966年设立了计算机奖项——图灵奖(Turing Award),全称A.M.图灵奖(A.M Turing Award)。图灵奖对获奖条件要求极高,评奖程序极严,一般每年仅授予一名计算机科学家。图灵奖是计算机领域的国际最高奖项,被誉为“计算机界的诺贝尔奖”。

NO.3 数论基础——质数了不起

老实说,刚开始看这一章的时候,我不明白为什么作者突然转化了画风三人独立地去破译一份密码,开始聊质数。

质数是什么,我们都知道啊!如果一个大于1的正整数,只能被1和它自己整除,那它就是质数。

质数有什么了不起的吗?

然后我就被啪啪打脸了。

在这一章里,作者带我们领略了数学之美,包括“阿克琉斯追龟”、“飞矢不动”、“罗素悖论”等经典理。

最重要的是让我明白了,什么是“哥德巴赫猜想”!

(1)每个大于2的偶数都是两个素数之和;

(2)每个大于5的奇数都是三个素数之和。

原来之前总听到数学史上证明“1+1”,“1+2”是指的这个。涨知识了!

同时还领略了质数之美:

数学真的很奇妙

以及身份证的奥秘三人独立地去破译一份密码,包括为什么是18位?最后一位是怎么生成的,为什么身份证可以自带校验功能?原来这一串数字,隐藏着这么多数学奥秘。

后面作者还讲了很多数学理论,我是个学渣,跳过了论述过程,主要看了结论,当时不太清楚写这些和密码有什么关系。

其实这一章,是最后一章做理论支撑。

NO.5 安全密码

随着计算机的不断升级,我们也进入了现代密码学时代。

如果说前面的古典密码是战士们的冷兵器战斗,这一章的现代密码简直就是神仙打架了。设置密码和解锁密码都上升到了崭新的高度。

这一章,我的阅读心态

现代密码学有两大分支:对称密码学和非对称密码学。

对称密码学,简单的理解是:加密秘钥和解密秘钥必须相同,开箱的钥匙必须一样。

非对称密码学,也称为公钥密码学。

其中对称密码学衍生出了,滚动密钥、一次一密、DES加密标准、AES加密标准(就不一一介绍了)。

在这个过程中,如何为公钥加密非常关键。经过密码学家们研究,又衍生出了非对称密码学(公钥加密、数字签名等)。在这一段我读的比较吃力,还好书中配了很多易懂的插图来辅助理解。

通过这一章,可以了解到密码学最新的进展,以及密码学在我们日常生活中的应用(计算机、网页等方面),很涨知识!

NO.6 总结通过阅读本书,可以完成对密码学的入门级学习。作者通过理论、故事、图片等方式,深入浅出的阐述了密码的发展历程、设置密码和解密的方法,以及密码学的最新进展。

2.密码和数学是人类智慧的结晶,设密和解密的过程是智慧的较量,正是通过这样的较量我们才能进入现在先进、稳定、安全的数字化时代。

3. 我只总结了书中非常非常少的一部分(如有错误,欢迎指正)。如果想深入了解密码学,还请阅读原著。每一章的最后,作者还写了相关领域的专业书籍,以供查阅。

本文到此结束,希望对大家有所帮助!

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