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第17章 密码科技之谜(3)

ADFGX密码是由德国陆军上校FritzNebel发明,并于1918年第一次世界大战时期投入使用。ADFGX密码是一种结合了polybius密码和置换密码的双重加密方案,其中的A、D、F、G、X即为polybius方阵中的前5个字母,它也因此被称为“ADFGX”密码。

以军事中常见的“Attackatonce”这句话为例,先将它以polybius转换:

ADFGX。

Abtalp。

Ddhozk。

polybius密码也叫棋盘密码,是利用波利比奥斯方阵(polybiusSquare)进行加密的密码方式。这种密码产生于公元前2世纪,是世界上最早的密码,由一位希腊人提出。之所以称之为棋盘密码,是因为该密码将26个字母放在5x5的方格里,其中字母i和j放在一个格子里,如下表所示:

12345。

1abcde。

2fghi,jk。

3lmnop。

4qrstu。

5vwxyz。

这样,每个字母就对应着由两个数字构成的字符,如a对应11,b对应12……,其中第一位数字代表的是字母所在行的标号,第二个数字代表的是该字母所在列的标号。

密码科技之谜189神秘的ADFGX密码Fqfvsn。

Ggjcux。

Xmrewy。

这样一来,“Attackatonce”就可以转换成“AFADADAFGFDXAFADDFFXGFXF”这组字母,这是第一重加密,然后再利用移位密钥加密,假设密钥为“CARGO”:CARGOAFADADAFGFDXAFADDFFXGFXFX这是第二次加密,然后再将密钥“CARGO”中的字母调整为字母表的顺序,即ACGOR,每个字母对应的列下面的讯息即为新的密文,例如,字母“A”对应的为“FAXDF”,“C”对应的为“ADDDG”……于是,一份新的电文就产生了:FAXDFADDDGDGFFFAFAXXAFAFXA。不过在实际应用中,移位密钥的长度可能有二十几位字母,且每天都有变化。在此基础上,还出现过ADFGXV密码,就是将polybius其中的5x5的格子变成6x6,这使得所有英文字母以及数字0到9都可以混合使用。

这种ADFGX密码在一战时,曾一度改变了战局。

1918年,第一次世界大战接近尾声之际,法军截获了一份德军的电报,这份电报所有的单词都以A、D、F、G、X五个字母组成,与以往的电报有很大的不同,法军方面预计德军可能会发起一场生死决战,因此破解新的密电成了重中之重。

年仅29岁的法军密码局分析员乔治·潘万中尉接到了这个艰巨的任务。从A、D、F、G、X五个字母中可以判断,这是采用polybius密码转换而来的,但从法军不断截获的德军电报来看,这又不仅仅只是简单的棋盘式代替密码,潘万判断这些密码在polybius的基础上再一次经过了加密!

他的判断是对的!法军又先后截获了18份ADFGX电报,潘万在分析对比了这些电文后,从中发现了一些相似之处,经过反复的验证,终于破译出长达20位的移位密钥。正当潘万稍稍松了一口气的时候,情况突然发生了变化,法军在6月1号这天共截获了70多分德军密电,这次他们的电报中多了一个字母V!显然,德军将他们的棋盘扩大为6x6了。

日趋紧张的形势容不得潘万有丝毫的松懈,他又开始夜以继日的破译工作,在经过24小时的连续工作之后,德军的棋盘密钥和移位密钥又被他找出来了。功夫不负有心人,两天之后,法军截获了一份从德军统帅部发出的密电,密电是发给德军19集团军参谋部的。密码分析员用潘万分析出的密钥试译了一下,一条惊人的消息出现了:速运军需弹药如不被发现白天也运!

这是一条对战争起了决定性作用的消息,法军马上意识到德军在为一场进攻做准备。正所谓知己知彼百战不殆,提前6天知悉德军进攻消息的法军有充分的时间调集部队加强防范,在法军固若金汤的防护面前,德军的进攻以失败告终。这一役之后,整个战局发生了逆转,向着有利于协约国的方向发展,历史也由此被改写了。

什么是密钥

密钥是一种参数,它是在明文转换为密文或将密文转换为明文的算法中输入的数据。密钥一般有两种,分为对称密钥和非对称密钥。对称密钥加密,即信息的发送方和接收方都用同一个密钥去加密和解密数据;非对称密钥加密又称私钥密钥加密,它需要使用一对密钥来分别完成加密和解密操作,一个公开发布,即公开密钥,另一个由用户自己秘密保存,即私用密钥。

神秘的ADFGX密码

观点:ADFGX密码是一种双重加密密码,它诞生于第一次世界大战期间,它的破译对一战的结果起着十分重要的作用。

托马斯·杰斐逊的轮子密码机观点:托马斯·杰斐逊不仅是一位著名的政治家,还是一位发明家,他在一个多世纪以前的发明,过了将近一百年之后,再次被发明出来并在战争中发挥很大的作用,足见他的高瞻远瞩。

托马斯·杰斐逊不仅是一位著名的政治家,还是一位伟大的发明家,早在托马斯·杰斐逊还只是乔治·华盛顿身边的秘书的时候(1790—1793年),他就发明了一种可以安全地为信息加密和解密的工具,也就是他称之为“轮子密码机”的机器。在美国独立运动期间,杰斐逊发现,那些靠人工传递的秘密函件很容易被截获,信息也很容易被暴露出去。

于是,他就发明了这种可以将信息加密的机器。

轮子密码机由26个木头圆片构成,这26个圆片的中心有孔,这样就可以将它们串在一起。每个圆片上都刻有26个字母,人们可以利用转动这些圆片,用上面的字母来编写自己所要传递的信息,以“setupforcefieldwarhasstarted”这条消息为例,要加密这条信息,就可以在轮子密码机上将第一个圆盘转到字母“s”,第二个圆盘转到字母“e”,中间无需空格与符号,这样在密码机上显示的就是:setupforcefieldwarhasstarted。然后,选择其他任意一行,记下这一行的位置以及这一行上面所显示的字母,例如:gcqplyrdhnrswzktfmuavhpwxmb。

收信人收到加密的信息后,只需要在密码机上拼出gcqplyrdhnrswzktfmuavhpwxmb之后,再找隐含了秘密信息的那一行即可。杰斐逊的轮子密码机在当时算得上是一项伟大的发明,但由于将消息传递出去,需要复制一个一模一样的轮子密码机再送出去,这在18世纪末期19世纪初的时候,需要花费几个月的时间,最后,他只得放弃这项发明,改由书写密码传递信息。

有趣的是,杰斐逊的1792年左右的这项发明自1802年后就没有投入使用,后来渐渐被遗忘了。直到一个世纪后,这个轮子密码机却两次被“再发明”,一次是在1890年,一名法国政府官员EtienneBazeries发明了以他的名字命名的Bazeries密码机;1922年,美国一位军官JosephMauborgne在Bazeries密码机的基础上,发明了M—94密码机。

M—94与杰斐逊的轮子密码机不同的是,它采用的是25个铝片,M—94从1922年发明到第二次世界大战初期,一直为美国的海陆空及联邦通信部等部门所使用,后来又将它改成“M—138—A”纸条密码机,M—138—A是美军军官ParkerHitt提议设计的,它的主要特点是25个可选取的纸条按照预先编排的顺序编号和使用。M—138—A于1930年制成,在后来的整个二战期间都发挥着作用。

杰斐逊的轮子密码机与电影《达·芬奇密码》中的藏密筒有许多相似之处,不同之处在于杰斐逊的密码机本身就可以拼出所要传递的信息,而藏密筒则更像是一个保险柜的钥匙,只有密码对了,才能看到里面藏着的信息。

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