登陆注册
616400000023

第23章 天才的密码少女 (5)

在维吉尼亚密码中,发件人和收件人必须使用同一个关键词(或者同一文字章节),这个关键词或文字章节中的字母告诉他们怎么样才能前后改变字母的位置来获得该段信息中的每个字母的正确对应位置。比如如果关键字“BIG”被使用了,发件人将把信息按三个字母的顺序排列。第一个三字母单词的第一个字母将应当向前移动一个位置(因为B是排在A后面的字母),第二个字母需要向后移动八位(I是A后面第八个字母),而第三个字母需要向前移动六位(G是A后面第八个字母)。然后,文字就可以按下面的顺序来进行加密了:

未加密文字:THE BUTCHER THE BAKER AND THE CANDLESTICK MAKER。(屠夫、面包师和蜡烛匠)。

关键密钥:BIG BIGBIGB IGB IGBIG BIG BIG BIGBIGBIGBI GBIGB

加密文字:UPK CCZDPKS BNF JGLMX BVJ UPK DITETKTBODS SBSKS

如果知道“BIG”就是密钥,收件人就可以很容易地通过相应的位置改变字母位置,从而译出经过加密的文字。

自从频率分析法出现后,单字母替换密码完全失去了效用。因此,密码编码者想方设法去编一种更强大的密码。一些编码者对单字母替换密码做了一些改动,如在编码过程中,加入一些特殊的字符,或者令一些字母不代表另一个字母,而是代表一种程式,譬如是代表空格,代表删去前一个字母,代表换行等。但这一切起的作用并不大,聪明的破译师仍然能在里面找到许许多多破译密码的线索。直到有一天,佛罗伦萨的里昂巴蒂斯特?阿尔伯提提出了一种多字母替换密码,即用两个或两个以上的密码表交替使用来进行加密,如:

明码表 A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z

密码表1 Q W E R T Y U I O P A S D F G H K J L Z X C V B N M

密码表2 E K P R J B D N C V O U H T Y W Z X M L A S F I G Q

第一个密码表加密第一个字母,第二个密码表加密第二个字母,第一个密码表又加密第三个字母,不断地重复……那么:

明文 F O R E S T

密文 Y Y J J L L

这样,按原来的方法进行频率分析就没有什么作用了。这只是两个密码表时的情况,如果用三个、四个或以上的密码表后,破译就显得非常非常困难。即使是这样,阿尔伯提未能把他的理念发展成一个完整的系统。这个任务当然由后人完成了。经过几个人的努力,最后,维吉尼亚终于将其完善了。他编出了一个系统而有效的密码,那就是维热纳尔密码,其主要构成是维吉尼亚方阵:

它的明码表后有二十六个密码表,每个表相对前一个发生一次移位。如果只用其中某一个进行加密,那么只是简单的恺撒移位密码。但用方阵中不同的行加密不同的字母,它就是一种强大的密码了。加密者可用第七行来加密第一个字母,再用第二十五行来加密第二个字母,然后根据第八行来加密第三个字母等。

现在来试一下,就用关键词FOREST来加密Better to do well than to say well.

关键词 F O R E S T F O R E S T F O R E S T F O R E S T F O R

明 文 b e t t e r t o d o w e l l t h a n t o s a y w e l l

密 文 G S K X W K Y C U S O X Q Z K L S G Y C J E Q P J Z C

(看第五行,F开头,明文是b,要用G来加密;第十四行,O开头,明文是e,要用S来加密,如此类推……)

维热纳尔密码既克服了频率分析,又具有数目众多的密钥。发送者和接收者可使用字典里任一个单词,或单词组合,或虚构的词作为关键词。它提供了很好的安全保障,但它的复杂性,却令其等到十九世纪才流行起来。很多年以来,维吉尼亚密码都被认为是不可破解的。不过,也是在十九世纪,查尔斯?巴贝奇——一个性情古怪的天才将其破译了。让我们来看看解密的过程:

这个人也因为其在计算机科学领域方面所进行的先锋性工作而被世人所熟悉。巴贝奇(Babbage)通过寻找重复的字母段破解了这个密码系统。当然,维热纳尔密码的优势在于这种密码被假定为它将不同位置的字母进行不同的加密。比如同一段文字中的“THE”可能在前面表现为“UPK”,但在后面则被表现为“BNF”。同样,像“AKER”这样的字母也会被进行不同的加密。但是,第一个和第三个“THE”都会被编码为“UPK”。第一个“THE”中的“T”会用“B”来进行编码,而第三个“THE”中的“T”也同样是用“B”来编码。

发生这种情况是因为第三个 “THE”是排在第一个“THE”后面第二十一个字母,而三字密钥BIG会在重复七次之后又回到了最开始。在任何比密钥要长得多的加密信息中,都会不可避免地出现类似这样的重复。而一个解密者应该如何才能揭示加密文件的真正面目呢?比如,如果加密文字“UPK”出现了两次,中间隔着21个字母,那么他就可以推断出密钥的长度是21的整除数。或者换种说法,他可以推断出21是密钥的倍数。(约数或称除数是一个数字被除之后不会有余数。比如21的除数就是1、3、7和21。)如果获得了足够多类似的线索,解密者就可以知道密钥的确切长度。一旦他知道了密钥长度,他就可以对加密信息进行日常频率分析。注意,数学在解密工作中总是放在首位的:解密者首先会计算出密钥的长度,这步工作甚至是在他要考虑密钥的具体内容是什么之前所要做的。

巴贝奇的独具创意的技巧开创了一片密码术的新天地,并且将数学工具引入到了以前被认为专属于文字学的领域之中。即使一种编密码系统没有明确地使用数学,但其中隐藏的格式却通常需要以数学的方式进行整理。

之后又过了九年,在一八六三年,一位业余数学爱好者、时年五十八岁的普鲁士退役炮兵少校弗里德里希·卡西斯基(Friedrich Kasiski)出版了一本小册子,名字叫《密写和破译的艺术》(Die Geheimschriften und die Dechiffrierkunst)。简单描述一下它的原理:被加密方指定的这个数列,也就是密钥,在实践中不可能是无限长的;在通常情况下,它的长度不仅不会超过明文长度,甚至往往还相当短——在斯维提斯的例子中,密钥“Emily”的长度是五位,也就是说,每加密五个明文字母,就要循环使用“Emily”,对后面的明文字母继续加密。

“循环使用密钥进行加密”——整个多表替代的破绽和死穴,也正在这里。

首先,破译的第一步就是寻找密文中出现超过一次的字母。有两种情况可能导致这样的重复发生。最有可能的是明文中同样的字母序列使用密钥中同样的字母加了密;另外还有一种较小的可能性是明文中两个不同的字母序列通过密钥中不同部分加了密,碰巧都变成了密文中完全一样的序列。假如我们限制在长序列的范围内,那么第二种可能性可以很大程度地被排除,在这种情况下,我们多数考虑到四个字母或四个以上的重复序列。

破译的第二步是确定密钥的长度,先看看这一段:

关键词 F O R E S T F O R E S T F O R E S T F O R E S T F O R

明 文 b e t t e r t o d o w e l l t h a n t o s a y w e l l

密 文 G S K X W K Y C U S O X Q Z K L S G Y C J E Q P J Z C

第一个YC出现后到第二个YC的结尾一共有12个字母(U S O X Q Z K L S G Y C),

那么密钥的长度应是12的约数——1,2,3,4,6,12之中的一个(其中,1可排除)。

如下面的密文:

I S W Z P N Q C K M Y Y Y J K A Y Y E Z F F S W E E S S P G Z X Q A H F

I S W Z P N Q C K M T V Y J O A C V E H A E S A Z R L T P Q I Z M X O T

Q S W M C V U D S I J G G D E U W A Z R S F X W I L K U E J Q L D A C B

G D L Y J X M Y L M D Q K Z M P L D I L Q E M W F S W D P A Z E Z Q N W

D Y W D Z X F S A E E A Z J D U E L V P T M C E K W S E E F U R Z F S W

D P X A C Q A F K M X W A W V E Z F S D B G D L A Y U Q X G D P E K W S

E E F U R Z F S W D P O U E Z K Z M Y L Q N P Q Q D E M J T Q Y G U V A

Z O G R W A W P V U E Q A F J Q J G G C O M J Z A H Q A F K T J D K A D

M N W P J G G C W K P K A Y E Q Z Z P T V K Z M Q G W D V F A H L T L L

U S S P X A Z P G Z J G G O S D W A Z R K A E Z Q C W K Z M M C W I T L

T E Z M E D A Z C A Y Q A F J R L U Q L K U Q Q A F J Q Y W H P J T F J

F L K U Q Q A F J Q Y W H P J P Z O Z D Z M W D U M W F S W A Y W R Z J

K Z M I S G B T F O S E E J G G D G R E D K M M F D M D P A R Q J A H F

U D K T Z O Z E Z Q Y A I T D X V F A H L T L L K Z M M C W Z Z V D P S

Y P J

在里面重复序列有I S W Z P N Q C K M,B G D L,S E E F U R Z F S W D P,

J G G C,L K U Q Q A F J Q Y W H P J,V F A H L T L L等;

如果每个重复间隔都能被3整除,关键词应该有三个字母。

下一步,仍旧是频率分析,不过,因为关键词有三个字母,我们应分为三组进行。把第1,4,7,10,13……个字母分为一组,称之为L1,把第2,5,8,11,14……个字母又分为一组,称之为L2,余下的归另一组,称之为L3。那么每一组有169个字母。

现在先做一个标准频率分布表:

用169乘以各个字母的标准百分比,如字母A,169×8.2%=14。

那么由标准频率:

A:8.2 N:6.7

B:1.5 O:7.5

C:2.8 P:1.9

D:4.3 Q:0.1

E:12.7 R:6.0

F:2.2 S:6.3

G:2.0 T:9.1

H:6.1 U:2.8

I:7.0 V:1.0

J:0.2 W:2.4

K:0.8 X:0.2

L:4.0 Y:2.0

M:2.4 Z:0.1

得到标准个数:

A:14 N:11

B:3 O:13

C:5 P:3

D:7 Q:0

E:21 R:10

F:4 S:11

G:3 T:15

H:10 U:5

I:12 V:2

J:0 W:4

K:1 X:0

L:7 Y:3

M:4 Z:0

然后,统计L1的169个字母出现的次数,有:

A:22 N:1

B:1 O:1

C:0 P:5

D:10 Q:16

E:10 R:5

F:9 S:2

G:7 T:7

H:2 U:14

I:9 V:1

J:0 W:1

同类推荐
  • 古龙文集:圆月弯刀(上)

    古龙文集:圆月弯刀(上)

    丁鹏凭“天外流星”剑扬名江湖,怎知被柳若松设计骗去剑谱,败于柳若松手下,并被冤枉盗窃武功。丁鹏侥幸逃命,被“狐女”青青所救,进入狐的世界,又习得青青祖父的魔刀刀法。丁鹏与青青回到人的世界,不仅大败柳若松,还设计使他的无耻嘴脸败露,柳若松而后拜丁鹏为师。丁鹏的刀法已入化境,决定前往神剑山庄挑战谢晓峰。而他也暗中发现,青青他们根本不是什么狐,而是多年前江湖人惧怕的魔教。从此,他卷入了魔教、神剑山庄、名门正派三者的争斗中去。柳若松则在暗中进行着他的阴谋……
  • 卡门

    卡门

    法国现实主义作家梅里美创作的的短篇小说,讲述了生性无拘无束的吉卜赛女郎从事走私的冒险经历。
  • 鱼王

    鱼王

    甫跃辉, 1984年生,云南保山施甸县人,复旦大学首届文学写作专业小说方向研究生毕业,师从作家王安忆。在《人民文学》《大家》《花城》《中国作家》《青年文学》《上海文学》《长城》等文学期刊发表中国短篇小说。获得2009年度“中环”杯《上海文学》短篇小说新人奖。
  • 死神让你别出声

    死神让你别出声

    死亡的气味,让人如此胆寒心惊。当人们试图揭示死亡的奥秘时,引来的却是无尽的报复和伤害……他再次出现在校园里,但眼神已经和过去那个放着光彩的少年不一样了。他竟然把一个追求多年无果的女同学趁夜绑到了学校后面的花园里,并侮辱了她。接下来的几天,他相继用一条粗绳子,把几位曾经刻薄的对待他的老师,勒死在学校的图书馆里。
  • 地震警报

    地震警报

    尹守国,2006年开始小说创作,发表中短篇小说70多万字,作品多次被《新华文摘》、《小说选刊》、《北京文学中篇小说月报》等选载,中国作家协会会员,辽宁省作协签约作家。
热门推荐
  • 明治天皇:孝明帝驾崩卷(下册)

    明治天皇:孝明帝驾崩卷(下册)

    《明治天皇》再现了日本从幕末走向明治维新的历史变革,以优美的文笔,宏大的场景,详细描绘了日本近代决定国运的倒幕运动的整个过程。本书塑造了一个个鲜活的日本近代史人物形象,以及他们的坚定信念,对“安政大狱”、“樱田门之变”等重大历史事件的描述详实生动,是一部了解近代日本不可多得的佳作。
  • 禁忌校园

    禁忌校园

    怎么这个校园有这么多禁忌,不可以问时间,又不可以随便进厕所,连寝室也是鬼里鬼气,在这个的校园生活的学生们真是伤不起啊!
  • 强嫁腹黑老公

    强嫁腹黑老公

    她,是始至今日第一个成功脱离‘绝密’组织的王牌,再隐蔽,藏不过她指尖一划;再精密,识不破她的巧手伪装;一手神出鬼没的电脑技术,高科技武器遍布的世界她照样如鱼得水!他,外人只能仰视臣服!
  • 东宫有本难念的经

    东宫有本难念的经

    宝庆十九年春,大佑国皇太子大婚,大将军之女入主东宫。一个不是淑女的将门千金遭遇一个不是文韬武略的中庸太子,到底是佳偶天成,还是冤家路窄?成婚一年不足,太子忽然休妻。迷影重重,生死茫茫,这样一来,还是不是大团圆结局?
  • 穿回古代做女皇

    穿回古代做女皇

    什么?要她这个孤儿参加什么穿越时空爱上你活动?拜托,她又不是三岁小孩,没必要陪着这个天庭小公主玩吧?哎哎哎,谁让你私自把我变回去了?什么,还是个婴儿!<br/>靠!我不干了啦!好吧好吧,这是你说的啊,以后我会当上女皇!当不上,哼哼,小心你的脑袋!&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
  • 情感赠言(当代教育丛书·现代名言妙语全集)

    情感赠言(当代教育丛书·现代名言妙语全集)

    这些名言警句句句经典,字字珠玑,精辟睿智,闪耀着智慧的光芒和精神的力量,具有很强的鼓舞性、哲理性和启迪性。具有成功心理暗示和潜在力量开发的功能,不仅可以成为我们的座右铭,还能增进自律的能力。
  • 中华谚语歇后语智慧金典

    中华谚语歇后语智慧金典

    谚语和歇后语是中华文化经典的部分,凝结了民间百姓生活智慧,它们以简单通俗的话语反映深刻的人生道理。本书精选谚语与歇后语中的精华部分,加以点评,阐释谚语、歇后语的含义,力图揭示其包含的生存智慧,给人以警醒、鞭策、鼓励、教育,使读者从中汲取丰富的养料,对为人处世有所裨益。
  • 奋斗的法拉

    奋斗的法拉

    “信不信我把你的艳照变成门!”当她决定不再做鱼肉的时候,她句句经典;“我的葫芦里卖的是11!”他也是个嘴巴恶毒的主! 两人在一起,甜蜜火花霹雳啪啦,啪啦!! 奋斗一群:79175777
  • 归园田居

    归园田居

    【起点女生网一组B班签约作品】废柴女穿越成土著,前脚被扫地出门,后脚遭婆家鄙夷退婚,途中又逢掳掠调戏雷劈……咬牙挺起小腰板,挥舞无敌小锄头,守贫地,打土豪,斗劣绅,安百姓,治谋略。没事串串门,得闲勾勾人,有钱逛逛街,没钱祸祸人。珍馐腹内藏,积极奔小康,朝登天子堂,暮马战沙场。纵是落尘缘,爱恨权中缠,人生何其浅?把酒笑言欢。权谋与纯真共存的故事,忠诚与背叛驰骋的故事,靡乱与坚贞纠葛的故事……=======灵惜已完结作品《宸后》,欢迎大家评鉴。灵惜读者群:81831554敲门砖是书中任意角色的名字(*^__^*)哇咔咔~~(封面由小无封面铺出品(*^__^*))新书拜求亲们收藏、推荐票、打赏、包养……
  • 公主殿下饶命

    公主殿下饶命

    【【原创作者社团『未央』出品】街头小太妹与七名小弟在一场街斗中丧生,八人同时穿越,大姐花朵一越成了紫枫国三公主,七名小弟则为皇家侍卫,因不知穿越异世后的高贵身份,八人在街头连连抢劫,结果抢劫的第一人是南富国九殿下,第二人是紫枫国将军之子,至此,她的命运也与这二人紧紧相连。有了皇帝老爹当靠山,她要那害他游街、送她进官府的邪恶男人,一世为她奴仆!