密码学…电子时代的新显学.PDF

密碼學…電子時代的新顯學 知己知彼，百戰不殆；不知彼而知己，一勝一負；不知彼，不知己，每戰必殆 。 從人類學會溝通後，便不斷尋找更為巧妙複雜的方式來隱藏訊息，以防敵 人識破。例如：古代中國會用明礬水寫必威体育官网网址書信；義大利人則發現用明礬調配 出來的墨水，可以滲透蛋殼，在裡面的熟蛋白留下痕跡，但是從蛋殼外表卻看 不出來；甚至遠在波斯王朝時，剃光信差的頭髮，將訊息刺在信差的光頭上， 等頭髮長出來了，就派他去傳遞秘密訊息。事實上，語言與文字就是最早的秘 語與暗碼，使用不同語言或文字的兩個人是很難溝通的，除非比手劃腳。在比 賽場上， 特別是雙打，要溝通時，經常發現隊友會用手遮住嘴巴講話，用意是 怕被對方識破，但若知道對手不懂我隊的語言，遮住嘴巴的動作就可以免了。 上述這些隱匿法都是古代傳遞秘密訊息的方法，算是密碼學的早期雛形，而密 碼學的歷史就是幾世紀以來編碼者與解碼者之間的戰爭史。 古代也會在文字上做文章，大搞隱藏訊息手法，例如破譯「青鵝」兩字的 故事是說「唐朝時，武則天稱帝，地方官員徐敬業準備起兵造反，中書令裴炎 給徐敬業等人寫了一封書信，只有『青鵝』兩個字，被人告發了，朝中大臣誰 都不知道這是什麼意思。武則天說：『青』字可以拆成『十二月』， 『鵝』字可以 拆成『我自與』，這說的是『十二月我自與』。馬上殺掉了裴炎，徐敬業等人的 造反也很快失敗了」。凱撒在高盧戰爭期間使用凱撒移位法與將領們通訊，他們 d b 的作法是把每個字母順移同樣的數目，例如：順移的數目為 3 ，就變成 ， a 就變成 。有時候還採取比較複雜的調換字母順序來作為隱藏訊息的方法。當 e 我們無法得知這調換順序時，就很難破解密碼。因此在一段很長的時期內，這 種隱藏訊息的方法是很管用的，直到伊斯蘭先知穆罕默德的可蘭經出現，解密 的工作才出現大 幅度的進步。事情是這樣的，伊斯蘭神學家仔細計算可蘭經各 個單字在每一篇啟示出現的頻率，發現這頻率有很高的穩定性。這項看似無關 緊要的觀察結果，日後卻造成了密碼分析學的第一次大突破。 我們無法確知是誰先意識到字母出現頻率的差異可以用來破解密碼，就目 前所知，這項技術的說明最早見於西元 9世紀的科學家津帝：「倘若我們知道加 密訊息所使用的語言，有一種破解它的方法是：找出一篇至少一頁長的相同語 言的明文文章，數算每個字母的出現次數。把最常出現的字母稱為『 1號』，次 常出現的字母稱為『 2號』，再次常出現的字母稱為『 3號』，以此類推，直到這 篇明文樣本的所有字母都如此整理完畢。接下來，就輪到我們要解密的密碼文 了，我們也將它的符號如此分類。找到最常出現的符號後，將它替換成明文範 本的『1號』字母，次常 出現的符號換成『2號』字母，再次常出現的符號依例 換成『3號』字母，以此類推，直到密碼文的所有符號都替換完畢為止」。 1 津帝的說明，以英文字母為例比較容易解釋。首先，為了確立每個英文字 母的出現頻率，我們必須分析一篇或甚至數篇普通的英文文章。英文字母出現 頻率最高的是 ，接下來是 ，然後是 ，……。再來，檢視我們要處理的密碼 e t a 文件，也把每個字母出現的頻率整理出來。假設密碼文件內出現頻率最高的字 母是 ，那麼它很可能是 的替身；如果密碼文件內出現頻率次高的字母是 ， j e p 那它可能就是 的替身，於此類推。這樣我們就可以破解密碼文件了。 t 很長一段時間，非洲下撒哈拉區使用鼓聲來傳遞資訊，鼓聲、號角和鐘聲 一樣，有時能用來示意，傳遞簡單的訊息，例如：進攻、撤退和上教堂，但是 我們無法想像鼓聲會說話，而且是非洲人利用鼓聲來傳遞資訊。非洲會說話的 鼓就像華騷所勾勒的「鼓聲隆隆不息，響徹黑暗大陸，… …，會說話的鼓，是 莽林的無線電」。 高斯是第一位實驗電磁脈衝