2012年2月29日 星期三

(轉) 揭開密碼破譯的神秘面紗

密碼學之前應該先看看這篇文章。
原文網址如下:
http://www.360doc.com/content/11/0920/07/1769601_149652902.shtml

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查看個人電子郵箱,需要密碼;進入單位局域網,需要密碼;使用電話卡要密碼;借記卡、信用卡更要設置密碼。可以說,密碼已經滲透到我們日常生活的方方面面。

去年年底,因為近年接連破譯MD5、SHA-1,把中國的密碼學研究推向了世界巔峰的山東大學數學與系統科學學院信息安全研究所所長王小雲及其女子解碼團隊走進公眾視線。王小雲的研究成果表明:從理論上講,電子簽名是可以偽造的——必須及時添加限制條件,或重新選用更為安全的密碼標準,否則難保電子商務的安全。於是,對密碼學的關注和興趣立即超越了數學家的界限……

MD5、SHA-1是當前國際通行的密碼標準,前者由國際著名密碼學家、圖靈獎獲得者兼公鑰加密算法RSA的創始人設計,SHA-1是由美國專門制定密碼算法的標準機構——美國國家標準技術研究院與美國國家安全局設計。這兩大算法是目前國際電子簽名及許多其他密碼應用領域的關鍵技術,廣泛應用於金融、證券等電子商務領域。其中,SHA-1早在1994年便為美國政府採納,是目前美國政府廣泛應用的計算機密碼系統。

據英國《獨立報》近日報導,在一個瞬息萬變的全球化通訊時代,編譯或破譯秘密信息的能力從來沒有像現在這般顯得如此之重要。二戰時期,英國布萊切利公園的密碼專家們成功破譯了納粹德國的Enigma密碼,從而加速了希特勒的覆滅。時至今日,密碼仍未失去其重要性,編碼員和破譯員之間的鬥爭也將繼續下去。

●密碼重要性至今猶存 

密碼同語言的歷史一樣悠久。有了語言,你可以同每一個人交流,而安全可靠的密碼則能讓你選擇你所希望傳遞的任何信息。從有史料記載的歷史開始,我們便發現人們通過密碼交流的眾多案例,令人好奇又驚訝。密碼在21世紀並未喪失其重要性。

我們將在近期看到一部根據密碼在現實生活中捉弄人和操縱人的實例改編的電影。這部電影就是《十二宮殺手》,講述了一個連環殺手的故事,此人在作案後,總借密碼信息捉弄警方,宣稱只要破譯了密碼就能揭示他的真實身份,由於技術方面的原因,警方面對兇手的挑釁束手無策。然而,當警方終於破譯了部分密碼信息後,他們發現其中並未揭示殺手的身份,只是表明此人思想病態。 

實際上,《十二宮殺手》並不是近年來第一部以密碼挑戰為主題的影片——《達芬奇密碼》是另一個典型案例——但它可能卻是表明密碼為何如此重要的最佳例證。「十二宮殺手」的一舉一動均涉及「密碼術」,密碼術即隱瞞信息真正含義的藝術。設置密碼的人讓你知道他正在傳遞信息,但除非你擁有解開密碼的鑰匙,否則任憑你絞盡腦汁,也別想搞清楚其中含義。 

●隱寫術英國盛行一時 

密碼術還存在另外一個完整分支——隱寫術,即以掩蓋信息本身意思的方式傳遞真實信息。隱寫的信息看起來並不難,但從中發現真正的意思卻比登天還難。這一類別包括我們並不稱之為密碼的「聰明詭計」,儘管我們可能都對它們的獨創性大為吃驚。在古希臘,希斯泰烏斯為了安全地把指令傳送給米利都的阿里斯塔格魯斯,慫恿他起兵反叛波斯人,想出一個絕妙的主意:他剃光送信人的頭,在頭頂上寫下密信,一待他的頭髮重新長出來,就立即將他派往米利都。 

更快速、更常見的一種隱寫術是將信息隱藏在看似普通的文字當中,如在書中所選字母下面紮孔,它們可以拼出完整的信息內容。在英國,這種做法曾盛行一時,當時寄信在英國價格不菲,但郵局寄送報紙卻是免費的,於是,一些家庭通過在報紙紮上肉眼幾乎看不到的針孔來傳遞信息。另一種方法是,如果你在原始文本上寫字,你可以在文字本身隱藏信息內容。 

英國著名記者斯蒂芬•波拉德曾因其寫的一本傳記而使就業和養老金大臣戴維•布蘭基特的前程毀於一旦,而他本人的光明前途也險些葬送在自己的一條隱寫術信息上。六年前,在作為《每日快報》首席作者的最後歲月裡,波拉德寫了一篇構思精巧的社論,第一個句子的第一個字以字母「f」開頭,第二個句子的第一個字又以字母「u」開頭,明白人一看就知道其中奧妙。這其實是針對《每日快報》老闆理查德•德斯蒙德不懷好意的告別。然而,不幸的是,波拉德的新僱主《泰晤士報》未能發現其有趣之處,結果取消了同他的合約。


●莎翁生日也被拿來做文章 

此類密碼傳遞信息的方式有時也存在令人拍案叫絕的案例,例如隱含在詹姆斯王欽定版《聖經》中信息。詹姆斯王欽定版《聖經》詩篇46中第46個字是「shake」。從詩篇46末尾向後數的第46個字是「spear」。聖詹姆斯版本的《聖經》於1610年出版,那一年是英國大文豪威廉姆•莎士比亞的46歲生日。當時,負責翻譯這部《聖經》的英格蘭知名學者均被要求在書中增加插圖,以向一貫遭到輕視的英格蘭國王詹姆斯一世表示尊重。顯然,有些學者決定將他們對一個真正敬重之人的欽佩之情隱藏在書中。 

另外,愛丁堡南郊羅斯林教堂也同隱寫術有關,據稱雕塑品密碼破譯者宣稱在教堂中發現了一篇加密樂譜。同使用加密謎語相比,古人用隱藏信息的理由更多。一條語序混亂的信息、數字或符號,都會引起懷疑,使一個人陷入麻煩,即便其中秘密未被拆穿。十七世紀英國大作家塞繆爾•佩皮斯就借用加密代碼寫日記,他並不擔心有人發現是在寫日記,不過,確實不希望懷有好奇心的無聊之人知道其中的奧秘。 

●《波拉特》戲耍俄羅斯人 

密碼術隨著無線電的發明而誕生。從第一次世界大戰開始,指揮官主要通過經廣播傳遞的信息與部下聯絡,但敵人輕而易舉便會截獲廣播信號,知道聯絡內容。編碼員的使命便是確保信息能夠為合法接收者快速、輕易地理解。由此,編碼員和破譯員之間產生了新形式的戰鬥,而這種戰鬥總是以破譯員的勝利而告終。 

最常見的密碼術形式是替代法,即字母按照一種秘密形式亂七八糟地排列起來。這通常被證明是男人的一種活動,儘管《卡瑪箴言集》或《印度愛經》建議女性應該予以瞭解,如此一來,便能神不知鬼不覺地行魚水之歡的妙事。無數觀眾在欣賞荒誕電影《波拉特》的時候,清晰地見識了替換密碼術的奇特案例。參與者們用英語高歌之時,出現的卻似乎是俄文字幕,即便對俄羅斯人而言,這些文字也顯得莫名其妙,異常深奧。 

字幕中隱含的信息最終被一名學習西方文化的莫斯科大學生解開。在俄羅斯的電腦鍵盤上,你會發現看上去像拉丁文「u」的西里爾字母,從這個字母中我們似乎會找到字母「q」若隱若現的蹤影,而字母「q」又同字母「y」有相像之處,我們從「y」中似乎又看到「w」的身影。拉丁文字母和西里爾字母就以如此匪夷所思的形式聯繫在一起。導演把一個拉丁文鍵盤安裝到具有西里爾字母書寫方式程序的電腦上,接著敲擊鍵盤,好似他們正在以英語編寫歌曲。若想破譯最終的隱含語,俄羅斯人則必須將西里爾字母鍵盤裝在編有拉丁文書寫程序的電腦上。 

●字母出現頻率是解碼關鍵 

基於字母表的任何密碼的缺點是,每個人破譯者均清楚不同字母以特定語言出現的相對頻率,在一條用英語書寫的信息中,「e」出現的頻率約為八分之一,「t」是十一分之一,「q」是千分之一。如果你掌握每個字母出現的正常頻率,那麼就能解開單碼代替密碼。 

有人曾根據羅伯特•哈里斯有關恩尼格瑪機(Enigma)的小說拍攝了一部電影。恩尼格瑪機是德國科學家研製的電腦,它並不是用一個字母表替代另一個字母表,相反是同時採用17,576替代詞。你要是擁有一台恩尼格瑪機以及提醒你當天正確設置的最新密碼本,恩尼格瑪機發送的信息就會變得淺顯易懂,兩樣東西缺一不可,否則就不可能解讀信息的正確含義。然而,英國白金漢郡的布萊切利公園的專家卻在沒有這兩樣東西的情況成功破譯了恩尼格瑪密碼。他們的成功對盟軍二戰取得勝利立下汗馬功勞。 

當今編碼員採用更為複雜的方法編寫密碼。在他們眼中,恩尼格瑪密碼同128位密碼術相比簡直就是小菜一碟。與此同時,如今的密碼破譯者們手中電腦的運行速度和運算能力也非布萊切利公園技術專家所能比擬。編碼員和破譯員之間的鬥爭仍將繼續下去。但不要擔心,你無需超級計算機也能成功破解某種密碼,你所需要的僅僅是靈活的大腦和一點兒時間。(來源:新浪科技)

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