射虎训练营——第一周:栅栏密码和恺撒密码 - 辕门射虎


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#1

发表于 2005-3-10 11:53 资料文集短消息只看该作者

射虎培训班——第一周

第一部分《密码学》第一课总第一课

密码学简介和栅栏密码、恺撒密码

原创：金圭子
（关键字解释：明文:没加密过的要传递的原文。密文:经过加密的用于传递的文字）

??密码学的出现，大概是由于战争。当然我手头有N页的资料来证明这些，不过我们这儿只是射虎版，重要的是：出题、解题、和题目本身，于是才有了这节课。所以我准备抛弃以前引经据典的习惯，不引用史料，仅仅简单讲讲过去，而主要是介绍两种简单而古老的密码。

??战争的出现，使得“秘密通信”获得了需求，比如深入敌军的密谈想把侦查到的情报传回，在外的两只部队相互交流信息等等。起初仅仅是藏着腋着，但是一旦被发现，不但探子会被处死，而情报页会泄露，甚至会反过来造成对我方更大的伤害。起初还仅仅是通过更有效的隐藏方法：比如古希腊人曾经用过在头皮上书写或者刺青，然后等待头发重新长好这种方法来秘密的传递信息（当然这个时效性极差）；类似的中国也有把大腿割破，藏入蜡丸等待长好再传递信息（现在想来是非常恶心而且不人道的，起码要自残两次）。
??而后逐渐才想到了通过“密码”这种方式来把需要传递的信息隐藏在可以公开的明文中。密码术，Cryprography，从希腊词Kryptos派生而来。它是一种为了使信息无法被外人理解，而对信息进行加密的技术。其实密码我个人从数学的角度理解就是一种广义的函数对应关系，除了我们待会儿要研究的密码术最常见的两种方式：易位和替换外，还有一些大家往往都忽视的方式，比如“外语”。当然其实外语也是一种函数，比如C2E(中国)=China，而E2C(user)=用户，但是在不懂这种语种的人听来就是密码。在中国援越战争中就曾经用方言来作为明码交流传递战情过，而那种“黑话”“行话”比如“招子”“六扇门”等等在其他人听来就是一头雾水。而密码学本身也可以作为这种理解，当然这种函数对应关系更有规律一些。

??这种规律最常见的就是易位和替换。对于易位，不得不说栅栏密码，栅栏密码就是把要加密的明文分成N个一组，然后把每组的第一个字连起来，再加上第二个、第三个，等等等等。
比如最常见的2线栅栏。
举例，明文为：“THE LONGEST DAY MUST HAVE AN END”
去除空格后，两两一组：TH EL ON GE ST DA YM US TH AV EA NE ND
然后都去第一个字母：TEOGSDYUTAENN，再都取第二个字母：HLNETAMSHVAED
连在一起就是：
TEOGSDYUTAENNHLNETAMSHVAED
这样就产生了一种完全不符合文法的，也就是我们要的“密码”、“密文”了。

而解密的方式则是进行一次逆运算：先将密文分为两行：
T E O G S D Y U T A E N N
H L N E T A M S H V A E D
再按上下上下的顺序组合成一句话
THE LONGEST DAY MUST HAVE AN END.

大家明白了么？

其实，还有多线的栅栏密码，密文请看题目1：

替换比易位更常用，古老的方法是随机的将字母两两配对，如：
Q W E R T Y U I O P A S D
| | | | | | | | | | | | |
F G H J K L Z X C V B N M
那么，句子Walls have ears.就被加密为Gbyyn ebph hbjn.
而另一种比较简单的就是著名的恺撒密码了：
??恺撒大帝是古罗马共和国末期著名的统帅和政治家。虽然他一生从未登上过皇位，但是直到今天在西方国家，他的名字仍是君主的代名词。他博学多才、文武双全，既是卓越的军事家又是雄辩的文学家。在掌权期间，恺撒南征北伐使罗马的版图得到了空前的扩大，他还把自己的亲身经历写成著名的战争回忆录--《高卢战记》和《内战记》。而现在我们使用的公历就是从他所采用的“儒略历”演变过来的。当然最富娱乐性的还有他和“埃及艳后”的一段风流情史。
CP了一段资料，我们还是来说恺撒大帝使用的密码--恺撒码。

??前面我说过，密码最早就是应用在军事上的。在恺撒大帝出征时，为了避免军令落入敌军手中而泄漏军情，他自己发明了一种单字替代密码。所谓“单字替代密码”就是把明文中的每个字母用密文中的对应字母替代，明文字符集与密文字符集是一一对应的关系。当然恺撒密码是一种简化的单字替换密码。我在下一课会介绍一些比较复杂的。

恺撒密码，又叫恺撒移位密码，它是将字母表中的字母依次后移一定的位置得到的
，最早恺撒自己使用的是3位的：用每个字母其后的第三个字母表示，解码的过程只需把密文字母前移3位即可。要注意的是字母的顺序是循环的，所以Z后面又回到A。其密码本如下
明码表：ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
密码表：defghijklmnopqrstuvwxyzabc
（密码学中用来书写原始信息的有关文字称为明码表，用来替换明码字母的有关
字母称为密码表）

例如，明文：CRACK IT
可得，密文：FUDFN LW

也达到了我们把原文搞混到不能一下子看到内容的目的。

当然，我们可以移动任意长度，比如
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 F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E
这样：
明文 F O R E S T
就变成了
密文 K T W J X Y

不过其实这样的恺撒密码还是很容易被破解（个人觉得比前面一种替换还简单），自己想想应该就能想到怎么破解吧？当然很多读者可能已经听说过了。那就试试看吧，题目在下面。

课后题目：

栅栏密码：
1.ASLELNASLAJLLHLWLDCHLVILABEAJKAHEL
恺撒密码：
2.QEBUB FP KL OLPB TFQELRQ D QELOK.
3.WSKQUGEWWSKQYG
简单替换因为要用到比较复杂的方法，题目将在下次课程补上

听了这么多，有没有跃跃欲试自己也想写个密码呢？有时候把你想说的话，用密码写下，让对方绞尽脑汁但是终能想到，也能带来欣慰的笑容吧^_^

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	金圭子


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#2

发表于 2005-3-10 11:54 资料文集短消息只看该作者

以后，“射虎训练营”将作为一个长期的栏目，每周介绍一些和谜语、智力题等等有关的有趣的知识，可能还会随着出一些题目。希望大家多多光临哦。

另外，学会了这些知识，也要自己多出题目来练习喔！！

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	穆成雪


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#3

发表于 2005-3-10 12:44 资料主页文集短消息只看该作者

学这东西要考试吗？^^

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#4

发表于 2005-3-10 12:52 资料主页文集短消息只看该作者

交作业^^

ASLELNASLAJL
LHLWLDCHLVI
LABEAJKAHEL

all shall be well and jack shall have jill.........@_@

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#5

发表于 2005-3-10 13:04 资料文集短消息只看该作者

QUOTE:

原帖由穆成雪于2005-03-10, 12:44:02发表
学这东西要考试吗？^^

你想考试当然没问题啊。哈哈哈哈哈。

知道你解开的那个谜语是什么意思么？念念好了。

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#6

发表于 2005-3-13 09:36 资料主页文集短消息只看该作者

QUOTE:

原帖由金圭子于2005-03-10, 13:04:26发表
你想考试当然没问题啊。哈哈哈哈哈。

知道你解开的那个谜语是什么意思么？念念好了。

??是啥意思？？？

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#7

发表于 2005-3-14 20:04 资料文集短消息只看该作者

有情人终成眷属

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#8

发表于 2005-3-15 17:58 资料主页个人空间短消息只看该作者

细读之后，领悟不少，填补了自己这块的空缺

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#9

发表于 2005-3-15 19:01 资料文集短消息只看该作者

下次介绍单表替换的
不过这个用人工方法就很难了…………

所以更难的就不介绍了（当然如果需要，当作知识来介绍不错，可惜不能出题目了：（

不过这周可能是另一个版主上课。

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#10

发表于 2005-3-29 08:02 资料文集短消息只看该作者

第一句不会，没有一个通顺的。

2.THEXE IS NO ROSE WITHOUT G THORN
这句话似乎有些问题啊，也许是密文有错。

3.EASYCOMEEASYGO

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#11

发表于 2005-3-29 10:53 资料文集短消息只看该作者

嗯……不好意思，第二题应该是：
qebob fp kl olpb tfqelrq x qelok

………………

第三题对了，Easy come,easy go.－－－来得容易去得快。

第一题么……4楼穆成雪回答了^_^，其实这个是3排的栅栏啦！

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