展現(xiàn)古人高超智慧的古典密碼

人類文明發(fā)展到使用語(yǔ)言和文字后，就產(chǎn)生了保密通信和身份認(rèn)證問(wèn)題，這是密碼學(xué)的主要任務(wù)。古典密碼學(xué)與其說(shuō)是一門科學(xué)，不如說(shuō)更像是一門藝術(shù)，它們反映出古人的高超智慧和絕妙想象力，并且蘊(yùn)涵了現(xiàn)代密碼學(xué)思想的萌芽。

古希臘圓木棍“天書”的加密原理屬于密碼學(xué)中的“移位法”加密，因?yàn)樗ㄟ^(guò)改變文本中字母的閱讀順序來(lái)達(dá)到加密的目的

古希臘“天書”

大約在公元前700年，古希臘軍隊(duì)用一種叫作Scytale的圓木棍來(lái)進(jìn)行保密通信。其使用方法是：把長(zhǎng)帶子狀羊皮紙纏繞在圓木棍上，然后在上面寫字；解下羊皮紙后，上面只有雜亂無(wú)章的字符，只有再次以同樣的方式纏繞到同樣粗細(xì)的棍子上，才能看出所寫的內(nèi)容。

這種Scytale圓木棍也許是人類最早使用的文字加密解密工具，據(jù)說(shuō)主要是古希臘城邦中的斯巴達(dá)人在使用它，所以又被叫作“天書”。

圓木棍“天書”的加密原理屬于密碼學(xué)中的“移位法”加密，因?yàn)樗ㄟ^(guò)改變文本中字母的閱讀順序來(lái)達(dá)到加密的目的。

古羅馬愷撒密碼

公元100多年前，古羅馬的執(zhí)政官和軍隊(duì)統(tǒng)帥愷撒發(fā)明了一種把所有的字母按字母表順序循環(huán)移位的文字加密方法。例如，當(dāng)規(guī)定按字母表順移3位的話，那么a就寫成 d，b寫成 e，c寫成 f……x寫成 a，y 寫成 b，z寫成 c。

從密碼學(xué)的角度來(lái)看，愷撒加密法屬于“單字母表替換”加密，而且替換的規(guī)則很簡(jiǎn)單。然而，愷撒加密的思想對(duì)于西方古典密碼學(xué)的發(fā)展有較大影響。事實(shí)上，直到第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束，西方所使用的加密方法大多屬于“字母表替換”加密，只是替換的規(guī)則越來(lái)越復(fù)雜而已。

歐洲維吉尼亞密碼

西方國(guó)家大都使用拼音文字，只有二十幾個(gè)字母和幾個(gè)標(biāo)點(diǎn)符號(hào)，文字符號(hào)較少，所以很適合用替換法加密。如上文提到的愷撒密碼，就是一種替換加密。加密過(guò)程就是按照愷撒密碼字母替換表替換，把每一個(gè)明文字母替換成密文行中相應(yīng)的一個(gè)字母。

這種加密方法具有“明密異同性”，利用頻率分析法可以破解。

于是，從15世紀(jì)中葉起，歐洲人開(kāi)始研究設(shè)計(jì)“多字母表替換加密”方法，即明文中同一個(gè)字母在不同的位置上會(huì)有不同的替換符號(hào)。其中最有名的當(dāng)屬維吉尼亞密碼。它主要使用一張字母矩陣表，其中第一行是任意給定的字母表，第二行是第一行左循環(huán)移一位，最后一位的字母移至第一位，而形成的字母替換表。第三行又是第二行左循環(huán)移一位，以下各行以此類推。加密時(shí)，對(duì)于明文中的同一個(gè)字母，當(dāng)其第一次出現(xiàn)時(shí)，使用表的第一行來(lái)替換，第二次出現(xiàn)時(shí)使用第二行替換，以此類推。如果該字母出現(xiàn)次數(shù)已超過(guò)矩陣的行數(shù)，則回到第一行繼續(xù)下去。解密同加密一樣，也是從上到下逐行進(jìn)行。

維吉尼亞密碼后來(lái)出現(xiàn)過(guò)多種改進(jìn)和變形。其中一種變形就是，由密鑰確定密文所在行，明文確定明文所在列，在加密方陣中，行和列的交叉就是相應(yīng)的明文。

維吉尼亞加密過(guò)程中，一個(gè)明文字母根據(jù)在明文中出現(xiàn)的順序或者密鑰的不同，會(huì)有多種變化，最多能有26種變化。而愷撒密碼加密與明文字母的順序沒(méi)有關(guān)系，只有一種變換。所以愷撒密碼是“單表密碼體制”，而維吉尼亞密碼是“多表密碼體制”。顯然，多表加密比單表加密復(fù)雜許多，因此其破解難度也加大許多。自從維吉尼亞加密術(shù)出現(xiàn)以后，多表加密成為歐洲人最常用的加密方法。

中國(guó)古代的“陰符”和“陰書”

從古到今，軍隊(duì)歷來(lái)是使用密碼最頻繁的地方，因?yàn)楸Ｗo(hù)己方秘密并洞悉敵方秘密是克敵制勝的重要條件。中國(guó)古代有著豐富的軍事實(shí)踐和發(fā)達(dá)的軍事理論，其中不乏巧妙、規(guī)范和系統(tǒng)的保密通信和身份認(rèn)證方法，比如兵書《六韜》中的“陰符”和“陰書”。

“陰符”和“陰書”就是“加密后的信息”或“密文”，其加密的方法，相當(dāng)于現(xiàn)代密碼學(xué)中變換的代替或移位。

除了使用“陰符”、“陰書”等形式外，在傳遞內(nèi)容上也設(shè)置一些不易被敵方所破譯的符號(hào)，這實(shí)際上就是一種軍事密碼，稱作隱語(yǔ)。

隱語(yǔ)，古代亦稱作“瘦語(yǔ)”或“瘦辭”。瘦就是隱藏、隱含的意思。瘦辭出現(xiàn)得很早，《國(guó)語(yǔ)·晉語(yǔ)五》云：“有秦客瘦辭于朝，大夫莫之能對(duì)也?！痹苊艿摹洱R東野語(yǔ)》中說(shuō)：“古之所謂瘦辭，即今之隱語(yǔ)，而俗所謂謎?！笨梢?jiàn)，隱語(yǔ)也就是謎語(yǔ)。

這種猜謎似的隱語(yǔ)，對(duì)于軍事秘密通訊來(lái)說(shuō)，畢竟需要通訊雙方心有靈犀，方能較為準(zhǔn)確地溝通，但也容易發(fā)生誤會(huì)。為了使其既準(zhǔn)確、明晰，又不讓別人了解，古人在設(shè)計(jì)隱語(yǔ)方面逐漸形成一套術(shù)語(yǔ)，事先將要聯(lián)絡(luò)的事項(xiàng)以術(shù)語(yǔ)的形式編排好次序，將領(lǐng)們平時(shí)均加以熟記，每次作戰(zhàn)之前，主將與每個(gè)受命出戰(zhàn)的偏將約定，雙方以某一首沒(méi)有重復(fù)用字的五言律詩(shī)為“字驗(yàn)”。若有事報(bào)告，就隨意寫成一封書信，將要報(bào)告之事的次序?qū)?yīng)于該詩(shī)中的第幾字，然后在普通書信中的某字旁加一記號(hào)即可，主將回復(fù)亦如法炮制。