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主题:【原创】和阿康一篇:至今没有破译方法的传统加密方法 -- 任爱杰

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家园 【原创】和阿康一篇:至今没有破译方法的传统加密方法

自从计算机发明之后,大多数传统的加密方法都遇到了克星。象阿康文中列举的那几种传统加密方法不论有多复杂无不成了计算机程序的手下败将。

因此对于密码的研究完全成了数学家的工作。至于数学家们提出了怎样的方案,阿康的文章中会提到。这里就不夺人之美了。只给大家讲一下,美国每年毕业的数学博士如果有幸能找到一个饭碗,多半是因为他在密码领域里搞了些什么东西,引起了政府的注意。

但是,计算机并不是万能的。仍然有一些传统的加密方法是无法破译的。例如,我最欣赏的一种传统加密方法就是号称无法破译的。

这种方法的步骤如下:

1。需要通讯的甲乙双方约定各持一本同样的书。例如说金庸的《射雕英雄传》。

2。通讯时,甲先在自己的书上从不同的页面上找到合适的字句,然后把字句的位置发送给乙方。

3。乙方收到字句的位置后再从自己的书上查出相应的字句,完成解密。乙方需要和甲方通讯时的步骤一样。

这种加密方法的变种很多,但基本原理都一样。

使用这种加密方法,除非第三方知道甲乙双方用的是什么书,否则就算截获了甲乙双方之间的通讯也无法知道他们通讯的真正内容。

家园 这不就是连城诀嘛
家园 不错,不过连城决最后还是要用什么沾湿书页的方法

实属一大败笔。

家园 这个其实就是你提到的"黑话"加密方法的一个变种

其缺点在于自己方的编码和解码都比较麻烦。

而且,这也不是不可以破解的,留一个悬念吧,且听下回分解。

家园 和纯粹的黑话还是不同的

黑话,切口之类之所以容易破译,主要是因为其还是有语言的形态。而且词汇大量重复使用。自然容易找出规律来。

但是我主贴中叙述的方法并无这个缺陷。甲乙双方间的通讯内容只是一串对第三方来说毫无意义的数字而已。

举例来说,下面这一串数字就是用这种方法编译的一句话。能破译吗?

0020090311090301160617021907

家园 只要是词语和密词的对应是一对一的

通过数码 Pattern 的频率统计, 相关性分析就还是可以找出规律, 当然解码需要截获比较大量的通信. 其实考古学中曾有破译完全失传的语言的记录, 那个比这个其实更难, 因为它的词句和任何一种现代已知的语言的词语不是一一对应的.

家园 问题就在这里,所以这个加密法是无法破译的

如果想当然的认为在这个加密法中明文和密码间有一一对应的关系,那就错了。

在我上述的方法中,甲乙间交换的数字只代表字句在书中的位置。所以同一个字如果在第一页第一行第五个出现,可以写作115。如果第二次用到,完全可以用在第八页第八行第八个出现的同一个字,写作888。这样就根本不存在明文和密码间的一一对应关系。特征分析也就根本用不上。

家园 闲谈任兄的加密法及其应用,并附送一故事.

我读过一本关于加密解密的书,有阿康现在已经介绍的这些内容, 也有你所说的这法子。这法子的本质和译电码时查密码本是一样的。不过就是密码本是用一个长的随机序列而已(现在可以用计算机来产生随机序列,就用不着《射雕英雄传》了)。

这法子在军事上早有应用。我印象中的一个故事是二站时的一德国间谍在收到指令后就翻自己的《浮士德》。电码中每一个数字是《浮士德》的页数,内容嘛,对应就是该页的第一个字母。由于会出现多对一的情况(假设第一页和第五页的头一个字都是a, a 的编码可以是1也可是5),所以无法用字频来破译。但这法子有个致命缺点,就是长度不加密。明码有多少个字母,密码就对应多少个字母。如果你的信息很短(例如只是答复“知道了”),这长度就提供了不少信息。所以,军事上常采用在内容前后加一些无关语句的方法来隐藏真正信息的长度。

破这种加密的法子之一是穷举,相信还有其他更好的方法,估计阿康会介绍的,就等着慢慢看吧. 具体到你说的法子,我觉得最好的方法是从密码本,而不是密码本身下手。比如在军事上设法缴获未来得及销毁的密码本,靠叛徒提供,从你的计算机里偷(如果你用计算机的话)等。一旦你的密码本泄密了,你就玩完了。要知道在军队中大规模地换密码本可不是一件简单的事情。

顺便说一个跟你这个加密方法有关的故事,好像是从那本书中来的。是个探宝故事。大意是加州一个小旅店的经理死之前交给儿子三封信,告诉他这世代珍藏的三封信里记载一个宝藏的秘密。早在淘金热时代小旅店就存在。一天,一个年轻人突然出现在当时的偏僻小镇。而且在旅馆里长期住下来。年轻人很有钱,而且风度翩翩,很讨夫人小姐们的喜欢。可惜他突然得了传染病,虽然旅馆老板精心照料,还是快不行了。死之前,年轻人为报恩,告诉旅馆老板,他其实是一个强盗团伙中的一份子,靠打劫探宝者积累了不少财富,最重要的是他们发现并开采了一个大金矿。强盗们决定洗手不干前,把所有财富都埋在某个地方,以后等外面风声不紧了,再取出来平分。为保险,年轻人负责带着加过密的信在这旅馆等候。其他人则等风声缓了,就带着秘匙来汇合。三封信的第一封没有加密,是强盗们的誓约和姓名。第二封是财宝的内容。第三封才是财宝的具体位置。年轻人把自己的那一份财宝转让给了旅馆老板作为报答,并请他继续等候秘匙。故事进一步继续, 当然是秘匙永远没有出现。于是旅馆老板的先辈们和他自己,当然还有他的儿子就开始了解迷的工作。到经理儿子这一辈,终于解开了第二封信,好像是用某一年出版的《圣经》为密匙。第二封信的一些内容 (如对某些地理位置的描述)经验证是真的。而且,按第二封信的描述,财宝,如果真的存在,是非常,非常诱人的。经理儿子于是信心实足地钻研第三封信,选用n种版本的《圣经》和其他好多种大众书籍为密匙,结果都失败了。 (密匙肯定是广泛发行的书籍。如果密匙是独一无二的绝版书籍,找密匙可能比解秘还难呢。还有,如果你相信这个故事,就相信强盗们不会收集珍版书籍的。) 最后,在花费了毕生精力后,他选择了放弃,把故事,密信和他发现的一些线索(如第三封信里应该肯定出现哪一些地名)卖给了报社,得了个不错的价钱。报社则到处推销这故事,悬赏征集破解方法 。结果嘛,当然没有答案。倒是有人分析了第二封信的内容,统计数据显示认为行文接近现代英语,怀疑故事是假的。至于真相到底如何,我是不知道。如果感兴趣,好像网上可以找到这第三封信的密文 (曾经在某一讲加密知识的英文网站见过,但现在记不得了,随手找一下也没找到),不妨碰一下运气。

家园 【人物】【评论】【文摘】【原创】这个方法也有缺陷

首先, 这个密钥(key)--此处是书, 必须预先设定. 如果A, B双方在"一穷二白"的情况下通信,则无秘可保.

其次, 密钥(key)本身有存放问题, 如果一个间谍已经被注意了, 那么他查阅的书肯定在监控之下, 则密码也就随之失效了.

家园 偷密码本当然是个好办法,但这就不是破译了

密码本都有了,还用费什么脑筋?但是如果偷不到呢?从加密方法本身来说,这个加密方法还是无懈可击的。

老兄说的大规模更换密码本的问题是在现代密码技术发展起来以前一直都困扰各国军队的问题。好像山本五十六之所以会给揍下来就是因为他的部下到了该换密码本的时候由于工程量太大,拖了两天没换新的。他出巡的消息是用旧密码发出,结果被美国人逮个正着。

现代发明公匙技术后,这个问题在一定程度上得到了解决。但是公匙可以被第三方冒充。这一点估计你看的那本书上讲的很详细了。

我说的这个方法用穷举法是破不掉的。除非有一台超级计算机能够查询世界上所有的文字,除了出版的书,还要包括所有人类写出来的文字。要知道,我在主贴里说用《射雕英雄传》,但在实际运用中,通讯双方完全可以用自己写的文章。

家园 已在给 OldBadBug 的回复中作答。
家园 关于破解再多说两句

我看的那本书主要是以西方拼音文字为例来介绍加密解秘的。印象中是可以用穷举法来破老兄的加密的方法。

原因是, 一来实用中的密码查找表的大小还是很有限,特别是在计算机出现前的二战时代。毕竟,密码本要携带方便,而且拼音文字就那么几个字母嘛。

二来解秘时往往可以用其他线索来帮助的。比如,实用中密码本不可能更换太快。在某一时期内的大量密文中,有些常用词会重复次数较多,对应密文的重复次数也多。由此可利用字频或词频来帮助你。特别是在一些特殊情况下,你知道有些单词是肯定要出现的。举个例子,老美在中途岛战役前为确定日本人的企图,故意制造了中途岛淡水机坏了的情报。日本间谍果然把这消息往回发。这时你如果截获了日本人的密码电报,你破解时就可以用中途岛,淡水等字样作线索。这可以帮你省不少麻烦。

对加密解秘只是感兴趣时读了几本科普的书,知道的也就这些了,还是等着读阿康的大作吧。

家园 我说奇怪怎么根本不象今天所用的技术呢。

这应该是比较简单的对称加密吧,在RSA与Diffy Helman之前还没听说过有不对称加密的。

其实所有的加密都大同小异,就今日美国军方与供应商的联系之密切,我看也超不出现在流行的范围。

保密最难的是整个系统的安全而不是加密。就RSA而言,今天最快的超级电脑或大型联网都不可能在短时间(数天)内破解一个1024digit的密码,更何况密码可以常换。应该有不少人都听过Certicom的Million Dollar challenge吧,谁若能破解Elliptic Curve加密的句子就可以得到一百万。

家园 现在最被看好的加密大概是quantum encription (量子加密),

曾经看过一篇 IEEE Spectrum 上介绍这个技术的文章,好象是挺保险的。

任兄说的加密方式,抗战中还真被用过,是一个汉奸靠一本书来跟鬼子联系,后来还是被抓了。

家园 基本原理是将光子极化,不过还是有些问题的

基本原理是将光子极化,然后在接收端测定它的极性。不同的极性方向可以用来代表不同的含义。例如45度可定义为0,-45度可定义为1。

如果这种极化的光子被截获。由于第三方无法事先知道真正的极化方向,根据量子原理,观察这个光子本身的过程会对光子的量子态造成扰动从而破坏光子的量子态。原本的极性如何也就无从复员了。

这个方法最早是由 Gilles Brassard 和 Charles Bennett 在1984年提出来的。主要目的是为了解决如何安全的传送公匙的问题。

稍早一点的技术还有个 1KBit 的瓶颈。现在的技术已经能够达到 250 MBit 到 2.5 GBit 的速度了。

理论上来说,这个方法的确可以说无法破译。但是我相当怀疑其实际操作性。不是说有破译的方法,而是由于这个东西的实际操作原理。

前面说过,根据量子原理,观察这个光子本身的过程会对光子的量子态造成扰动从而破坏光子的量子态。那么第三方完全可以选择不破译密件而仅仅对于信息进行截获。由于一旦截获后信息本身立刻遭到破坏,就算是收信方也无法将其复员,那么第三方就有效的瘫痪了甲乙双方间的通讯。可以想象,如果网络都用这种技术通讯,则某个黑客完全可以用这种方法瘫痪整个通讯网络。

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