密码学和密码（古典密码） Cryptography and

我对“恩尼格玛”密码机很感兴趣，趁着考完AP历史和物理休息的时间，整理一下我自己学到的东西，包括密码的历史和恩尼格玛的历史。

I am interested in the "Enigma" cipher machine. While taking a break after AP history and physics exam. I organized what I have learned, including the history of cipher and enigma.

密码学是研究密码技术的科学，目的是研究保障信息安全的技术和手段。

密码在中外历史上古代就有广泛的应用，比如中国的狼烟，消息树，古罗马的凯撒密码等，这些密码都是利用简单的直接想象编制完成的。现代的密码学原理直到20世纪初都才逐渐形成，现代的密码学是数学+通信+计算机科学等学科于的交叉科学。

Cryptography is the study of the science of cryptography, the purpose of which is to study the technology and means to ensure information security.

Passwords have been widely used in Chinese and foreign history, such as the Chinese "Wolf smoke", "message tree", and the ancient Roman "Caesar" ciphers.   

The principles of modern cryptography were not gradually formed until the early 20th century. Modern cryptography is an interdisciplinary science of mathematics, communication and computer science

一、几个非常有意思的例子

唐朝武则天朝执政期间，宰相裴炎与徐敬业（就是骆宾王著名的檄文《为徐敬业讨武曌檄》中的徐敬业）勾搭造反，裴给徐送去一封密信，书信被武则天查获。信中只有“青鵝”两个字，武则天识破密信内容，“青”字可以拆分成“十二月”，繁体的“鵝”，可以拆分成“我自与”，断定裴炎十二月要造反，将裴炎处死于洛阳。

古罗马皇帝恺撒向前线司令官发出了一封密信：VWRS WUDIIF，密信的内容被敌方截获，但是敌方根本不了解这是什么意思，但罗马的前线司令官却很快明白了。因为古罗马皇帝同时发出的还有另外一封密信：前进三步，两封信结合到一起，VWRS WUDIIF就是STOP TRAFFIC。

二、古典密码

原始的加密方法，也被称为古典密码，大致有以下几种，

1、棋盘密码

公元前两世纪，一个希腊人提出了棋盘密码，原理是把26个字母放合5x5的方格里，其中i、j放在同一个格中，具体如下表：

密码学和密码（古典密码） Cryptography and Classical Cipher

如果α是该字母所在行的标号，β是列标号，那么每个字母就对应了由两个数字αβ构成的字符。如果接收到密文为：11、35、12、24、34、31、34、22、54，对应的明文就是：A P  B I O L O G Y。

2、替代密码法

密码学和密码（古典密码） Cryptography and Classical Cipher

典型的替代密码法是凯撒密码，以上文的前进三步为例：“VWRS WUDIILF”+“前进三步”，按照字母表，前进三步，就出现了如下的转换：v—s、w—t、r—o、s—p、w—t、U—r、d—a……，最后解密为 STOP TRAFFIC。

法国人维吉尼亚1585年在凯撒密码基础上，使用一系列凯撒密码组成密码字母表的加密方法，被称作维吉尼亚密码。

密码学和密码（古典密码） Cryptography and Classical Cipher

假设明文为：

ATTACKLONDON

选择一个关键词作为密钥，关键词重复使用，如果关键词为LEMON，对应上述明文的密钥为：LEMONLEMONLE

明文的第一个字母A，对应密钥的第一个字母L，使用表格中L行字母表进行加密，得到密文第一个字母L。类似，明文第二个字母为T，在表格中使用对应的E行进行行加密，得到密文第二个字母X。如此类推，可以得到：

明文：ATTACKLONDON

密钥：LEMONLEMONLE

密文：LXFOPVPABOZE

3、一次性密码本

一次性密码本（One Time Pad，缩写为OTP）是古典密码学中的一种加密算法。以随机的密钥组成明文，且只使用一次。

理论上，此种密码具有完善保密性，是牢不可破的。

https://en.wikipedia.org/wiki/One-time_pad