1. 二戰時期英德之間的密碼戰 謎是什麼
「迷」是德國的迷密碼機的名字。
「迷」密碼機就是把輸入的字母改成另一個字母輸出,讓敵人完全看不懂德軍進行什麼行動。
例如:我使用「迷」打入we attack the emeny in sunday. 「迷」就會編碼 bu eppelf xqu uwg nc tkwyeg. 結果就是這樣子出了一篇誰也看不懂的文章,但是只要把bu eppelf xqu uwg nc tkwyeg.輸入「迷」來進行反向破解,就會得出we attack the emeny in sunday. 。如此下來就能保護行動計劃。
由於「迷」的編碼方式會經常修改,再加上英國人不懂「迷」的結構,所以一直無法得到德軍的情報「後來英國得到了「迷」密碼機,這讓德國的大量行動計劃外泄。
2. 計算機網路信息安全技術上密碼技術的發展了那幾個階段分別發生了那些顯著的變化
主要分三個階段!
密碼學是一個即古老又新興的學科。密碼學(Cryptology)一字源自希臘文"krypto's"及"logos"兩字,直譯即為"隱藏"及"訊息"之意。密碼學有一個奇妙的發展歷程,當然,密而不宣總是扮演主要角色。所以有人把密碼學的發展劃分為三個階段:
第一階段為從古代到1949年。這一時期可以看作是科學密碼學的前夜時期,這階段的密碼技術可以說是一種藝術,而不是一種科學,密碼學專家常常是憑知覺和信念來進行密碼設計和分析,而不是推理和證明。
早在古埃及就已經開始使用密碼技術,但是用於軍事目的,不公開。
1844年,薩米爾·莫爾斯發明了莫爾斯電碼:用一系列的電子點劃來進行電報通訊。電報的出現第一次使遠距離快速傳遞信息成為可能,事實上,它增強了西方各國的通訊能力。
20世紀初,義大利物理學家奎里亞摩·馬可尼發明了無線電報,讓無線電波成為新的通訊手段,它實現了遠距離通訊的即時傳輸。馬可尼的發明永遠地改變了密碼世界。由於通過無線電波送出的每條信息不僅傳給了己方,也傳送給了敵方,這就意味著必須給每條信息加密。
隨著第一次世界大戰的爆發,對密碼和解碼人員的需求急劇上升,一場秘密通訊的全球戰役打響了。
在第一次世界大戰之初,隱文術與密碼術同時在發揮著作用。在索姆河前線德法交界處,盡管法軍哨兵林立,對過往行人嚴加盤查,德軍還是對協約國的駐防情況了如指掌,並不斷發動攻勢使其陷入被動,法國情報人員都感到莫名其妙。一天,有位提籃子的德國農婦在過邊界時受到了盤查。哨兵打開農婦提著的籃子,見里頭都是煮熟的雞蛋,亳無可疑之處,便無意識地拿起一個拋向空中,農婦慌忙把它接住。哨兵們覺得這很可疑,他們將雞蛋剝開,發現蛋白上布滿了字跡,都是英軍的詳細布防圖,還有各師旅的番號。原來,這種傳遞情報的方法是德國一位化學家提供的,其作法並不復雜:用醋酸在蛋殼上寫字,等醋酸幹了後,再將雞蛋煮熟,字跡便透過蛋殼印在蛋白上,外面卻沒有任何痕跡。
1914年8月5日,英國「泰爾哥尼亞」號船上的潛水員割斷了德國在北大西洋海下的電纜。他們的目的很簡單,就是想讓德國的日子更難過,沒想到這卻使德方大量的通訊從電纜轉向了無線電。結果,英方截取了大量原本無法得到的情報。情報一旦截獲,就被送往40號房間——英國海軍部的密件分析部門。40號房間可以說是現代密件分析組織的原型,這里聚集了數學家、語言學家、棋類大師等任何善於解謎的人。
1914年9月,英國人收到了一份「珍貴」的禮物:同盟者俄國人在波羅的海截獲了一艘德國巡洋艦「瑪格德伯格」號,得到一本德國海軍的密碼本。他們立即將密碼本送至40號房間,允許英國破譯德國海軍的密件,並在戰爭期間圍困德軍戰船。能夠如此直接、順利且經常差不多是同時讀取德國海軍情報的情況,在以往的戰事中幾乎從未發生過。
密碼學歷史上最偉大的密碼破譯事件開始於1917年1月17日。當時英軍截獲了一份以德國最高外交密碼0075加密的電報,這個令人無法想像的系統由一萬個詞和片語組成,與一千個數字碼群對應。密電來自德國外交部長阿瑟·齊麥曼,傳送給他的駐華盛頓大使約翰·馮·貝倫朵爾夫,然後繼續傳給德國駐墨西哥大使亨尼希·馮·艾克哈爾特,電文將在那裡解密,然後交給墨西哥總統瓦律斯提阿諾·加漢扎。
密件從柏林經美國海底電纜送到了華盛頓,英軍在那裡將其截獲並意識到了它的重要性。但是,同樣接到密件的約翰·馮·貝倫朵爾夫卻在他的華盛頓辦公室里犯了個致命的錯誤:他們將電報用新的0075密件本譯出,然後又用老的密件本加密後用電報傳送到墨西哥城。大使先生沒有意識到,他已經犯下了一個密碼使用者所能犯的最愚蠢的、最可悲的錯誤。
此時,已經破譯了老密碼的英方正對著這個未曾破譯的新外交密碼系統一籌莫展,不過沒過多久,他們便從大使先生的糊塗操作中獲得了新舊密碼的比較版本。隨著齊麥曼的密件逐漸清晰起來,其重要性令人吃驚。
盡管1915年美國的遠洋客輪「露斯塔尼亞」號被德軍擊沉,但只要德國對其潛艇的行動加以限制,美國仍將一直保持中立。齊麥曼的電文概括了德國要在1917年2月1日重新開始無限制海戰以抑制英國的企圖。為了讓美國原地不動,齊麥曼建議墨西哥入侵美國,重新宣布得克薩斯州、新墨西哥州和亞里桑納州歸其所有。德國還要墨西哥說服日本進攻美國,德國將提供軍事和資金援助。
英國海軍部急於將破譯的情報通知美國而又不能讓德國知道他們的密碼已被破譯。於是,英國的一個特工成功地滲入了墨西哥電報局,得到了送往墨西哥總統的解了密的文件拷貝。這樣,秘密就可能是由墨西哥方泄露的,他們以此為掩護將情報透露給了美國。
美國憤怒了。每個人都被激怒了,原先只是東海岸的人在關心,現在,整個中西部都擔心墨西哥的舉動。電文破譯後六個星期,美國對德國宣戰。當總統伍德羅·威爾遜要求對德宣戰時,站在他背後的,是一個團結起來的憤怒的國家,它時刻准備對德作戰。
這可能是密碼破譯史上,當然也是情報史上最著名的事件。齊麥曼的電文使整個美國相信德國是國家的敵人。德國利用密碼破譯擊敗了俄軍,反過來又因自己的密碼被破譯而加速走向了滅亡。
第一次世界大戰前,重要的密碼學進展很少出現在公開文獻中。直到1918年,二十世紀最有影響的密碼分析文章之一¾¾William F. Friedman的專題論文《重合指數及其在密碼學中的應用》作為私立的「河岸(Riverbank)實驗室」的一份研究報告問世了,其實,這篇著作涉及的工作是在戰時完成的。一戰後,完全處於秘密工作狀態的美國陸軍和海軍的機要部門開始在密碼學方面取得根本性的進展。但是公開的文獻幾乎沒有。
然而技術卻在飛速的發展,簡單的明文字母替換法已經被頻率分析法毫無難度地破解了,曾經認為是完美的維吉耐爾(Vigenere)密碼和它的變種也被英國人Charles Babbage破解了。順便說一句,這個Charles Babbage可不是凡人,他設計了差分機Difference Engine和分析機Analytical Engine,而這東西就是現在計算機的先驅。這個事實給了人們兩個啟示:第一,沒有哪種「絕對安全」的密碼是不會被攻破的,這只是個時間問題;第二,破譯密碼看來只要夠聰明就成。在二次大戰中,密碼更是扮演一個舉足輕重的角色,許多人認為同盟國之所以能打贏這場戰爭完全歸功於二次大戰時所發明的破譯密文數位式計算機破解德日密碼。
1918年,加州奧克蘭的Edward H.Hebern申請了第一個轉輪機專利,這種裝置在差不多50年裡被指定為美軍的主要密碼設備,它依靠轉輪不斷改變明文和密文的字母映射關系。由於有了轉輪的存在,每轉動一格就相當於給明文加密一次,並且每次的密鑰不同,而密鑰的數量就是全部字母的個數――26個。
同年,密碼學界的一件大事「終於」發生了:在德國人Arthur Scherbius天才的努力下,第一台非手工編碼的密碼機――ENIGMA密碼機橫空出世了。密碼機是德軍在二戰期間最重要的通訊利器,也是密碼學發展史上的一則傳奇。當時盟軍借重英國首都倫敦北方布萊奇利公園的「政府電碼與密碼學院」,全力破譯德軍之「謎」。雙方隔著英吉利海峽鬥智,寫下一頁精彩無比的戰史,後來成為無數電影與影集的主要情節,「獵殺U571」也是其中之一。
隨著高速、大容量和自動化保密通信的要求,機械與電路相結合的轉輪加密設備的出現,使古典密碼體制也就退出了歷史舞台。
第二階段為從1949年到1975年。
1949年仙農(Claude Shannon)《保密系統的通信理論》,為近代密碼學建立了理論基礎。從1949年到1967年,密碼學文獻近乎空白。許多年,密碼學是軍隊獨家專有的領域。美國國家安全局以及前蘇聯、英國、法國、以色列及其它國家的安全機構已將大量的財力投入到加密自己的通信,同時又千方百計地去破譯別人的通信的殘酷游戲之中,面對這些政府,個人既無專門知識又無足夠財力保護自己的秘密。
1967年,David Kahn《破譯者》(The CodeBreaker)的出現,對以往的密碼學歷史作了相當完整的記述。《破譯者》的意義不僅在於涉及到相當廣泛的領域,它使成千上萬的人了解了密碼學。此後,密碼學文章開始大量涌現。大約在同一時期,早期為空軍研製敵我識別裝置的Horst Feistel在位於紐約約克鎮高地的IBM Watson實驗室里花費了畢生精力致力於密碼學的研究。在那裡他開始著手美國數據加密標准(DES)的研究,到70年代初期,IBM發表了Feistel和他的同事在這個課題方面的幾篇技術報告。
第三階段為從1976年至今。1976年diffie 和 hellman 發表的文章「密碼學的新動向」一文導致了密碼學上的一場革命。他們首先證明了在發送端和接受端無密鑰傳輸的保密通訊是可能的,從而開創了公鑰密碼學的新紀元。
1978年,R.L.Rivest,A.Shamir和L.Adleman實現了RSA公鑰密碼體制。
1969年,哥倫比亞大學的Stephen Wiesner首次提出「共軛編碼」(Conjugate coding)的概念。1984年,H. Bennett 和G. Brassard在次思想啟發下,提出量子理論BB84協議,從此量子密碼理論宣告誕生。其安全性在於:1、可以發現竊聽行為;2、可以抗擊無限能力計算行為。
1985年,Miller和Koblitz首次將有限域上的橢圓曲線用到了公鑰密碼系統中,其安全性是基於橢圓曲線上的離散對數問題。
1989年R.Mathews, D.Wheeler, L.M.Pecora和Carroll等人首次把混沌理論使用到序列密碼及保密通信理論,為序列密碼研究開辟了新途徑。
2000年,歐盟啟動了新歐洲數據加密、數字簽名、數據完整性計劃NESSIE,究適應於21世紀信息安全發展全面需求的序列密碼、分組密碼、公開密鑰密碼、hash函數以及隨機雜訊發生器等技術。
建議你可以參考下:密碼學基礎、密碼學原理、OpenSSL等書籍
3. 需要各種密碼母本,越多越好
最早的摩爾斯電碼是一些表示數字的點和劃。數字對應單詞,需要查找一本代碼表才能知道每個詞對應的數。用一個電鍵可以敲擊出點、劃以及中間的停頓。 雖然摩爾斯發明了電報,但他缺乏相關的專門技術。他與艾爾菲德·維爾簽定了一個協議,讓他幫自己製造更加實用的設備。艾爾菲德·維爾構思了一個方案,通過點、劃和中間的停頓,可以讓每個字元和標點符號彼此獨立地發送出去。他們達成一致,同意把這種標識不同符號的方案放到摩爾斯的專利中。這就是現在我們所熟知的美式摩爾斯電碼,它被用來傳送了世界上第一條電報。 這種代碼可以用一種音調平穩時斷時續的無線電信號來傳送,通常被稱做連續波(Continuous Wave),縮寫為CW。它可以是電報電線里的電子脈沖,也可以是一種機械的或視覺的信號(比如閃光)。 一般來說,任何一種能把書面字元用可變長度的信號表示的編碼方式都可以稱為摩爾斯電碼。但現在這一術語只用來特指兩種表示英語字母和符號的摩爾斯電碼:美式摩爾斯電碼被使用了在有線電報通信系統;今天還在使用的國際摩爾斯電碼則只使用點和劃(去掉了停頓)。 電報公司根據要發的信的長度收費。商業代碼精心設計了五個字元組成一組的代碼,做為一個單詞發送。比如:BYOXO (「Are you trying to crawl out of it?」);LIOUY (「Why do you not answer my question?」);AYYLU (「Not clearly coded, repeat more clearly.」)。這些五個字元的簡語可以用摩爾斯電碼單獨發送。在網路用詞中,我們也會說一些最常用的摩爾斯商用代碼。現在仍然在業余無線電中使用的有Q簡語和Z簡語:他們最初是為報務員之間交流通信質量、頻率變更、電報編號等信息服務的。 1838年1月8日,Alfred Vail展示了一種使用點和劃的電報碼,這是摩爾斯電碼前身。 作為一種信息編碼標准,摩爾斯電碼擁有其他編碼方案無法超越的長久的生命。摩爾斯電碼在海事通訊中被作為國際標准一直使用到1999年。1997年,當法國海軍停止使用摩爾斯電碼時,發送的最後一條消息是:「所有人注意,這是我們在永遠沉寂之前最後的一聲吶喊!」 美式摩爾斯電碼做為一種實際上已經絕跡的電碼,美式摩爾斯電碼使用不太一樣的點、劃和獨特地間隔來表示數字、字元和特殊符號。這種摩爾斯電碼的設計主要是針對地面報務員通過電報電線傳輸的,而非通過無線電波。 這種古老的、交錯的電碼是為了配合報務員接聽方式而設計的。不象現在可以從揚聲器或者耳機中聽到電碼的音調,你只能從這些最早期的電報機的一個機械發生裝置聽到嗒嗒的聲音,甚至是從發送電鍵接聽:這種電鍵在不發送信號時被設置為從動模式,負責發聲。 這些報務員大多是為鐵路或以後的西聯電傳等服務。象那時的許多年輕人一樣,十幾歲的愛迪生就是這樣一名話務員。 現代國際摩爾斯電碼在今天,國際摩爾斯電碼依然被使用著,雖然這幾乎完全成為了業余無線電愛好者的專利。直到2003年,國際電信聯盟(ITU)管理著世界各地的摩爾斯電碼熟練者取得業余無線電執照的工作。在一些國家,業余無線電的一些波段仍然只為發送摩爾斯電碼信號而預留。 因為摩爾斯只依靠一個平穩的不變調的無線電信號,所以它的無線電通訊設備比起其它方式的更簡單,並且它能在高雜訊、低信號的環境中使用。同時,它只需要很窄的頻寬,並且還可以幫助兩個母語不同、在話務通訊時會遇到巨大困難的操作者之間進行溝通。它也是QRP中最常使用的方式。 在美國,直到1991年,為了獲得FCC頒發的允許使用高頻波段的業余無線電證書,必須通過每分鍾五個單詞(WPM)的摩爾斯碼發送和接收測試。1999年以前,達到20WPM的熟練水平才能獲得最高級別的業余無線電證書(額外類);1999年12月13日,FCC把額外類的這項要求降低到13WPM。 2003年世界無線電通信大會(WRC03,ITU主辦的頻率分配專門會議,兩年一度)做出決定,允許各國在業余無線電執照管理中自己任選是否對摩爾斯電碼進行要求。雖然在美國和加拿大還有書面上的要求,但在一些其他國家正准備徹底去除這個要求。 熟練的愛好者和軍事報務員常常可以接收(抄報)40WPM以上速度的摩爾斯碼。雖然傳統發報電鍵仍有許多愛好者在使用,但半自動和全自動的電子電鍵在今天使用越來越廣泛。電腦軟體也經常被用來生成和解碼摩爾斯碼電波信號。 現在在手機的簡訊鈴聲中,諾基亞等廠商依然會將「SMS(···——···)」一句的摩爾斯電碼加入。而香港的無線電視,自1967年開台起,每次新聞報道亦會在背景音樂中播放「NEWS TODAY」的摩爾斯電碼音頻。 時間控制和表示方法有兩種「符號」用來表示字元:劃(—)和點(·),或分別叫滴(Dit)和嗒(Dah)或長和短。點的長度決定了發報的速度,並且被當作發報時間參考。下面是時間控制的圖示: Morse code:—— ——— ·—· ··· · / —·—· ——— —·· ·這里,「—」表示劃,「·」表示點。這是上面消息的准確發報時間(「=」表示信號有,「.」代表信號無,每個為一個點的長度): ===.===...===.===.===...=.===.=...=.=.=...=.......===.=.===.=...===.===.===劃一般是三個點的長度;點劃之間的間隔是一個點的長度;字元之間的間隔是三個點的長度;單詞之間的間隔是七個點的長度。初學者往往被教導發送點劃間隔短小、短而快的字元,並且在符號和單詞之間誇大間隔時間。比較起來,這種方式更加容易學會。熟悉摩爾斯碼的人之間經常象這樣說話或拼寫[其中,「長音(Dah)」發「awe」的音]: —— ——— ·—· ··· · / —·—· ——— —·· ·DahDah DahDahDah DiDahDit DiDiDit Dit, DahDiDahDit DahDahDah DahDiDit Dit. 字母
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:——··數字
0:—————1:·————2:··———3:···——4:····—5:·····6:—····7:——···8:———··9:————·標點符號
「.」:·—·—·—「:」:———···「,」:——··——「;」:—·—·—·「?」:··——··「=」:—···—「'」:·————·「/」:—··—·「!」:—·—·——「-」:—····—「_」:··——·—「"」:·—··—·「(」:—·——·「)」:—·——·—「$」:···—··—「&」:· ···「@」:·——·—·非英語拉丁文字母
æ:·—·—à:·——·—ç:—·—··ch:————ð:··——·è:·—··—é:··—··ñ:——·——ö:———·þ:·——··ü:··——特殊符號(同一符號)
這是一些有特殊意義的點劃組合。它們由二個字母的摩爾斯電碼連成一個使用,這樣可以省去正常時把它們做為兩個字母發送所必須的中間間隔時間。 AR:·—·—·(停止,消息結束)AS:·—···(等待)K:—·—(邀請發射信號)(一般跟隨AR,表示「該你了」)SK:···—·—(終止,聯絡結束)BT:—···—(分隔符)特殊符號(非同一符號)
···—·(我將重新發送最後一個單詞)·· ··(同樣)········(錯誤) 常用縮寫縮寫和同一符號不同,縮寫保留著字元中間的間隔,它們並沒有被連成一個使用。 A All after (問號後用於請求重復)AB All before (同樣)ARRL American Radio Relay League (美國無線電中繼聯盟)ABT About(關於)ADS Address(地址)AGN Again(再一次)ANT Antenna (天線)BN All between (之間的所有)BUG Semiautomatic key (半自動的關鍵)C Yes(是,好)CBA Callbook address(呼號手冊)CFM Confirm(確認)CLG Calling(撥打)CQ Calling any station(連絡任一站台)CUL See you later(待會見)CUZ Because(因為)CW Continuous wave(連續波)CX Conditions(狀況)DE From(來自)DX Distance (sometimes refers to long distance contact)(長程通訊)ES And (和)FB Fine business (類似於「確定」)FCC Federal Communications Commission (美國聯邦通信委員會)FER For (為了)FREQ Frequency(頻率)GA Good afternoon or Go ahead (depending on context)(午安)GE Good evening(晚安)GM Good morning(早安)GND Ground (ground potential)(地表)GUD Good(好)HI Laughter ()HR Here(這里)HV Have(有)LID Poor operator (可憐的運營商)MILS Milliamperes (毫安)NIL Nothing (無)NR Number (編號)OB Old boy (老男孩)OC Old chap (老兄)OM Old man (any male amateur radio operator is an OM)(任何男性業余無線電操作員是一個OM)OO Official Observer (官方觀察員)OP Operator(操作員)OT Old timer(老手)OTC Old timers club (老前輩俱樂部)OOTC Old old timers club (老老前輩俱樂部)PSE Please(請)PWR Power(功率)QCWA Quarter Century Wireless Association (四分之一世紀無線協會)R I acknowledge or decimal point (承認或小數點)(根據上下文確定)RCVR Receiver(接收器)RPT Repeat or report)(重復或報告)(根據上下文確定)RST Signal report format (Readability-Signal Strength-Tone)(收訊指標)RTTY Radio teletype (無線電電傳)RX Receive(接收)SAE Self addressed envelope (自我處理的信封)SASE Self addressed, stamped envelope (自我解決,蓋章信封)SED Said(說)SEZ Says (說)SIG Signal(訊號)SIGS Signals (信號)SKED Schele(行程)SN Soon(很快=不久將來)SOS (緊急呼救=國際通用)SRI Sorry(抱歉)STN Station(電台)TEMP Temperature(氣溫)TMW Tomorrow(明日)TNX Thanks(感謝)TU Thank you(感謝你)TX Transmit(發射器)U You (你)UR Your or you're (您或您已經)(根據上下文確定)URS Yours (你的)VY Very (非常)WDS Words (詞)WKD Worked (工作)WL Will (將)WUD Would (會)WX Weather(天氣)XMTR Transmitter(發射機)XYL Wife(妻子)YL Young lady (used of any female)(年輕女子)73 Best regards(最好的祝福)88 Love and kisses(愛與吻之告別)(注意應該使用在「異性」之間)99 go way(被要求離開,非友善)參見詞條:Q簡語 用摩爾斯碼交談要使用摩爾斯碼進行明白無誤的交流,只需要字母就夠了。為了使交流更有效率,有很多國際上通用的模式。 這是一個CW通訊的例子,發生在電台甲(s1)和電台乙(s2)之間: s1:CQ CQ CQ de s1 K[呼叫任何人(CQ),這是(de)s1,結束(K)。]s2:s1 de s2 K(呼叫s1,這是s2,結束)(現在兩個電台就建立通訊連接了)s1:SK(再見。)s2:SK(再見。)作為一個例子,上面的電台之間並沒有交談什麼內容,這只是演示一次聯絡的情形罷了。 求救信號SOS1909年8月,美國輪船「阿拉普豪伊」號由於尾軸破裂,無法航行,就向鄰近海岸和過往船隻拍發了「SOS」信號。這是第一次使用這個信號。1912年,著名的泰坦尼克號游輪首航遇險時,發送的是CQD(英國馬可尼無線電公司決定用CQD作為船舶遇難信號),但因D(—··)易於其他字母混淆,周圍船隻並未意識到是求救信號,沒有快速救援,在快沉沒時才使用的新求救信號SOS(···———···)發報。泰坦尼克號沉沒後,SOS才被廣泛接受和使用。事實上,雖然SOS信號在1906年即已制訂,但英國的無線電操作員很少使用SOS信號,他們更喜歡老式的CQD遇難信號。泰坦尼克號的無線電首席官員約翰·喬治·菲利普一直在發送CQD遇難信號,直到下級無線電操作員哈羅德·布萊德建議他:「發送SOS吧,這是新的調用信號,這也可能是你最後的機會來發送它了!」然後菲利普在傳統的CQD求救信號中夾雜SOS信號。求救信號直到第二天早上才被加利福尼亞號收到,因為她並沒有24小時都監聽無線電。QWE密碼明碼表 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
密碼表 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