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科普课堂|从电报说到密码学

2022.10.05
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古时,长途通讯主要依靠驿送、信鸽、信狗以及烽烟,但因为这些方法耗时久成本高,所以只有最重要的消息才会被传送。电报的发明就使长途通讯方便了许多,也促进了密码学,甚至电脑的发展!

电报——加速长途通讯

在人类对电的研究取得突破之后,早在1753年,就有一名英国人提出利用静电来传递资讯。原理为26条电线代表26个英文字母,发电报的人按顺序在电线上加静电,接收电报的人就在电线上放上小纸条,当有静电产生时纸条就会跳起。接收的人只需将纸条跳动的顺序记录下来,就可以读懂对方发的讯息。


1930年的电报机


摩斯电码

上面的方法可以传递英文资讯,但如果还想要传输数字的话,就要有更多的电线,如果再加上标点符号呢?若想传送的资讯种类越多,就要增加电线,那么成本就会大大增加。所以在1836年,美国人艾尔菲德·维尔与萨缪尔·摩斯发明了摩斯电码。


传送摩斯电码的电键

摩斯电码只有5种代码:


1、点( . ):1个单位

2、划( _ ):3个单位

3、字母内部的停顿(在点和划之间):1个单位

4、字母之间的停顿:3个单位

5、单词之间的停顿:7个单位

不同的代码排序代表了不同的字,要读懂摩斯电码,必须对照代码表才能知道每个词对应的代码。


摩斯电码对照表


将“MORSE CODE”用摩斯电码加密后:


编辑

添加图片注释,不超过 140 字(可选)


由摩斯电码衍生出的中文电码

有了摩斯电码之后,就可以传送英文与数位资讯,但却无法传送中文。所以在1873年,法国驻华人员威基杰(S·A·Viguer)挑选了6800多个常用中文字,并为每个字编写了电码,每个字的电码由四个数字组成,从此人们就能使用电码来传送中文资讯了。

密码学

电码也可以被运用在密码学里。密码学中有加密演算法和解密演算法。

加密演算法:将普通资讯(所有人都能看懂的资讯)转换成难以理解的资讯(不是每个人都能看得懂的资讯)的过程。

解密演算法:破译密码,转换成普通资讯。


最初的密码

密码学以前经常在战争、军事中传递秘密资讯时使用。公元前405年,在雅典与斯巴达之间的战争之中,斯巴达军队捕获了一名雅典信使,并在他身上搜出一条写着杂乱无章的雅典文的腰带。斯巴达军队统帅尝试了各种办法也没法解读腰带上的资讯,但在他无意中把布条缠在剑鞘上时,他发现腰带上的字母竟组成了一段文字,于是斯巴达知道了雅典的作战计画,并一举击溃雅典军队,获得了胜利。这条腰带的密码,便是世界上最早的密码情报,之后密码学亦不断发展至今。



古希腊的密码棒


电脑之父——图灵

密码学还有一段非常有名的历史,便是发生在二战时的密码战争,这也为将来的电脑发明奠定了雏形。在二战时期,纳粹德国使用当时最先进的Enigma密码机传递军事情报,由法国、波兰、英国等国家组成的同盟国一直没有办法破解。当时负责分析德国海军密码的艾伦·麦席森·图灵,通过改进波兰战之前研制的解码机器Bombe,设计了一种能找到Enigma密码机设置的机器,帮助同盟国破译德国军事情报,赢得了战争。这也为将来的电脑发明带来了很大的灵感,因此图灵也被称为“电脑之父”。

Enigma密码机

解码机器Bombe的复制品


少年时的图灵

相关电影

有兴趣的朋友,国庆假期可以看一部名为《解码游戏》的电影,便是改编了图灵破译Enigma的这段故事,不仅能看到破译机器的研发过程,还能知道更多有关图灵的故事。



关于中易通科技

作为中国信息安全技术企业的先行者,中易通科技十六年专注密码技术的研发,始终坚持上服务于国家信息安全,中服务于社会企业信息安全,下服务于人民个人信息安全。致力研发利国、利民的安全解决方案及安全产品,真诚回报社会、服务国民。现已形成了从理论研究、安全芯片、智能终端、云服务到一站式解决方案的“芯-端-云”完整技术服务体系。产品和技术已广泛应用于消费电子、党政军、金融支付、移动警务、智能安防、医疗、物联网以及工业控制等各行各业。基于密码技术推出的微铂 Key 系列产品,让重要的事不必见面说!重要信息安全保护,手机丢失也不怕,极大地提升了国民手机使用的安全感与幸福感。


*参考链接https://www.hkedcity.net/funpost/knowledge/page_5ff5670b90344339513c9869