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主题：【原创】秘密通信的世界――从古埃及到信息时代 -- 阿康
秘密通信的世界――从古埃及到信息时代
The urge of discover secrests is deeply ingrained in human nature;even the least curious mind is roused by the promise of sharing knowledge withheld from others. Some are fortunate to enough to find a job which consists in the solution of mysteries, but most of us are driven to sublimate this urge by the solving of puzzles devised for our entertainment. Detective stories or corssword puzzles cater for the majority;the solution of secret codes may be the pursuit of a few.
------- John Chadwick
１．秘写的历史
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2. 女人应知应会之第四十五项 [/url]
后面的章节，放在探索未知版了
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一 苏格兰玛丽女王的秘密
Mary Queen of Scots 玛丽女王
１５８６年１０月１５日，星期六的上午，玛丽女王走进 Fotheringhay 城堡拥挤的法庭。多年的监禁和风湿病的困扰夺走了她的健康，但她看上去仍然如同帝王一样的高贵。她的医生搀扶着她走过法庭官员和旁听者们, 走向长长的，狭窄的甬道。那儿有一个宝座，玛丽开始以为那个宝座是为她准备的，然而不是，那个宝座代表玛丽的敌人，缺席的伊丽莎白女王。玛丽被带到与宝座相对的另一面，那是被告的位置，一张深红色的天鹅绒座椅。
玛丽女王被控叛国罪。她被指控图谋刺杀伊丽莎白女王，试图取代她的王位。Sir Francis Walsingham，伊丽莎白精明强干的大臣，逮捕了其它的同谋者，在取得口供后处决了他们。现在他要证明玛丽是这个阴谋的策划者，她与她死去的同谋们一样，也应该受到死刑的惩罚。
Walsingham 知道如果要处决玛丽，他必须让伊丽莎白确信玛丽是有罪的。伊丽莎白虽然对玛丽不屑一顾，但在是否要处决玛丽这个问题上，也有一些盘算。首先，玛丽是苏格兰的女王，很多人质疑英格兰的法庭是否有权力处死外国的首脑；其次，处死玛丽会建立一个非常讨厌的先例－－如果国家有权处死女王，那么以后的叛变者在是否要处死另外一个女王，比如说，伊丽莎白女王，这个问题上，就不会有太多的犹豫；再者，玛丽和伊丽莎白是堂姐妹，这自然使得伊丽莎白在下死刑令时多少会有些顾虑。 因此，只有 Walsingham 能确定无疑地证明玛丽参与了刺杀计划，伊丽莎白才会签署处决命令。
反叛者是一群年轻的英国天主教贵族，他们试图推翻作为新教徒伊丽莎白女王，而代之以同样是天主教徒的玛丽。法庭认为，玛丽显然是这次阴谋的名义领袖，但对于她本人是否参与了阴谋还没有确切的证据。实际上，玛丽本人批准了该计划的实施，而Walsingham则需要向人们证明玛丽和这起阴谋有明显的联系。
在审判玛丽的那个上午，她一个人坐在被告席上，身着天鹅绒服装。叛国罪的审判是不公开的，玛丽甚至未被允许借助一位秘书来准备她的答辩。不过，她也不是毫无生机，因为她十分小心，她和反叛者之间所有的通信都是用密码写成的。玛丽相信，即使 Walsingham 获得了这些信件，他也无法得知信件的内容，信件因此不能成为定罪的证据。当然，这一切都取决于她的密码能否被破解。
玛丽比较倒霉的是，Walsingham 还是英格兰的间谍专家。他不但截获了玛丽和反叛者之间的信件，而且还知道谁最可能解开这些密码。 Thomas Phelippes 是全国最优秀的解码专家。如果他能够解开这些玛丽和反叛者之间的秘信，等待玛丽的就是死刑的判决，反之，她就有逃脱的机会。生死悬于一线，取决于能否解开密码，而这，已经不是第一次了。
１．秘写的历史
秘写的历史可以追述到希腊的希罗多得（Herodotus），罗马哲学家西塞罗（Cicero）口中的历史之父。在 The Histories 这本书中，希罗多得以编年体的方式记录了公元前五世纪希腊和波斯间的冲突。在他看来，这场独立的希腊各邦与高压的波斯之间的冲突，是自由对奴役的抗争。希罗多得认为，是秘写技术使得希腊免于被暴虐的波斯国王，王中之王薛西斯一世所征服。
当薛西斯一世开始在 Persepolis 建造城市作为他王国的新首都时，希腊和波斯间长期的不和终于达到了极点。贡品和礼物从全国和邻近的国家源源不断地送来，只有雅典和斯巴达对此无动于衷。
薛西斯决心要他们为傲慢付出代价，他动员军队，声称：“我们要扩张波斯的领土，波斯的边界只受上帝天空的限制，要让阳光照耀下的土地，无不成为波斯的领土。” 他用了五年时间聚集了有史以来最强大的军队。在公元前４８０年，他决心进行一次突然袭击。
然而，波斯的军备工作被 Demaratus 注意到了。Demaratus 是希腊人，斯巴达的前任国王，被驱逐出家乡後居住在波斯的 Susa 城。仍然忠于希腊的 Demaratus 决定给斯巴达写信，通知他们薛西斯的入侵计划。问题是，如何送出这封信才能不被波斯卫兵发现呢？希罗多得写到：
虽然被发现的危险仍然很大，但可能安全送出信件的方式只有一个：剥下一个木制折叠写字版的蜡，在木板上写下薛西斯的计划，然后再把蜡封上。这样的写字版不会引起卫兵的注意。当带着消息的写字版被送到目的地，没有人能能够猜出秘密，直到 Cleomene 的女儿，Leonidas 的妻子 Gorge, 在向神祈祷后发现了写在蜡下面的秘信。消息被及时传到其它的希腊人那里。
由于得到了这个预警，迄今没有防备的希腊人开始紧张地积极备战。比如，原来国营银矿的利润是为全体公民所共享，现在则被转送到海军，建造了两百艘战船。［阿康评：想想甲午战争前的中国海军。。。］
薛西斯的计划失去了最重要的效果，突袭！公元前４８０年，９月２３日，当波斯舰队靠近 雅典附近的萨拉米斯 (Salamis) 海湾时，希腊人正严阵以待。薛西斯洋洋自得地以为他欺骗了希腊海军，实际上，是希腊人有意地诱使波斯战船进入海湾的。希腊人知道，他们自己的战船比较小，而且少，在开阔的海面很容易被对方摧毁。他们想，在狭小的海湾，也许可以靠灵活机动而克敌制胜。正好此时风向改变，波斯舰队被吹进海湾，被迫与希腊人交战。波斯公主 Artemisia 的战船 三面被围，仅仅能够自己冲回到外海。恐慌之中，波斯战船互相碰撞，而希腊人趁机全面出击。一天之内，波斯令人生谓的军队遭到全面挫败。
Demaratus 进行秘密通信的技术非常简单，就是隐藏秘信本身。希罗多得还记述了另外一起类似事例，这是 Histaiaeus 的故事。他想鼓励 miletus 的 Aristagoras 反叛波斯国王。为了安全地传送他的指令，Histaiaeus 想出一个很绝的主意，他剃光送信人的头，在头顶上写下密信，然后等他的头发重新长出来。那个时代，事情往往不象今天那么紧急。送信人到达目的地，再次剃光头发，指指自己的头，让收信人阅读。
以隐藏密信本身的方式进行秘密通信称为秘写。自希罗多得以降，两千年以来，各种各样的秘写技术在世界各地被采用。比如，古代中国人在丝绸上写信，然后把丝绸卷成小团，封到蜡里面。送信人可以吞下蜡球。１６世纪，意大利科学家 Giovanni Pota 描述了一种奇妙的秘写方式，人们用明矾和醋的混合物制造的墨水在煮熟的鸡蛋壳上写字。溶液透过鸡蛋壳的毛孔，在蛋白上留下字迹。 人们还使用隐形墨水写信。早在公元一世纪，Pliny 和 Elder就讲解了怎样用植物汁制造隐形墨水。字迹在墨水干了之后自然消失，但轻微加热以后字迹又会重现。很多有机液体都有同样的特性，它们含有丰富的碳，很容易炭化。现代的间谍都知道，在一时找不到秘写液时，他们可以用自己的尿。
秘写技术能生存到今天，说明它总还是带来了一些安全性，但它有一个致命的弱点：如果密信被发现，内容就暴露无疑。密信被截获就意味着一切信息外泄无遗。一个细心的卫兵，可能例行检查任何一个通过边界的人，拨开所有的蜡封写字版，加热所有的纸张，敲开所有煮熟的鸡蛋，甚至，剃光所有人的头发。密信总有被发现的可能。
为此，在密写技术发展的同时，人们又发明了密码技术。密码技术不为隐藏密信本身，而是隐藏密信的含义。这个过程，我们称之为加密。为了让密信不被人理解，信息被以一定的方式打乱，而打乱的方式是送信方和收信方事先约定好的。因此，收信人能够恢复并读懂信件。密码技术的好处在于即使敌人截获了加密的信件，他们仍然读不出信件的内容。如果不知道这个“打乱方式”，截获密信的人不可能，至少是很难，从密码中恢复信件原来的内容。
虽然秘写和加密是互相独立的技术，但两者可以同时使用。微粒技术是一种在二战中开始流行的秘写方法。拉丁美洲的德国间谍可以使用照相技术将一页文字缩成只有一点大小，然后把这个点藏在一封平常信件的句号里。一次，美国人接到警告说应该检查信件表面的闪光点，那很可能是胶片，１９４１年ＦＢＩ检测到第一封微粒信件。从那以后，美国人能读到大多数被截获的微粒信件，只有少数几次，德国人在拍照以前将信件加密。而对于后者，美国人虽然能够阻止信件的传递，但得不到关于德国间谍活动的更多信息。
显然，加密技术是更强大的秘密通信方式，它能防止信息落入敌人之手。
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玛丽女王用的编码法只是将每一个英文字母系统性地以不同的字母（密码字）进行对应取代。要破解这套密码，你只需要去计算每一个密码字所出现的频率，然后与英文字母在日常书信中出现的频率做比对。譬如频率最大的英文字母是E，那在密码信息中经常出现密码字很有可能就是E。在对相近频率的字母进行代入测算后，很容易就破解出真实信息。
苏格兰独立，苏格兰独立，苏格兰偶们要独立。
哈哈
但是记不起具体的人物了。
一位罗马将军领兵在外，接到罗马城中的妻子来信，信的内容平平无奇，但是将军却对送信的奴隶发生了兴趣，他看到这位奴隶腰扎一条华丽的腰带，正是自己太太的作品，于是命令他解下来，但是上面只是没有意义的花纹。
将军思索片刻，把腰带螺旋形缠在了自己的手杖上， -- 一行报警信顿时显现出来 -- 将军的敌人正在罗马酝酿政变。
将军火速返回罗马，平息了叛乱。当然，这位夫人也实在够大胆，假如她老公当时脑筋没转过来。。。
密码是被打乱的信息, 那么发信方和接受方都要知道这个打乱的方式才能正常通信, 而敌人正是因为无法知道这个打乱的方式因此无法解码的.
搞勒嘎复杂昨撒，还要算概率，不如用偶们上海话 
kidding，很不错的贴子，谢谢
2. 女人应知应会之第四十五项
公元前４０４年，斯巴达五位强壮的信使踏上了从波斯到希腊的艰苦征程，五人中只有一个人越过严密封锁的重重关碍活了下来。在他终于见到斯巴达的 Lysander 将军时浑身是血，伤痕累累。他把一张皮条交给 Lysander 将军。Lysander 将皮条绕在一根木棒上，他读到一个惊人的消息，波斯的 Pharnabazus 将要攻击他，这个消息使 Lysander 将军及时做好准备，迎击并打退了波斯人的进攻。
Lysander 将军
挽救了 Lysander 将军命运的这根木条的正式名称是斯巴达“Scytale”，是史有记载的最早用于军事通信中的加密工具。Scytale 是一根八角形的木棒，用皮革或者羊皮纸绕在木棒上。如下图所示，发信人沿着木棒的长度方向写下消息，然后将皮条取下来，这样，皮条看上去是一些毫无意义的文字。送信人带着这张皮条上路，有时候，他会把这伪装成一根皮带，把字母藏在里面。而收信人只需要将皮条绕在一根同样直径的 Scytale上就可以读到消息。
斯巴达 Scytale使用的方法在密码学中称为移位技术。移位是加密方式的一种，就是将消息中字母的位置移动。如果是很短的消息，比如说，一个单词，这种方法自然不是很安全，因为单词中字母的排列方式非常的有限。比如说，一个三个字母的单词，只有六种排列方式，像 cat，cta，act，atc，tac，tca。而如果字母很多呢，那就完全不一样了，排列的方式急剧增加，以至于如果不知道移位的方式，将不可能恢复原来的消息。一个简单的例子，“For example, consider this short sentence”，这句话有３５个字母，而所有字母排列的方式有 5＊10^31 种之多。如果一个人每一秒钟可以检查一种排列方式，而全世界所有的人都这样日夜工作，检查所有的排列方式需要耗费的时间是宇宙年龄的一千倍！
读到这里，您也许会想，哦，原来密码技术如此简单！ 呵呵，先别急着下结论。您想，您这样没有规律，随机地把字母打乱，您的敌人是看不懂这封信了，您的收信人怎么才能读懂信件呢？ 要使得移位技术能有效地工作，重新排列字母的过程必须遵循一个简单易懂的规律，这个规律是发信方和接收方事先约定好，而为敌人所不了解的。斯巴达“Scytale” 就是这样的一个例子。更简单的方法，可以将句子中的第一个字母同第二个字母交换，第三个同第四个交换，等等。在美国，小学生们常用下面这种方式传递消息，在写句子的时候，交错地将字母写在上下两行，然后，将第二行加在第一行的后面，比如， I really love cchere，这句话的加密过程如下：
原码： Ireallylovecchere
书写时，交错将字母写在上下两行
I e l y o e c e e
r a l l v c h r
将两行合并获得加密后的消息： Ielyoeceerallvchr
收信者只要使用相反的过程就能得到原来的消息。当然，也可以把句子交错地写在三行上面，等等。
另外一种加密方式是替代法，关于这种加密方法的描述最早见于婆罗门学者 Vatsyayana 在公元四世纪写的《爱经》(Kama-Sutra) ，但该书的内容是依据公元前四世纪的一份手稿写成的。《爱经》说女人应该学会六十四种艺术，比如，烹饪，服装，按摩和调制香水，还有魔法，象棋，装订，木工等。而其中第四十五项则是写秘信的技术，书中说女人掌握了这种技术，和情人私通的信件就不会被别人发现。书中提到一种方法就是用一个字母来代替另外一个字母。
Kama Sutra
Full text of The Kama Sutra by Vatsyayana online
例如, 如果替代方案如下：
A : V
D : X
H : B
I : G
K : J
M : C
O : Q
R : L
S : N
U : E
W : F
Y : P
Z : T
那么，MEET AT MIDNIGHT 就变成了 CUUZ VZ CGXSGIBZ。这种写秘信的方式称为替代加密法。
替代加密法用于军事最早见于凯撒 (Julius Caesar's)的《高卢战记》( Gallic Wars) 一书。凯撒描述他如何给被敌人包围，濒于投降的西塞罗 (Cicero) 送信的过程。信件里面用罗马字母代替了希腊字母，这样敌人得到了信件也无法辨识。信件传达的过程非常的戏剧化。送信的人是一个被收买的高卢骑兵，他得到指示说，如果无法走近营寨，可以把信缚在一支矛的皮带上，投入营寨的壁垒。凯撒在信中写到，他已带着军团出发，很快就可以到达那里，并鼓励西塞罗保持一向的勇敢。那个高卢人害怕危险，就按照得到的指示，把矛掷进营中去。说也凑巧。它恰恰掷中，并钉在一座木塔上，没被人发现，直到第三天才被一名士兵见到，取下来交给西塞罗。西塞罗从头到尾一口气读完，然后在一次军队集会上朗读给大家听，它给大家带来了极大的喜悦。
Julius Caesar
凯撒还用过另外一种替代方式，就是将信件中的每一个字母用字母顺序表中的下面第三个字母替代，比如用Ｄ替代Ａ，Ｅ替代Ｂ，以此类推。这种方式因此被称为凯撒位移法。虽然凯撒用的是位移为三，实际上可以有二十五中位移替代方式。如果替代方式不限于“位移”，而是任何一种字母组合的话，可以有 4*10^26 种替代密码。
从密码学的角度，编码方法由算法和密匙组成，在上面的例子中，算法就是用另外一个字母代替每一个原来的字母，而密匙则描述具体的每个字母由哪个字母所替代。截获密码的敌人可以猜测使用了哪种算法，但不会知道密匙，因而也就无法解码。一个密码系统的安全性不能依靠将算法保密，而应在于密匙的保密。此外，一个安全的密码系统还应该有大量可能的密匙，比如上面的凯撒位移法，只有２５种可能性，敌人可以很容易地尝试所有的２５种位移替代方式，因而解开密信，而后面那种一般的字母替代呢，有4*10^26 种替代方式，如果要用穷举的方式解码将非常困难。
这种编码的优美之处在于它实现起来非常容易，而同时又提供了很强的安全性，密匙也很简单，因此发信方和收信方误解的几率很小。对于后者，只要想象一下收信方搞错了密匙而无法读懂一封千辛万苦送达的信件时的焦急情形，或者，某些关键词句，比如日期，地点等被译错所造成的严重后果，其重要性就不言而喻了。
这种替代加密方式是如此简单，安全，以至于直到公元后一千年，它都主宰了秘密通信的世界。对于编码方来说，人们发现了一种安全的秘信方法。发展编码技术？已经没有这个必要了，不必再白费心机搞什么新的发明了。倒是对解码方来说，如何破解敌人的密码是个巨大的难题。天知道，到底有没有办法破解这种编码？由于它巨大的密匙库，很多古代学者认为替代编码是无法破解的。一个世纪以来，这种见解深入人心，似乎已成定论。
山重水复疑无路，柳暗花明又一村，世上的事情往往就是这样，终于有一天，解码者发现他们不需要用穷举法，花费上百万年的时间来寻找密匙，相反，只要短短的几分钟就够了。这是怎么回事？
突破性的进展来自东方，这要归功于语言学家，统计学家间杰出的合作和他们宗教般虔诚的热情。
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已经写的两篇很好，辛苦了。
其实，历史上不知道多少这种曲折在里面，多少可以扭转历史进程的机会就这样丧失了呢。
上学期写了一篇TERM PRAER, 就是关于编码和解码的.
比较了各种方法.