《Enigma密码机》PPT课件

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1、《模仿游戏》获第87届奥斯卡金像奖最佳改编剧本奖。《模仿游戏》讲述了“计算机科学之父”艾伦·图灵的传奇人生，故事主要聚焦于图灵协助盟军破译德国密码系统“英格玛”，从而扭转二战战局的经历。这部由“卷福”主演的《模仿游戏》曾拿下8项奥斯卡提名、5项金球奖提名，但引进国内的路途却曲曲折折，在经历了全球同步上映无望之后，时隔七个月正式公映又不幸遇上“国产保护月”，上映空间被缩减无几（每日不足5%的排片，上映六天，仅报收1840万……）艾伦·图灵，计算机科学之父，战时密码的破译者，偏见的牺牲品。——英国官方给图灵的纪

2、念铜牌Enigma：密码学界划时代的丰碑德国人亚瑟·谢尔比乌斯波兰数学家和密码学家马里安·雷耶夫斯基英国天才的数学家和计算机理论专家阿兰·图灵5Enigma密码机创世纪的机械密码机发明者：ArthurScherbius亚瑟·谢尔比乌斯时间：1918意义：彻底改变了手工加密的历史，实现了加密的机械化Enigma：德语：谜因此又称“谜密”6构成7主要部件：转子8转子加密一次，转子就旋转一次，这样对应关系就变了这就是谢尔比乌斯关于ENIGMA的最重要的设计：每次使用不同的替换密钥9最初设置输入一个字母后10多转子

3、第一个转子旋转一周，就带动第二个转子旋转；第二个转子旋转一周，就带动第三个转子旋转三个轮子，可以变化出26*26*26=17576种字母代换关系如果增加轮子，字母间的代换关系将增加26种相当于使用17576张字母代换表进行加密，完全打乱了字母频率，因而频率分析完全失效使用简单的强力破解：对第一个明文字母：有17576变换,对第二个明文字母：有17576变换，对10个字母的密文：17576^10=10^42种变换，其中一种是对的但由于密码机的转轮之间的关系，实际的变换没有这么多。密钥为三个字母，共17576种

4、，此时强力破解有效。11反射器12反射器实物13加密解密过程发送消息过程发信人首先要调节三个转子的方向，使它们处于17576个方向中的一个（事实上转子的初始方向就是密匙）然后依次键入明文，并把闪亮的字母依次记下来，然后就可以把加密后的消息用比如电报的方式发送出去。解密过程当收信方收到电文后，使用一台相同的ENIGMA，按照原来的约定，把转子的方向调整到和发信方相同的初始方向上，然后依次键入收到的密文，并把闪亮的字母依次记下来，就得到了明文。结果：于是加密和解密的过程就是完全一样的这都是反射器起的作用，也是此

5、系统非常出彩的地方之一。(当然副作用也很厉害)14连接板方案4：增加单表替换加连接板：输入字母的两两交换连接板和线15连接板用途示意图16密码分析连接板上两两交换6对字母的可能性数目非常巨大，有100391791500种看看这时的密钥数量：转子自身的初始方向：26*26*26=17576转子之间的相互位置：6连接板连线的状况：100391791500所有可能的密钥数量：10^16结果：密钥数量暴增，暴力破解无效频率分析无效Kasiski试验无效一代巨星横空出世！17商业上的成功历史：1918年发明1923年

6、，A型出现，带反射板1926年，获得德国海军订单，接着政府，企业，铁路部门开始使用1928年，德国陆军，空军采购…仅德国军队就采购了3万台18成功的关键？技术领先：Enigma是复合加密体制：多表代换+单表代换密钥空间巨大，所有人都认为是不可破的时代需要一战英国破译德国密码的解密，对德国刺激很大战争？19Enigma的破解随着德国军队装备Enigma，最着急的是波兰人1926年2月，波兰人发现德军海军密码没法破译了1928年7月，发现德国国防军的密码无法破译了无法了解德军动态！必须破译方法：语言学家不行了，

7、寻找数学家从接近德国的Poznam大学，招募数学专业学生著名的波兰三杰，就出自这个专业，包括破译Enigma的关键人物：MarianRejewski（马里安·雷耶夫斯基）马里安·亚当·雷耶夫斯基（MarianAdamRejewski，1905年－1980年），波兰数学家和密码学家。20世纪30年代领导波兰密码学家率先对德国使用的Enigma密码进行了系统性的研究和破译。在破译过程中，雷耶夫斯基首次将严格的数学化方法应用到密码破译领域，这在密码学的历史上是一个重要成就。雷耶夫斯基等人在二战期间破译了大量来自德

8、国的信息，他们的工作成为整个二战期间盟国破译德军Enigma密码的基础。雷耶夫斯基与波兰数学家杰尔兹·罗佐基和亨里克·佐加尔斯基并称为密码研究领域的“波兰三杰”。波兰三杰波兰数学家的功绩布莱奇利庄园《拦截密码战》布莱奇利园当局曾以《每日电讯报》的填字游戏作为面试测试，限令面试者要在12分钟内完成填字游戏。此外，该报社亦曾被要求举办填字游戏比赛，然后再招揽胜出者参与“一项特别的工作，为战事作出贡献”。阿兰·图灵（A