单字母替换密码及实例

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1、单字母替换密码及实例通过把信息隐藏起来的这种秘密通信称为Staganography(隐文术)，由希腊词Steganos(意为“覆盖”)和Graphein(意为“写”)派生而来。从希罗多德以后2000多年，各种形式的隐文术被使用。例如，中国古代将信息写在小块丝绸上，塞进一个小球里，再用蜡给封上，然后让信使吞下这个蜡球。16世纪，意大利科学家乔瓦尼·波塔描述了如何将信息埋藏在一个煮熟的鸡蛋里：他把少许明矾和一点醋混在一起制作成一种墨水，再用这种墨水将信息写在鸡蛋壳表面。墨水溶液就会经蛋壳上的微孔渗透进去，在已

2、凝固的鸡蛋白表面留下印记，这样只能剥去蛋壳后才能读取。隐文术也包括用隐形墨水来写信息，早在公元一世纪普林尼就解释了体液如何用作隐形墨水。用这种液体写的字干后即变得透明，但轻轻地加热就能把液体烤焦，从而字体就以棕色显现出来。许多有机流体都有这样的性质，因为它们富含碳因而变得很容易被烤焦。事实上，即使是现在间谍也很少知道在标准配备的隐形墨水用完之后还可以用自己的尿来临时代替。隐文术的长久使用表明它确实起到了一定保密作用，但它也有一个根本的弱点。如果信使被搜查，信息被发现，那么秘密通信的内容也立即暴露无遗。一旦

3、信息被截获，所有的安全性也就随之荡然无存。一个严格的士兵会例行地搜查每一个过境人，包括刮一刮所有上蜡的刻写板，给所有空白纸张加加热，剥开煮熟的鸡蛋，剃光人们的头发等等，难免会有发现隐藏信息的时刻。因此，在隐文术发展的同时，还有另一种方法也在演化，那就是Cryprography(密码术)，从希腊词Kryptos(意为隐藏)派生而来。密码术的目的不是隐藏密码本身，而是要隐藏它的意思，也就是一种和加密的过程。为了使信息无法被外人理解，将信息按照事先在发送者和接收者之间规定好的某种特别规则打乱。那么接受者可以将打

4、乱的信息恢复原样，信息就可以被理解。密码术的优势在于即使敌人截住了一条加密的信息，也无法读懂它。不知道扰乱的规则，敌方将很难(也并非不可能)重现密文的原始含义。虽然隐文术和密码术是各自独立的，但完全可以将一条信息既混乱又隐藏以取得一个最安全的效果。例如，二战期间流行的微粒照片是一种隐文术。德军在拉丁美洲的间谍将一页文件缩小在直径不到1毫米的微型照片上，看上去就是一个点，再将这个点状照片贴在看似无关紧要的一封信中的某个句号上面。这种微型照片在1941年第一次被美国联邦调查局发现，紧接着美军就有所警觉，查看信

5、中有无微弱的光点，它可能就是反滑的胶片反射出来的光。从那以后，美军美军能读懂大多数被截住的微型照片的内容，除非德军间谍有所防范，在缩小之前，将照片中的信息混乱。这样，密码术融进了隐文术中，美军即使有时截获了通信，但却无法获得关于德间谍活动的任何新的信息。在秘密通讯的上述两种分支中，密码术是更加有效的，因为它能防止确切的信息落到敌军手中。同样，密码术也会被分为两种，即易位和替换。在易位中，组成信息的字母被简单地重排，形成互相颠倒的一组字母序列(我们暂称之为易位句)。对于特别短的信息，例如一个单词，这种方法相

6、对不可靠，因为只有有限的几种方法来重组这个句子。以三个字母COW为例，仅有六种结果：COW，OCW，CWO，OWC，WCO，WOC。然而，随着字母逐渐增多，重组的可能结果也急剧膨胀，从而不可能再复原到原来的信息，除非知道具体混乱的规则。例如有下面一条信息：Forexample,considerthisshortsentence。其中只含有35个字母，然而却有5×10的31次方种不同的排列结果。如果一人每秒能检查一条，世界上所有的人日夜工作的话，那么宇宙泯灭轮回1000次，才能查完所有这些结果。即使是很短的

7、信息，地方拦截员要复原出其原意也是不切实际的，因而，字母的随机排列似乎提供了一种很高的安全性。但也有个缺点。易位虽然有效地形成一个极其难的易位句，但是，如果字母既不是按照某种韵律也不是按照其他什么逻辑而是随机地被混乱，那么复原一个易位句对于一个联络好的接收人或对于一个敌方拦截人员一样是不可能的。为了使易位行之有效，字母的排列需要遵循一种直接的规律，当然这种规律实现只有发送信息的人和接受人共同知道，并对敌方是保密的。例如，在学校里，学生有时用一种叫“栅栏”的易位方法来传递信息，信息中的字母被交替地写成上下两

8、行，再将下面一行文字附加在上面一行的后面，从而形成一段加密后的信息。例如：THESECRETISTHYPRISONER;IFTHOULETITGO,THOUAREAPRISONERTOIT7TYERTSHPIOEITOLTTOHURARSNROTHSCEITYRSNRFHUEIGTOATPIOETI→THYSECRETISTHYPRISONERIFTHOULETITGOTHOUAREAPRISONERTOIT接收者只需简单地将