密码改写历史

来源：科学元典2024-01-24 10:30

　　大约公元前100年，古罗马的恺撒大帝便使用了人类历史上最古老和经典的密码。后世称为恺撒密码，也叫移位密码。这是一种最简单的加密技术，其中“明文”的每个字母，都比它在字母表中的位置平移一定的位置。譬如都后移三个字母，A就变成了D。即使敌方截获了这些“密文”，也只是没有意义的一堆乱码。恺撒大帝靠着这种“高科技通信”，向将军们发号施令，呼风唤雨，取得了重大的战略优势。

　　1568年5月，苏格兰女王玛丽·斯图亚特从国内乱局中逃亡到英格兰，寻求表姐伊丽莎白女王的庇护，却被伊丽莎白关押18年之久。因为玛丽作为罗马天主教徒，对新教徒伊丽莎白的王位构成潜在威胁。马丽在软禁中使用由字母、数字、符号组成的复杂密码和法国大使馆及众多支持者保持秘密联系。伊丽莎白女王的首席秘书和“情报大师”沃尔辛厄姆截获了玛丽通过啤酒桶传递的信件，诱使玛丽在刺杀伊丽莎白的计划中签字，并成功破译了玛丽女王使用的密码，取得了定罪的“真脏实证”，迫使伊丽莎白签署死刑令。1587年2月8日，玛丽女王在北安普顿郡福瑟陵格城堡被斩首示众。沃尔辛厄姆建立起强大的英国情报机构，为维护伊丽莎白时代的统治发挥了重要的作用。

　　2023年2月，一个国际密码专家组访问巴黎国家图书馆，发现了玛丽在1578年到1584年间写的57封信并成功解密，在文史界引起轰动。

　　1917年1月16日，德意志帝国外相齐默尔曼向德国驻墨西哥大使海因里希发去一份加密电报。知会墨西哥，德国将继续实行“无限制潜艇战”，建议墨西哥和德国结盟，从“后院”拖住美国，使其在一战中保持中立。作为报答，德国将协助墨西哥夺回在美墨战争中失去的一半国土——新墨西哥州、得克萨斯州和亚利桑那州。这份电报被英国情报机构“海军大院40号房间”及时截获并成功破译，并由霍尔上尉传递给美国。激起了美国朝野极大愤怒，加上2年前卢西塔尼亚号客轮被德国U型潜艇击沉，1198名罹难者中有115名美国人。旧恨新仇交集，美国于1917年4月6日正式对德宣战，4月8日墨西哥声明不参加德墨联盟。一份加密电报的破译，改变了世界格局。

　　埃菲尔铁塔是1889年巴黎举办世博会的标志性建筑。总设计师古斯塔夫·埃菲尔和巴黎市政府签署过一项协议，土地使用期限为20年。含义不言自明，埃菲尔铁塔将于1910年拆除。而这座300米高的“巴黎之桅”至今仍刺破青天，成为全人类的文化遗产。还要归因于广播的发展和战争期间充当巨大的“天线”，传输军事情报，破解敌方密码的非凡功能。1914年的“马恩河大捷”中，埃菲尔铁塔的“顺风耳”便初露端倪。一战期间，法国最杰出的青年密码专家乔治·潘文终日蹲守在铁塔的“小黑屋”中，监听来自柏林和君士坦丁堡的军事、外交密电，成功破译了号称“天下无解”的ADFGX/ADFGVX野战密码。成功阻止了德军鲁登道夫的春季攻势，有效定位了许多U型潜艇的方位。为协约国取得一战的胜利做出了独特贡献。

　　1942年6月，日本在中途岛战役一败涂地，很重要的原因是由于他们的JN-25密码被美国“海军作战部长办公室（OP-20-G）”破译，让美军打了“反埋伏”。想不到日本却接连在“同一个坑里跌倒两次”。

　　1943年4月14日，美国情报部门又破译了一份日本密电：联合舰队司令山本五十六将于4月18日到太平洋所罗门群岛前线视察。包括出发、途径和降落的时间地点，搭乘飞机型号，护航编队阵容，全都一览无余。罗斯福总统亲自向海军部长弗兰克·诺克斯下令“干掉山本”，具体截杀行动由海军上将尼米兹负责执行。4月18日清晨，山本乘坐一架三菱快速运输机从拉包尔起飞，另一架三菱运输机随行，6架零式战斗机护航。美军16架P-15战斗机早已从瓜达尔岛起飞，在山本的必经之路恭候。一场空中缠斗后，山本五十六的座机中弹起火，坠毁在布因岛的丛林中。原本为了亲临前线重振士气，结果令日军再受重创。从此成了谈“密”色变的惊弓之鸟。

　　第二次世界大战时期，德国开发了艾尼格玛密码机，这是一种用机械齿轮和光电线路结合的加密技术，可随机产生天文数字的排列组合，根本不能靠穷举法破解。德军用于“无限制潜艇攻击”等通信指挥，给盟军造成灾难性打击。数学天才艾伦·图灵受命来到布莱切利园的密码破译中心担任“小屋8”负责人，在波兰数学家对艾尼格玛密码研究的基础上，发明了高效率的“炸弹机”，最终完全破解了艾尼格玛密码。此后又为攻克Tunny密码做出贡献，使德军的指挥系统几乎失灵。这是当年密码之战的巅峰对决。历史学家认为，英雄图灵的功勋，使二战至少提前2年结束。丘吉尔在布莱切利园碑文上写道，“人类战争史上从未有过如此少的人，在如此短的时间里拯救如此多的生命”。图灵关于“算法”和“模型”的理念，为现代计算机和人工智能奠定了基础。如今计算机领域的最高奖为“图灵奖”。

　　如果说传统密码学的理论基础是数学的“算法”，量子密码学的理论基础则是量子力学。根据“海森堡测不准原理”“单量子不可复制原理”和量子纠缠现象，发送方经由“量子隧道”，将信息通过量子比特发送给接收方。并完成密钥分发功能，让双方分享一个共同的、随机的量子密钥，来加密和解密信息。量子密码具有“无条件安全性”。传输过程中如果有人窃取信息，就会导致量子态发生变化，从而使接收方监测到窃听行为而及时应对。

　　如今量子密码学已成为量子力学和通信技术的前沿课题。