为什么历史密码学家需要“一半是莫扎特,一半是会计”

由:戴夫·鲁斯|
苏格兰女王玛丽写的信件在500多年的神秘之后终于被破译。Gustavo Tomsich/CORBIS/ CORBIS via Getty Images"width=
苏格兰女王玛丽写的信件在500多年的神秘之后终于被破译。Gustavo Tomsich/CORBIS/ CORBIS via Getty Images

从古埃及的法老到中世纪欧洲的战争王国,人类有很多充分的理由发送秘密信息。如果你想让敌人不知道你的军事计划,或者不让你的丈夫知道你有不正当的外遇,你就把它作为“密码”写下来,一种只有拥有钥匙的人才能解锁的加密信息。

在计算机时代之前,如果历史学家在档案材料中发现了一条编码信息,他们通常会跳过它,因为它不值得麻烦。甚至古老的密码仅用铅笔和纸几乎不可能破解。但这些古老的谜题中隐藏着什么有趣的历史秘密呢?

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他说:“如果你在看日记时发现了一段加密的文字,你就知道这是最棒的部分。克雷格·p·鲍尔他是宾夕法尼亚约克学院的数学教授,也是该杂志的主编Cryptologia.“当一条信息无法被阅读时,那就是无限的可能。它可以是任何东西。它可以解开一个历史谜团,或者揭示一个历史人物的个性。也许历史本身会被改写。”

鲍尔应该知道。他的日记,密码学2023年2月,三位业余密码破译人员的工作成果被发表,创造了历史秘密信件的宝库苏格兰女王玛丽所写。这些编码的信件可以追溯到16世纪,当时玛丽被伊丽莎白女王一世囚禁了19年,显示出玛丽即使被锁在城堡里,也仍然是一名精明的政治特工。18新利最新登入

破解苏格兰女王玛丽信件的团队利用了十年前还没有的强大的密码破译技术,这些新工具开启了鲍尔所说的“解密的第二个黄金时代”。问题是:这些历史上的密码破译者接下来会揭开什么秘密?

什么是历史密码学?

“十二宫杀手”;1969年,他给《旧金山纪事报》发了两封信和一封密文,吹嘘自己的功绩。51年后,密码被破解。"width=
1969年,“十二宫杀手”向《旧金山纪事报》发送了两封信和一封密码邮件,吹嘘自己的功绩。51年后,密码被破解。
Bettmann / Corbis /盖蒂图片社

密码学是一门写密码和破译密码的学科。当我们想到密码学家时,我们可能会想到像英国数学家那样的人艾伦•图灵谁破解了纳粹德国的密码臭名昭著的英格玛机二战期间。

但密码学家不仅为美国国家安全局这样的情报机构工作。还有一些业余的密码破译人员,他们痴迷于解开历史谜题。鲍尔就是其中之一。他写了一本书叫做尚未解决的!:从古埃及到在线秘密社会的世界上最伟大的密码的历史和奥秘这本书收录了一些历史密码学家渴望破解的最大密码。

十二宫密码曾经是其中之一。51年来,没有人能解开这个臭名昭著的人写的340个字符编码信息的谜题十二宫杀手在1969年。然后是大卫·奥兰恰克带领的一群业余密码学家破解十二宫密码2021年使用超级计算机和自定义解密软件。(凶手的身份仍然是个谜。)

近年来,历史密码学家破译了三k党、玛丽·安托瓦内特和共济会创造的密码。他们甚至知道如何解密臭名昭著的18新利最新登入Rohonc法典这是一份19世纪30年代发现的古老插图手稿,用一种未知的无意义语言书写。

鲍尔很快指出,破解古代密码需要的不仅仅是原始的计算能力。

鲍尔说:“一个优秀的历史密码学家必须是会计的一部分——能够非常仔细地跟踪数字和统计数据——但他们也需要有莫扎特的精神。”“你必须非常有创造力,几乎是一个心理学家,才能猜出解开密码的关键字或短语。它需要创造力、强大的计算机和毅力的结合。如果你失去了凳子的一条腿,你就找不到解决方案。”

破译玛丽女王密码的团队使用了一种叫做hillclimbing在这种方法中,计算机将密码中的符号随机分配给字母表中的字母,解密整个信息,根据可读性对其进行评分,然后重复这一过程,只保留增加翻译分数的变化。在密码被破解后,密码学家仍然需要一个字一个字地破译编码字母,并编辑转录,这是一个过程这花了一年的时间

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18新利最新登入历史密码是如何工作的

每一个历史密码都是由某种算法(或公式)创建的,Bauer说加密算法可以极其复杂——比如保护互联网上数据传输的不可破解的端到端加密——也可以极其简单。

鲍尔说:“凯撒大帝使用了一种非常简单的算法。“他会把字母表中的每个字母移动三个空格。任何孩子都可以把它移回去,阅读上面的信息。”

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在密码学术语中,凯撒的方法被称为“换位”,即任何移动字母表中的字母或打乱它们顺序的系统。在希伯来圣经中甚至有一种换位密码叫做atbash,其中希伯来字母表的第一个字母与最后一个字母交换,字母表的第二个字母与倒数第二个字母交换,以此类推。

更难以破解的密码是使用“替换”的密码,即原始信息中的字母被其他随机字母、数字或符号取代。替换密码是通过使用密钥或“密码字母表”来创建的。苏格兰女王玛丽使用密码字母,用唯一的符号代替每个单词。这样的密码只能由拥有相同密钥的人来破译。

为了使密码更难破解,可以同时使用两个不同的密码密钥(称为“多字母”),可能一个用于句子的第一个单词,另一个用于第二个单词。可能会添加没有任何意义的“Null”符号,只是为了摆脱破码者。另一个技巧是为最常见的单词分配几个不同的符号,这种策略被称为“谐音替换”。

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团队合作是历史密码学的关键

解开玛丽女王之谜的三个人都有日常工作:乔治·拉斯里(George Lasry)是居住在以色列的计算机科学家,诺伯特·比尔曼(Norbert Biermann)是德国的音乐教授,智约智(Satoshi Tomokiyo)是日本的天体物理学家。他们每个人都对历史密码充满热情,但他们中的任何一个人都不太可能独自解开苏格兰玛丽女王的谜题。

这三个人在一起的时候找到了彼此解密项目这是一项国际努力,旨在将历史学家和密码学家聚集在一起,为他们提供破译古代加密文本的计算工具。贝尔说,在过去,密码破译人员和历史学家大多是孤立地解决棘手的问题,但这种情况正在改变。

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“密码学中很多伟大的工作都是在两人或多人的团队中完成的,”Baer说。“乔治·拉斯里已经成为政府之外最好的密码破译者。他和他的队友们正在摧毁一切。”

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