密码杂谈

admin 2026-03-27 03:10:16 网络安全文章 来源:ZONE.CI 全球网 0 阅读模式

文章总结: 本文是一篇关于密码学基础与历史的科普文章。作者首先简要介绍了古典密码学如凯撒密码的原理与弱点,随后重点详细解析了恩尼格玛密码机的机械构造与加密流程,包括转子、反射器及插线板的协同工作机制,并通过数学计算论证了其破解难度。文章语言通俗易懂,适合作为密码学入门读物。 综合评分: 80 文章分类: 安全意识


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密码杂谈

小杨 小杨

网络安全小杨

2026年3月24日 20:20 浙江

作为一位网安系密码学专业的学生,我是时候该回归一下自己的老本行—密码学

其实,作为一个很“新”的学科,它时刻被应用在我们的生活中,但是大家好像都没有感觉到,很多方面,大家可能都是:“我靠,这个方面竟然用到了密码学”

相信读者们都意识到了,上面的“新”字被我放在了引号中,没错,这个学科并没有那么“新”,这个学科其实很早就出现了,让我们把时间拨回古代,那时候还没有密码这种说法,但是大家或多或少都听说过古人那些手段,例如:大名鼎鼎的凯撒密码,姜太公的阴书,阴符,等等,可能以现代人的视角来看,这些加密方法简直是小儿科,这些保密方式就好比我们小时候和好朋友传纸条,但是 你们还不想让别人知道你们说了啥,你和你的好兄弟约定了一些符号,代表你们沟通的字符,什么拼音,英语字符,颜文字……

例如这样:

或者这样:

当然,当你和你的兄弟使用过多次这样的符号,同时老师也截获了你们一定的纸条时,老师可能就会通过找规律的方式破解你们的悄悄话,这很不安全。

其实作为古典密码,无外都是各种各样的字符替换,字符隐藏 ,只要得到足够的样例,结合一定的情况和分析,就可以得到密码的破解方式

这些古典密码看上去很简单,不是吗

接下来让我们隆重介绍一下,最伟大的古典密码——‌恩尼格玛密码(这不是骂人话)

恩尼格玛是音译的希腊语,在希腊语中,它叫做秘密

那么作为一个典型的多表替换密码,它到底神秘在哪里,又有什么本事称得上最伟大的古典密码

作为二战时期德意志所使用的密码,他可以说是古典密码向现代密码过渡阶段的产物,它使用机械和电子设备来实现多表替换和移位,那它里面是什么样的呢,他又是如何工作的呢?

看起来有点像老式的打字机,可以看到,他的键盘和我们的键盘没什么区别,都是26键,可以看到,这台机器旁边有三个转轴,可别小瞧这三个转子,他们可是这台密码机的主要工作部件。

首先,请大家在大脑里面构想三个转盘,每个转盘上都刻着从A到Z的26个字母,构想好了吗,我们要开始“转”了。

每个转子内部都有一套独特的线路映射:比如按下字母 A,第一个转子可能会把它变成 E,第二个转子再把 E 变成 Q,第三个转子把 Q 变成 M。

每输入一个字符,最右侧转子会右移一格,改变字母的映射关系;当右侧转子转满一圈(26 格),就会带动中间转子转动一格;中间转子转满一圈,再带动最左侧转子转动一格。

这样的动态加密方式,以当时的计算能力根本没法破解

这样看是不是能清晰点

当然,你以为这就完事了吗,当然不是,哪可能这样简单,这台密码机还有另外的措施,来保证他的密文更难被破解

首先便是——反射器(可以理解为镜子)

那这个“镜子”又是“照”什么的呢?

准确说,他个功能不是“照”,而是“反射”,当字母走完了这三个转子,经过反射器,字母又被反射回去,再次走一遍三个转子,这也意味着,即使是相同的字母,也会被加密为完全不同的密文,同样的,当解密的时候,只要有相同的转子设置,就可以轻松解密。

其次的设备叫做插线板

没错,就是你们想的那个插线板,它负责先将任意两个字母先连接一下,也就是说,当字母还没有进入转子的时候,它就已经被替换了

有点晕,让我们以A为例子跑一遍:

假设转子初始位置为 AAA,插线板设置为 A↔F,要加密字母 A

按下 A → 插线板把 A 替换成 F;

F 进入三个转子,经过动态映射变成 K;

K 进入反射器,反射后变成 X;

X 反向经过三个转子,再次映射变成 P;

P 经过插线板,最终输出密文 P

输入完成后,右侧转子转动一格,位置变为 AAB,下一个字母的加密规则完全不同。

好像只转换了9次,这很难破解吗?

还真的很难,接下来我们使用概率计算一下这密码是否能够暴力破解(这里会用到高中的数学知识,各位观众扶好站稳)

转盘选择:从 5 个转盘里挑 3 个,有 5×4×3 = 60 种

转盘初始位置:每个转盘 26 个位置,26×26×26 = 17576 种

插线板:最多连 10 对字母,组合数约 150万亿种

全部乘起来,密钥空间大到天文数字,在那个时代,这根本无法破解

那密文又是如何转换为明文的呢

这很简单,只要加密方和解密方的设置一致,只要将密文输入进去就可以得到明文

总结一下:

加密:明文 → 插线板 → 转子(转)→ 反射器 → 转子(转回来)→ 插线板 → 密文

解密:密文 → 插线板 → 转子(转)→ 反射器 → 转子(转回来)→ 插线板→ 明文

只要转子位置和插线板一致,机器会自动把密文 “翻译” 回明文。

那这样伟大的密码是如何被破解的吗,未来又有什么密码现实呢,且听下回分解

写在最后的话:{有关于密码学的介绍会做成一个专辑,小杨坚持更新哈,最近学院事情不少,小杨很忙,希望读者对于不定时更新报以理解,感谢大家}


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