【书  名】密码的奥秘

【作　者】（美）伦德 编著，刘建伟等译

【出版者】电子工业出版社

【索书号】TN918.1/2824

【阅览室】自然阅览室

作者简介               

保罗·伦德（Paul Lunde）是一位极具天赋的语言学家，多年钻研多国文化史，并译有大量的亚洲史学文献。伦德具备了多样的才华，他曾在石油、军事、出版和电影等多个领域任职、授课和演讲。他出生于美国，在沙特阿拉伯长大，曾在世界的许多地方生活过，近年在西班牙从事对近代全球各国文化的研究。

刘建伟：北京航空航天大学电子信息工程学院教授，博士生导师。任中国密码学会理事，教育部高等学校信息安全专业教学指导委员会委员；编著教材5部，其中3部分获全国普通高校优秀教材一等奖、教育部精品教材和北京市精品教材；主持国家级科研课题20余项。曾获国家技术发明一等奖、国防技术发明一等奖以及省部级奖励多项。发表论文百余篇。

内容简介

文津奖推荐图书，中国科普作家协会优秀科普书金奖

中国工程院院士 沈昌祥 蔡吉人推介

中国密码学会 译介

数学家、密码学家、中国密码学会理事长裴定一 作序

肖国镇、王育民、冯登国等密码学专家信息领域专家 倾情推荐

美国《纽约时报》、《图书馆》杂志、《藏书》杂志推荐科普读物

涵盖数十种学科知识 超过1000幅精美插图

探索无处不在的密码 重新认识我们的世界

“解密”并非专属于军队、特工和科学家，因为我们就生活在各种“密码”编织的世界中，人人都是“解密专家”。“解密”推动着世界发展和人类进步。在当今科技高速发展的社会中，人类与“密码”的关系越来越紧密，“密码”将在未来扮演更重要的角色。《密码的奥秘》可能会改变你理解世界的方式！

自人类文明诞生之初，密码就与我们结下不解之缘。小至每个人的工作生活，大至国家安全，密码无处不在。《密码的奥秘》是一本通俗易懂的密码科普书籍，人人都能在其中找到动人的密码故事。——沈昌祥（中国工程院院士）

《密码的奥秘》是一本内容丰富、通俗易懂、图文并茂、引人入胜的科普读物，它带领读者在隐密世界中遨游，给人们以思想的启迪。——蔡吉人（中国工程院院士）

密码学是一门悠久而又现代的学科，其中充满矛与盾，更是“魔高一尺，道高一丈”的较量。《密码的奥秘》这本科普读物可以让广大读者在今天的信息网络时代了解这些有趣的历史与现实。——肖国镇（西安电子科技大学教授、中国密码学会名誉理事）

人类的天性富想像力、好奇，对尚不理解或神秘的事情常用“密码”表述，探索如何破解“密码”是人类永无止境的追求。《密码的奥秘》是一本涉猎广泛、图文并茂，趣味性、知识性很强而又难觅的好书，值得用心品读。——王育民（西安电子科技大学教授、中国密码学会名誉理事）

对于非专业人士来说，密码学高深莫测，晦涩难懂。当你看完《密码的奥秘》这本书，你会发现自己也可能成为密码专家。——冯登国（密码科学技术国家重点实验室主任、中国密码学会副理事长）

整个人类史，其实就是不断探索各种“密码”的历史。而《密码的奥秘》就是一本丰富有趣的“密码圣经”。——杨义先（北京邮电大学教授、中国密码学会副理事长）

人们总是担心自己的思维和判断被海量信息的狂轰滥炸所裹挟，从而影响着人们对世界的看法。如果你已经意识到这点并试图摆脱这种困扰，那么《密码的奥秘》这本书便能很好地帮你破译那些神秘的信息密码，带领你找出诸多真相。——美国《纽约时报》

《密码的奥秘》是一本奇迹般的密码启蒙书，作者带领我们进入神秘的密码世界，揭示了许多潜藏在你我身边却不为人注意的密码。本书结构清晰、内容丰富、通俗易懂、图文配合恰到好处，读后令人难以忘怀，强烈推荐给所有对各类密码及其文化感兴趣的朋友。——美国《图书馆》杂志

《密码的奥秘》内容引人入胜，具有强烈的视觉震撼力，是一部探寻人类世界中隐藏的秘密的惊艳之作。——美国《藏书》杂志

从人类远古文明到现代数字技术，密码在历经几千年的演变后，以各种各样的形式散布在人类生活的各个领域中，本书即能带你逐一解读这些神秘的编码。——美国《Foreword》杂志

《密码的奥秘》新奇而全面地展现了从自然界到古文明，从人类起源到数字时代，从工业革命到未来科技所产生的形式各异的密码、符号、文字、图形等，以及它们如何为人类所用，并推动人类生存和发展。

《密码的奥秘》全书的122个“密码”主题，将大千世界的“密码文化”融为一体，涵盖语文、数学、物理、计算机科学、地理、军事、金融、生物、艺术、商业等20多个学科和领域。《密码的奥秘》是一本兼具权威性、知识性、趣味性和艺术性的科普读物。

序言

提到密码，很多人都会觉得它很神秘。本书是一本介绍密码知识的科普读物，它的目的是要帮助读者踏进密码知识的殿堂。它从介绍西方古代的加密方法开始，讲到两次世界大战中密码所发挥的神奇作用，最后介绍了当前信息化时代的现代密码的飞速发展。书中也讲述了不少与密码有关的故事。

本书较详细地介绍了古代西方智慧所提出的一些加密方法，这些方法往往并不复杂，例如恺撒密码，据文献记载，它是由罗马的恺撒大帝提出的。英文中有26个字母，它们依次排列为abcdefghijklmnopqrstuvwxyz。将明文中每个字母换成排在它后面第3位的字母，就得到密文。例如，codes的密文为frghv，收到信息的一方只要将密文中每个字母换成往前数3位的字母，就可还原得到明文。只要收方知道发方的加密方法即可。移动位数还可改为1~25中的任意一个数字，但发方与收方必须预先共同约定移动位数，这个位数称为密钥，它不能泄露给他人。如果希望加密方法更加复杂，可以要求不同位置的字母移动位置不是都一样的，这就是维吉尼亚密码。使用它时，需要选择一个密钥，决定每个位置字母的移动方法。维吉尼亚密码直到18世纪才被广泛使用。书中还介绍了几个中世纪被提出的影响较大的密码。现在看来，这些密码都不安全了。

传说从希腊时代开始，人们就在战争和外交中使用密码，罗马时代出现了上述的恺撒密码，可见战争对推动密码发展起了很大作用。

在第一次世界大战处于白热化的1917年，德国打算利用他们的潜艇对英法联军发起攻击。为了防止美国的介入，德国外交部部长给墨西哥总理发了一封加密电报，希望墨西哥向美国发动收复失地的战争，以牵制美国的军力，防止美国对德宣战。但这封加密电报被英国破译并告诉了美国，使得原先置身事外的美国提前对德宣战。

英国在第一次世界大战中破译了德国的密码。德国得知这一消息后，研制出更安全的恩格玛密码机，并应用于第二次世界大战。只要掌握了当天的密钥，用密码机输入明文就可输出密文，输入密文就可输出明文，非常便于使用。德军每天用它发送大量战场信息。英国和美国开足马力，研究其破译方法。最后，恩格玛密码被波兰的几位数学家成功破译。当时，年轻的数学家阿兰﹒图灵在英国的密码分析中心从事破译恩格玛密码的工作，他在波兰数学家的基础上取得了新进展，最终促成第一台编程计算机的诞生。

如今，密码的应用早已不再限于军事和外交，而是扩展到金融和商业等领域。在传统的密码系统中，收方和发方都使用同一密钥加密或解密，如上文提到的恺撒密码和维吉尼亚密码；但在计算机网络通信广泛应用的环境中，要使发方和收方都预先约定所使用的密钥是很麻烦的。所以在20世纪70年代，提出了一种新型密码——公钥密码。在此类系统中，每个用户都有两个密钥——一个公钥和一个私钥，免除了预先约定密钥的烦恼。在公钥密码的研究中，应用了更多的数学方法。计算机的广泛应用，为密码的使用提供了强有力的工具。现在的密码算法都在计算机上通过编程软件实现，或者在芯片上通过电路硬件实现。

本书除了介绍密码知识之外，还介绍了生活中经常遇到的许多编码系统，如各种符号标志、乐谱、体育裁判的各种手势，等等，它们虽然不是严格意义上的密码，但也有传递信息的功能。本书图文并茂、深入浅出，编排风格灵活生动，能激发人们阅读的兴趣，是一本很好的密码知识科普读物，对于不同知识层面的读者，都值得一读。最后，还要感谢刘建伟和王琼等人为本书的翻译所付出的辛勤劳动。

裴定一

前言

我们都是熟练的“解读专家”。我们生活在一个由海量“代码”支撑的全球文化环境中，这个环境决定着我们的行为，它在向我们提供信息的同时，也将关于我们的信息传播出去。

早在咿呀学语之前，孩童们就已经开始解读自己周围的环境了，他们本能地观察和理解他人的表情和手势，从一开始就对声音十分敏感。要知道，语言理解是极其复杂的解码过程，除了要掌握大量语音外，还需要精通组合这些语音的规则，以及了解其他能传递额外信息的各种因素，如手势、声调和面部表情等。终其一生，人人都在下意识地不断解码，对周遭环境进行评价和估算。我们甚至可以听出弦外之音，因为语言除了用来表达，还能用于隐藏，例如在没有说出口的话里，其实也可以包含着信息。

“code”（本书译为“密码”、“编码”或“代码”等）一词，既表示一个有规则或法则的系统，也表示通信中所隐蔽的信息——这种语义上的多义性其实并不少见。英文中“dress code（着装规范）”和“code of behavior（行为准则）”中的“code”是指一系列规则，但若要让这些规则生效，还必须经由观察者来解读。“加密”对每个人都很重要，从“行为辨识”出现至今，“加密”可能都同等重要。一个人的穿着打扮和举手投足，都能够传递明确的信息。在现实社会中，这些信息可以十分复杂，暗含着包括年龄、性别、宗教、出身、地位等很多信息，甚至能够全面描绘某人的特征。

我们还必须解读周围的物理环境。早期人类曾通过解读所处的外部世界来辨识食物、发现危险，而人类正是依赖于这种能力才生存下来。这些能力涉及识别符号、解读地形和天气、提高跟踪技能、根据天体的运动来判断时间，以及了解季节更替的规律，等等。在现代城市中，人们也许已经忽略了上述技能，但如果想要生存下去，仍然需要具备足够的“信息解密”能力来正确地解读诸如广告栏、紧急出口和公路路标等。

“隐藏”似乎同样是人类常用的一种手段，许多组织都以特有的暗语和手势作为标志，或者用它来对外人隐藏消息。孩子们经常使用暗语来隐藏不想让大人们知道的事情，而成人也会巧妙而婉转地回避孩子们的好奇追问。在历史长河中，无论是盗窃团伙，还是统治精英，都曾用暗号或冷僻语种来向大众隐藏其真实想法。在某些社会群体中，即使语种相同，男女也会采用不同的表达形式。

作为语音的图形化表现，各种文字的发明能将之前许多转瞬即逝的东西持久地记录下来。文字本身就是某种编码，而针对一些古老失传的文字（如埃及象形文字或线性文字B）的“解密”，则只有在引入密码分析技术后才变得可行。作为一种精心隐藏信息的系统，“密码”也许与文字一样悠久。当然，文字为密码的出现提供了条件。

与现代国家一样，早期的原始部落也经常希望通过文字来隐藏信息（同时还能进行远程通信）。考古发现，远古时代就出现了军用加密技术，比如，令人眼花缭乱的各种“秘文”的使用，就贯穿了整个中世纪。

“加密系统”将原始消息中的词或短语置换成另一些字符，以此来隐藏原始消息中的秘密。早在16世纪，这种系统性的隐藏手段就开始在欧洲广泛应用。而每一种新的加密方式都会引出新的解密技术，这种“魔高一尺，道高一丈”的较量，曾在第二次世界大战中破解德国的恩格玛密码的传奇故事中达到了顶峰。通信技术的变革给密码编码者带来了新机遇，同时也为密码破译者提出了全新挑战。

今天，随着计算机通信系统的发展，密码已经从军用领域走进我们的日常生活。我们拨通的每个电话、发出的每封邮件都可以被自动“加密”，而实现这种奇迹的是相应的各种加密系统、设备和算法。同样，所有密文都可能被截获并破解。正如比尔·盖茨描述的那样，当今时代，最有价值的商品是“密码”以及由其分析获得的“内在”信息。为保护这些信息，加密系统必须不断升级，但正如每种编码都有相应的解码方案一样，任何一个加密系统最终都会被破译。这已经不仅仅是专家们需要考虑的问题了！在电子时代，最炙手可热的问题之一是如何保护人们的隐私，同时还要保护社会免于隐私滥用。

书中涵盖了几乎所有类型的“密码”的使用方式，这些“密码”都曾被用来传递各种信息。本书将“密码”类型按照彼此的相关性划分成不同的组，然后具体呈现属于特定类型的各种具体的“密码”。尽管各个主题部分（即每两页一小节的内容）大体按照时间顺序排列，但不同部分间的相互参照可以更好地揭示出清晰的密码世界。我们的周围是一张用密语编织成的网，而了解这张网，对我们的生存和成功都具有前所未有的重要性，所以，这是一本可以改变你人生的书！

保罗·伦德（Paul Lunde）