12、密码学探秘：从历史到实践

密码学探秘：从历史到实践

1. 密码学历史故事

在密码学的历史长河中，有许多经典的案例展现了密码分析和破密的重要性。比如在二战时期，日本对密码和密文的重视程度不如其他国家，部分原因是密码学对一些人来说几乎难以掌握。而美国海军上将切斯特·尼米兹在珍珠港拥有一支成功破解了 JN - 25 密码的团队。

1942 年初，美国截获了大量消息，得知日本将对一个仅以代码“AF”表示的目标发动攻击。为了确定“AF”的位置，美国采用了一个巧妙的策略。美军基地发出一条特殊传输信息，称基地的水源即将耗尽，而日本方面已知会监控这一通信方式。正如预期的那样，日本截获了这条消息，并随后向其部队发送消息称“AF 缺水”。再加上日本更新密码本的速度较慢，美国有足够的时间在攻击发生前破译其他消息。

这场战斗的结果是决定性的，这在很大程度上归功于日本对加密的不当使用以及美国对密码分析的精心运用。破解的密码让美国海军了解到日本军队的规模、实力和进攻方向。尼米兹上将甚至能根据破解的消息洞悉日军的战术，最终美军凭借精心部署，成功赢得了中途岛战役。

2. 恩尼格玛密码机解析

接下来，我们把目光投向著名的恩尼格玛（Enigma）密码系统。恩尼格玛是一种对称密码，采用替换法进行加密。它使用一系列转子来决定每次加密的具体方式，对于该系统的任何一次使用，明文到密文的映射都由转子的位置决定。

在 1942 年之前，常用的是更为人熟知的三转子系统；1942 年后，德国海军引入了四转子模型，用于与潜艇和其他船只通信。德国海军引入额外的转子，是因为他们怀疑盟军已经破解了他们的系统。

以下是恩尼格玛密码机的一些关键特点：
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