PPT恩尼格玛密码机
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“恩尼格玛”ENIGMA(意为哑谜)密码机美国大片《U-571》告诉人们“埃尼格玛”密码机是战争中同盟国费尽心机想要获得的尖端秘密,是战胜德国海军潜艇的关键所在。
历史也确实如此,对于潜艇作战尤其是德国海军的“狼群”战术来说,无线电通讯是潜艇在海上活动获取信息通报情况的最重要的手段,而“埃尼格玛”密码机则是关乎整个无线电通讯安全的设备,其重要性可想而知。
英军跳帮小组乘小艇接近德国海军U-505号潜艇,数十分钟后获得了“恩尼格玛”密码机自从无线电和摩尔斯电码问世后,军事通讯进入了一个崭新的时代,但是无线电通讯完全是一个开放的系统,在己方接受电文的同时,对方也可“一览无遗”,因此人类历史上早就伴随战争出现的密码也就立即与无线电结合,出现了无线电密码。
直到第一次世界大战结束,所有无线电密码都是使用手工编码,毫无疑问,手工编码效率极其低下,同时由于受到手工编码与解码效率的限制,使得许多复杂的保密性强的加密方法无法在实际中应用,而简单的加密方法又很容易被破译,因此在军事通讯领域,急需一种安全可靠而又简便有效的方法。
1918年德国发明家亚瑟·谢尔比乌斯(Arthur Scherbius)和理查德·里特(Richard Ritter)创办了一家新技术应用公司,曾经学习过电气应用的谢尔比乌斯想利用现代化的电气技术来取代手工编码加密方法,发明一种能够自动编码的机器。
谢尔比乌斯给自己所发明的电气编码机械取名“埃尼格玛”(ENIGMA,意为哑谜),乍看是个放满了复杂而精致的元件的盒子,粗看和打字机有几分相似。
可以将其简单分为三个部分:键盘、转子和显示器。
“恩尼格玛”密码机键盘一共有26个键,键盘排列和现在广为使用的计算机键盘基本一样,只不过为了使通讯尽量地短和难以破译,空格、数字和标点符号都被取消,而只有字母键。
键盘上方就是显示器,这可不是现在意义上的屏幕显示器,只不过是标示了同样字母的26个小灯泡,当键盘上的某个键被按下时,和这个字母被加密后的密文字母所对应的小灯泡就亮了起来,就是这样一种近乎原始的“显示”。
德国人自诩牢不可破的恩尼格玛密码体系,如何被波兰人用炸弹轰开第二次世界大战中,正面战场的烽火备受瞩目,似乎后人的目光都放在了波澜壮阔的战争中。
然而在秘密战线上,同盟国和轴心国围绕着情报所展开的较量也一点不比正面战场差。
今天笔者就给大家讲述,有关恩尼格玛密码机和“炸弹”的故事。
一.天书一样的恩尼格玛密码机密码,这个词大家一定很熟悉,我们在影视剧里常常听到这个词。
在战争中,无线电报要不被人解读,就得在无线电发报时,按照密码本来发报。
因为无线电的坏处是,你能接收,别人也可以。
在第一次世界大战和此后的一段时间里,英国对于德国的无线电破译一向是精准而高效。
但到了1926年,英国收到的德国无线电报突然都成了一份份天书,根本无法破译,这是怎么回事呢?原因就在于这个小盒子,就是图里的,这个东西叫做恩尼格玛密码机,名字有点绕口,它的原理一样绕口。
在它的内部有叫做转子的零件,这个转子才是关键。
看到这个图里的恩尼格玛密码机没有,很像是我们现在用的键盘吧?其实也就是这么一回事。
它的特点在于,你第一次按下A键,上面对应的灯泡亮起来的,却可能是B灯,这就是转子的作用。
同一个字母在明文的不同位置时,可以被不同的字母替换,而密文中不同位置的同一个字母,又可以代表明文中的不同字母,这种加密方式在密码学上被称为“复式替换密码”。
但是,这样很容易被发现规律,所以德国又加了两个转子,当第一个转子转动整整一圈以后,它上面有一个齿轮拨动第二个转子,使得它的方向转动一个字母的位置。
假设第一个转子已经整整转了一圈,按A键时显示器上D灯泡亮;当放开A键时第一个转子上的齿轮也带动第二个转子同时转动一格,于是第二次键入A时,加密的字母可能为E;再次放开键A时,就只有第一个转子转动了,于是第三次键入A时,与之相对应的字母就可能是F了。
如此一来,重复的概率就达到26x26x26=17576个字母之后,想要抓住规律,谈何容易?而在它的内部,还有反射器,这张恩尼格玛密码机的原理图显示了,恩尼格玛密码机的运作原理——按下A键后机器是如何将它显示成D键的(灯D发亮),而按下D键的同时灯A也会发亮,但是按下A键是永远不会使灯A发亮的,这是因为恩尼格玛密码机安装有反射器。
第二次世界大战德国“恩尼格玛”密码机(图文)引自网站"三思科学"<"恩尼格玛"的兴亡>个人目录:第一部分诞生第二部分弱点第三部分灭亡第四部分尾声人类使用密码的历史,从今天已知的,最早可以一直追溯到古巴比伦人的泥板文字。
古埃及人,古罗马人,古阿拉伯人……几乎世界历史上所有文明都使用过密码。
军事和外交一直是密码应用的最重要的领域,国王、将军、外交官以及阴谋分子等,为了在通讯过程中保护自己信息不被外人所知,使用过形形色色的密码;而为了刺探于己不利的秘密,他们又绞尽脑汁地试图破译对手的密码。
加密与解密一直是密码学这枚硬币互相对抗又互相促进的两面。
在所有用于军事和外交的密码里,最著名的恐怕应属第二次世界大战中德国方面使用的ENIGMA(读作“恩尼格玛”,意为“谜”)。
一、诞生直到第一次世界大战结束为止,所有密码都是使用手工来编码的。
直接了当地说,就是铅笔加纸的方式。
在我国,邮电局电报编码和译码直到很晚(大概是上个世纪八十年代初)还在使用这种手工方法。
手工编码的方式给使用密码的一方带来很多的不便。
首先,这使得发送信息的效率极其低下。
明文(就是没有经过加密的原始文本)必须由加密员人工一个一个字母地转换为密文。
考虑到不能多次重复同一种明文到密文的转换方式(这很容易使敌人猜出这种转换方式),和民用的电报编码解码不同,加密人员并不能把转换方式牢记于心。
转换通常是采用查表的方法,所查表又每日不同,所以解码速度极慢。
而接收密码一方又要用同样的方式将密文转为明文。
其次,这种效率的低下的手工操作也使得许多复杂的保密性能更好的加密方法不能被实际应用,而简单的加密方法根本不能抵挡解密学的威力。
解密一方当时正值春风得意之时,几百年来被认为坚不可破的维吉耐尔(Vigenere)密码和它的变种也被破解。
而无线电报的发明,使得截获密文易如反掌。
无论是军事方面还是民用商业方面都需要一种可靠而又有效的方法来保证通讯的安全。
ENIGMA的兴亡(一)(连载)异调人类使用密码的历史,从今天已知的,最早可以一直追溯到古巴比伦人的泥板文字。
古埃及人,古罗马人,古阿拉伯人……几乎世界历史上所有文明都使用过密码。
军事和外交一直是密码应用的最重要的领域,国王、将军、外交官以及阴谋分子等,为了在通讯过程中保护自己信息不被外人所知,使用过形形色色的密码;而为了刺探于己不利的秘密,他们又绞尽脑汁地试图破译对手的密码。
加密与解密一直是密码学这枚硬币互相对抗又互相促进的两面。
在所有用于军事和外交的密码里,最著名的恐怕应属第二次世界大战中德国方面使用的ENIGMA(读作“恩尼格玛”,意为“谜”)。
一、诞生直到第一次世界大战结束为止,所有密码都是使用手工来编码的。
直接了当地说,就是铅笔加纸的方式。
在我国,邮电局电报编码和译码直到很晚(大概是上个世纪八十年代初)还在使用这种手工方法。
手工编码的方式给使用密码的一方带来很多的不便。
首先,这使得发送信息的效率极其低下。
明文(就是没有经过加密的原始文本)必须由加密员人工一个一个字母地转换为密文。
考虑到不能多次重复同一种明文到密文的转换方式(这很容易使敌人猜出这种转换方式),和民用的电报编码解码不同,加密人员并不能把转换方式牢记于心。
转换通常是采用查表的方法,所查表又每日不同,所以解码速度极慢。
而接收密码一方又要用同样的方式将密文转为明文。
其次,这种效率的低下的手工操作也使得许多复杂的保密性能更好的加密方法不能被实际应用,而简单的加密方法根本不能抵挡解密学的威力。
解密一方当时正值春风得意之时,几百年来被认为坚不可破的维吉耐尔(Vigenere)密码和它的变种也被破解。
而无线电报的发明,使得截获密文易如反掌。
无论是军事方面还是民用商业方面都需要一种可靠而又有效的方法来保证通讯的安全。
1918年,德国发明家亚瑟·谢尔比乌斯(Arthur Scherbius)和他的朋友理查德·里特(Richard Ritter)创办了谢尔比乌斯和里特公司。
恩尼格玛机的工作原理恩尼格玛机是一种历史上具有重要影响力的密码机器,它的工作原理可以追溯到上世纪30年代。
在第二次世界大战期间,恩尼格玛机被纳粹德国用于加密和解密敏感信息,它的出现对于战争的走势产生了巨大影响。
恩尼格玛机的工作原理基于多个旋转的转子。
首先,输入的明文被键盘上的按键转化为电信号,然后这个电信号通过一系列转子的旋转和替代,最终输出加密后的密文。
恩尼格玛机包含了多个转子,每个转子上都有26个分别代表字母的电线。
当按下键盘上的某个按键时,电流会通过转子的不同电线,经过一系列的替代和旋转之后,最终输出一个加密后的字母。
转子的旋转是由电流通过转子内部的电线完成的。
每当一个按键被按下时,第一个转子会顺时针旋转一个位置,而第二个转子会在第一个转子完成一圈之后才会开始旋转。
这种旋转机制使得恩尼格玛机的加密结果具有周期性,增加了破解的难度。
除了转子的旋转之外,恩尼格玛机还有一个反射器,用于将加密后的电流反射回转子,最终输出一个加密后的字母。
这个反射器的作用是增加加密过程的复杂性,使得每个字母的加密结果都不同。
恩尼格玛机的工作原理看似简单,但实际上却是非常复杂的。
通过多个转子的旋转和替代,加密过程变得非常难以破解。
在当时的技术水平下,恩尼格玛机的加密算法几乎是无法被破解的,这使得纳粹德国在战争中能够安全地传递敏感信息。
然而,随着时间的推移,盟军的密码学家们逐渐发现了破解恩尼格玛机的方法。
通过分析大量的密文和已知的明文,他们成功地还原出了恩尼格玛机的转子设置和初始位置,从而打破了纳粹德国的密码壁垒。
恩尼格玛机的工作原理虽然在当时引起了革命性的变化,但随着技术的进步和密码学的发展,它的加密算法逐渐失去了安全性。
如今,恩尼格玛机成为了密码学研究的重要历史遗迹,它的工作原理也为密码学的发展做出了巨大的贡献。