数学家、间谍与黑客 - (EPUB全文下载)

文件大小：4.88 mb。
文件格式：epub 格式。
书籍内容：

版权信息
书名:数学家、间谍与黑客：密码与解码（万物皆数学）
作者:（西）琼·戈麦斯
译者:于秀秀
ISBN:9787521722345
中信出版集团制作发行
版权所有•侵权必究
送给我的儿子维森斯（Vicenç）
前言
童年时期我们可能都玩过这样一种游戏：几名小伙伴先商定一套暗号，然后用这套暗号互相收发秘密信息。有些孩子会幻想自己是特工，进而在这类编解码游戏上倾注热情，但不会真的窃听传输中的信息，对第三方造成威胁。但是，在成年人的世界中，这种讨人厌的窃取信息的行为屡见不鲜，因此对我们来说，保证通信工具的保密性至关重要。
暗号和密码曾经只应用于政治领域和精英的社交活动中，而信息时代的到来使它们成为整个社会平稳运行的关键。本书旨在介绍密码学的历史，所选的角度乃是探索密码世界的最佳向导——数学。
密码学是用暗码书写的艺术，与书写同时出现。虽然最早埃及人和美索不达米亚人使用过加密文字，但第一个充分利用密码的是古希腊人和古罗马人，因为这两个民族都有好战的文化，通信保密是战争胜利的关键因素。这样的保密催生了新的对垒双方——宣称自己是秘密保护者的加密者和希望揭开秘密的密码破译者，也叫解密者。这场发生在台面之下的战争始终战况焦灼，随着时间的流逝，或许一方会暂时领先，超越对手，但始终没有哪边能收获决定性的胜利。比如9世纪时，阿拉伯哲人肯迪（Al-Kindi）发明了一种密码破解方法，叫作频率分析，在当时看来，任何用密码书写信息的人在它面前都会败下阵来，但接下来，加密者花了几百年的时间创造出了多表加密法，又扳回一城。同样，多表加密法看似也是一件致命武器，后来出现了由一位英国天才所创的更强大的密码破译系统（后人研究他的个人文件时才发现这个秘密），再一次扭转了局势。从那以后，加密和解密双方各自使用的主要武器就成了数学，从统计学到模运算，还曾取道数论。
这场编解码大战后来迎来了一个转折点：第一台加密机的出现，以及不久之后出现的解码机。第一台可编程数字计算机由英国人发明，名为“巨人”，其目的就是破解纳粹德国的恩尼格玛密码机。
随着计算能力的大爆炸，代码取代了传统的保密方法，成为加密信息传输的主流。现代社会的通用语言既不是字母也不是表意文字，而是0和1两个数字，这就是二进制代码。
随着新技术的到来，到底哪一方获利更多，是加密者还是解密者？在这个计算机病毒、数据窃取和超级计算机满天飞的时代，还有可能保密吗？对于第二个问题的回答是肯定的，而我们要再次感谢数学，这次要感谢的是质数和质数的特性。但这次加密者的暂时优势能够持续多久呢？要回答这个问题，我们需要求助当代科学最前沿的阵地——量子力学。了解过量子力学中令人感到自相矛盾却又震惊不已的理论之后，我们这场事关安全与保密的激动人心的数学之旅也将画上句号。
本书最后还提供了参考书目，希望对想要进一步探索加密和密码学世界的你有所帮助。
第一章 信息真的安全吗？
密码学：用代码或密码书写的艺术或实践。
《牛津英语词典》
可以说，自有文字以来，人类就希望创造出一种只有收发双方能够读懂而其他人无法理解的特殊文字。其实，世界上存在一些有着4 500多年历史的“非标准”象形文字，但现在的人们已无法确定它们存在的目的到底是隐藏信息，还是在某种仪式中扮演什么角色。有一块可追溯到约公元前2 500年的巴比伦泥板，上面的单词都被去掉了第一个辅音，还使用一些不常见的变异字符。研究发现，这段文字描述的是一种制作涂釉陶瓷的方法，由此我们可以推断，这块泥板是由商人或陶工雕刻的，这么做的目的是保护商业秘密，不让竞争者知晓。
随着书写和贸易的传播，伟大的帝国也随之诞生，而帝国转而又会卷入频繁的边界争端中。于是，密码学和信息的安全传播成为统治者及商人的头等大事。迈入信息时代后，保护通信完整性、合理维护隐私，相比以前要重要得多。所有信息的流通几乎都要首先经过编码将原始信息转换为代码。使用代码是为了更加简便地传播，比如，把文本转换成电脑能够识别的二进制语言（一种只用0和1的数字系统）。编码后，为了保护信息的大部分内容不被非法截获的人看到，需要对代码进行加密，而信息接收者必须要有译解信息的能力。编码、加密和译解是“信息之舞”中的基本步骤，每时每刻、每分每秒都会重复数百万次之多，而“舞蹈”的背景音乐中的音符自然非数学莫属了。
代码、密码和密钥
密码学者对术语“编码”的理解与普通人稍有不同。对他们来说，编码是用代码书写的一种方法，例如用一个单词替换另一个单词，或者使用加密术或密码替换字母或其他单个字符。随着时间的流逝，替换字母这种形式越来越普遍，变成了“用代码书写”的同义词。不过，如果从更学术的角度解释，这种方法的正确术语应该是“加密”，反向过程则叫“译解”。
假设我们要发送一条机密信息“ATTACK”（攻击），可以用两种基本方法：替换单词（代码）或替换这个单词的某几个或所有字母（密码）。编码一个单词，最简单的做法是把它翻译成潜在的窃听者听不懂的一种语言。不过那也意味着发出和接收信息的人得掌握一门独特的语言。为了降低收发密码人员素质的要求，大多数机密信息采用的是加密术，比如把单词中的每一个字母用字母表中的其他字母替换。无论是哪种方法，信息接收者都必须知道信息编码或加密的过程，否则这条加密信息就无法被译解。如果已经与接收者商量好使用其中一个方法，比如翻译成另一种语言或把每一个字母都用其他字母替换，我们就需要把目标语言或替换字母在字母表中的对应序号告知对方。例如，“ATTACK”加密后，接收者收到信息“CVVCEM”，只要知道发送者是把原单词每一个字母都按字母表顺序往后推了两个位置，接收者就能通过反向操作，轻松译解这条信息。
二进制代码
计算机在理解和处理信息的过程中，必须要把信息的书面语言翻译成所谓的二进制语言。二进制语言仅包括两个数字：0和1。十进制的0-10对应的二进制表达如右方表格所示。
十进制数9780用二进制代码表达就是10011000110100。
对于译解加密信息的人来说，加密规则（应用的系统）和加密参数（针对每条信息或一组信息 ............

书籍插图：

以上为书籍内容预览，如需阅读全文内容请下载EPUB源文件，祝您阅读愉快。