密碼的故事:人類史上最重要的45種密碼與破解之道
DE/CIPHER: THE GREATEST CODES EVER INVENTED AND HOW TO BREAK THEM
活動訊息
想找書的時候,特別想偷看網友的書櫃... 原來大家都在看這本 ↓↓↓
內容簡介
自有文字以來,密碼就隨之誕生,
破解密碼,一直是具有高度智慧的人們不可抗拒的誘惑。
橫跨數千年的古今密碼演進,
加密者與解碼者永無停止的追逐,
牽出一連串動人心魄、引人入勝的精采故事!
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從人類最早學會互通訊息時,密碼製作的技藝就一直挑戰、吸引著我們。數千年來,人們使用傳遞加密訊息的方法來達成各種目的。破解密碼,也一直是人們不可抗拒的誘惑。直至今日仍在持續。耳熟能詳的歷史事件、改變世界格局的重大戰役,其實都是密碼的故事。密碼決定了人類歷史的進展。
在漫長的編碼和解碼戰爭中,解碼者的每一次勝利,都導致了新的編碼法的誕生,將人類科技文明推向不可思議的極限,造就今日森羅萬象的電腦、加密貨幣及量子密碼世界。對當代社會來說,密碼更是保護資訊安全的最後防線。這場戰爭仍未結束,勢必將人類推向一個更加輝煌的文明階段。
書中蒐羅全世界45種最具影響力的密碼,包括凱薩移位密碼、復活島的倫哥倫哥文、二戰德軍著名的恩尼格碼(Enigma)密碼機……依照時代排列,圖文並呈,透過趣味故事看密碼誕生時包含的技藝與科學。讀者得以深入密碼學世界中扣人心弦的景象,窺見背後的陰險詭詐與獨創靈感,並從中得知亞蘭‧圖靈、「巨人」電腦,以及更多著名解碼者的豐功偉業。這些進展看似零碎,但背後都是密碼設計者與破解者的思路競逐演進。
翻開本書,就像一部古今益智遊戲演化史,讀者在解謎的同時,也能更全面認識這個變幻莫測的數字世界。
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暢銷作家數學老師/黃光文──好評推薦
誰不喜歡有趣的解謎故事?……這本書研究詳盡,精采紛呈……我特別嗜讀那些介紹歷史解碼者的部分;無論是我熟悉的,或從未聽過的人物都一樣。
──The Quiet Knitter
跟你打賭,你絕對曾在某一刻對密碼的世界深深著迷。馬克‧弗雷利這位科技與科學的著名獲獎作家,在他的新書裡告訴我們許多精采的故事!
──Eastern Daily Press
這本書兼容並蓄,介紹密碼製作背後的科技與人物……從難解的上古印度河文字,到二次大戰期間圖靈對密碼解讀的關鍵貢獻,以及未來量子加密法的可能性。諸位有名/無名解碼者的小傳,為這些充滿挑戰性的密碼注入生命力。
──Nature: Books in Brief
破解密碼,一直是具有高度智慧的人們不可抗拒的誘惑。
橫跨數千年的古今密碼演進,
加密者與解碼者永無停止的追逐,
牽出一連串動人心魄、引人入勝的精采故事!
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從人類最早學會互通訊息時,密碼製作的技藝就一直挑戰、吸引著我們。數千年來,人們使用傳遞加密訊息的方法來達成各種目的。破解密碼,也一直是人們不可抗拒的誘惑。直至今日仍在持續。耳熟能詳的歷史事件、改變世界格局的重大戰役,其實都是密碼的故事。密碼決定了人類歷史的進展。
在漫長的編碼和解碼戰爭中,解碼者的每一次勝利,都導致了新的編碼法的誕生,將人類科技文明推向不可思議的極限,造就今日森羅萬象的電腦、加密貨幣及量子密碼世界。對當代社會來說,密碼更是保護資訊安全的最後防線。這場戰爭仍未結束,勢必將人類推向一個更加輝煌的文明階段。
書中蒐羅全世界45種最具影響力的密碼,包括凱薩移位密碼、復活島的倫哥倫哥文、二戰德軍著名的恩尼格碼(Enigma)密碼機……依照時代排列,圖文並呈,透過趣味故事看密碼誕生時包含的技藝與科學。讀者得以深入密碼學世界中扣人心弦的景象,窺見背後的陰險詭詐與獨創靈感,並從中得知亞蘭‧圖靈、「巨人」電腦,以及更多著名解碼者的豐功偉業。這些進展看似零碎,但背後都是密碼設計者與破解者的思路競逐演進。
翻開本書,就像一部古今益智遊戲演化史,讀者在解謎的同時,也能更全面認識這個變幻莫測的數字世界。
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暢銷作家數學老師/黃光文──好評推薦
誰不喜歡有趣的解謎故事?……這本書研究詳盡,精采紛呈……我特別嗜讀那些介紹歷史解碼者的部分;無論是我熟悉的,或從未聽過的人物都一樣。
──The Quiet Knitter
跟你打賭,你絕對曾在某一刻對密碼的世界深深著迷。馬克‧弗雷利這位科技與科學的著名獲獎作家,在他的新書裡告訴我們許多精采的故事!
──Eastern Daily Press
這本書兼容並蓄,介紹密碼製作背後的科技與人物……從難解的上古印度河文字,到二次大戰期間圖靈對密碼解讀的關鍵貢獻,以及未來量子加密法的可能性。諸位有名/無名解碼者的小傳,為這些充滿挑戰性的密碼注入生命力。
──Nature: Books in Brief
名人推薦
暢銷作家數學老師/黃光文
目錄
推薦序:史蒂芬‧巴克斯博士
序:複雜的密碼學
第一章 上古文明
替換式密碼與換位式密碼
印度河文字
歷史解碼者:寇伯,文特里斯,查迪克
斐斯托斯圓盤
阿特巴希密碼
波利比奧斯方陣
凱薩移位密碼
第二章 智慧之子
黑暗時代的新光芒
歐甘字母
歷史解碼者:約拿斯‧諾德比
倫哥倫哥文
伏尼契手稿
熙篤會密碼
歷史解碼者:伊本‧杜雷欣
第三章 字符之外
密鑰與多重字符
阿爾貝蒂密碼盤
卡丹格
貝拉索密碼
曼圖亞密碼
聖母頌密碼
維奇那密碼
歷史解碼者:艾蒂安‧巴澤里斯
舒博羅銘文
阿諾德密碼
歷史解碼者:奈特,梅吉西,謝斐
多拉貝拉密碼
第四章 電報時代
電子加密
傑佛遜密碼機
摩斯電碼
普萊費爾密碼
蒲福密碼
歷史解碼者:奧古斯蒂‧科克霍夫
聯邦路由密碼
歷史解碼者:伊莉莎白‧傅利曼
商用代碼
Q代碼與Z代碼
歷史解碼者:艾格妮絲‧麥耶‧德里斯科(X夫人)
ADFGX密碼和ADFGVX密碼
協和表
齊麥曼電報
一次性密碼本
歷史解碼者:查克托族與納瓦荷族密語隊
第五章 機械時代
機器的興起
Type X和SIGABA
希爾密碼
謝爾必斯密碼機
歷史解碼者:亞蘭‧圖靈與Enigma密碼機
洛倫茲SZ40
詩碼
紫色密碼與珍珠港事變
第六章 量子時代
數位時代的編碼
阿加皮耶夫密碼
VIC密碼
歷史解碼者:唐納‧哈登
區塊加密法
公鑰加密法(PKE)
無線網路加密
單人牌戲密碼
進階加密標準
保全散列演算法
量子加密法與未來
怎樣成為密碼分析專家
名詞解釋
參考資料
序:複雜的密碼學
第一章 上古文明
替換式密碼與換位式密碼
印度河文字
歷史解碼者:寇伯,文特里斯,查迪克
斐斯托斯圓盤
阿特巴希密碼
波利比奧斯方陣
凱薩移位密碼
第二章 智慧之子
黑暗時代的新光芒
歐甘字母
歷史解碼者:約拿斯‧諾德比
倫哥倫哥文
伏尼契手稿
熙篤會密碼
歷史解碼者:伊本‧杜雷欣
第三章 字符之外
密鑰與多重字符
阿爾貝蒂密碼盤
卡丹格
貝拉索密碼
曼圖亞密碼
聖母頌密碼
維奇那密碼
歷史解碼者:艾蒂安‧巴澤里斯
舒博羅銘文
阿諾德密碼
歷史解碼者:奈特,梅吉西,謝斐
多拉貝拉密碼
第四章 電報時代
電子加密
傑佛遜密碼機
摩斯電碼
普萊費爾密碼
蒲福密碼
歷史解碼者:奧古斯蒂‧科克霍夫
聯邦路由密碼
歷史解碼者:伊莉莎白‧傅利曼
商用代碼
Q代碼與Z代碼
歷史解碼者:艾格妮絲‧麥耶‧德里斯科(X夫人)
ADFGX密碼和ADFGVX密碼
協和表
齊麥曼電報
一次性密碼本
歷史解碼者:查克托族與納瓦荷族密語隊
第五章 機械時代
機器的興起
Type X和SIGABA
希爾密碼
謝爾必斯密碼機
歷史解碼者:亞蘭‧圖靈與Enigma密碼機
洛倫茲SZ40
詩碼
紫色密碼與珍珠港事變
第六章 量子時代
數位時代的編碼
阿加皮耶夫密碼
VIC密碼
歷史解碼者:唐納‧哈登
區塊加密法
公鑰加密法(PKE)
無線網路加密
單人牌戲密碼
進階加密標準
保全散列演算法
量子加密法與未來
怎樣成為密碼分析專家
名詞解釋
參考資料
序/導讀
推薦序
英國開放大學(Open University)現代語言與語言學教授
史蒂芬‧巴克斯博士
人類總是情不自禁地被各種神祕難解的事物吸引,有如飛蛾撲火。這份喜愛如此強烈,我們甚至自行發明虛構的謎題來讓夏洛克‧福爾摩斯這樣的偵探去解決。說實在的,就是因為我們對「密碼」與謎團特別著迷,也才會創造出像印第安那‧瓊斯這樣的電影角色,將我們對冒險、運動家帥氣形象以及語言天分的喜愛結合在一個英雄人物身上,再給他一頂時髦的帽子。
但是,正如這本既全面又充滿啟發性的書告訴我們的,現實世界其實已經存在大量真實的密碼與代碼來娛樂我們、讓我們傷透腦筋,何必還需要去發明虛構的謎題與密碼呢?以我自己的例子來說,我之所以下功夫解讀神祕的伏尼契手稿(Voynich manuscript),是因為童年對現實中從古到今各種解碼破譯事蹟的嚮往,包括聖書體、羅塞達碑(the Rosetta Stone)、北歐盧恩字母(runes)和克里特島線形文字B(Linear B)之謎。更何況,不僅僅是這些謎團本身吸引人,每個故事裡的人物在排除萬難破解自己這份密碼時,他們的表現經常都比印第安那‧瓊斯要更異乎尋常、更富有新意。
當我應邀為這本書寫推薦序,在閱讀這一頁頁豐富內容的過程中,我又再一次被帶回那些古老的冒險世界,而我過去也曾在其中遊覽,去看那些我最喜愛的東西,比如那尚未被解讀的斐斯托斯圓盤(Phaistos Disk),或是那奇妙的倫哥倫哥文字(Rongorongo script)。雖然這些對我來說都是老朋友,我仍然在每一頁都學到關於它們的新知識。比如說,誰會曉得摩斯是因為妻子過世的刺激而著手設計出摩斯電碼,而在這之前他的工作卻是肖像畫家?
除了這些以外,我們也會看到許多較不出名的密碼與代碼,但它們動人心魄、引人入勝的程度決不遜於其他。這麼說吧,這些就是我的新朋友,包括神祕的上古密碼、商業密碼、詩碼、先進加密技術,以及更多更多。在此同時我們還會遇見一批奇特又有趣的新角色:加密者與解密者、士兵與騙徒、江湖郎中與科學家、一頁又一頁的謎語與說謎人。有的謎題已被解開,但還有許多仍在吊著我們胃口,頑固地拒絕被破譯。所以說,我要公開向本書作者致謝,感謝他讓我重會老友,又介紹我認識新的益友。
解譯任何密碼都需要靈活思考,需要專心致志與勞心勞力,但最重要的是需要好奇心以及愛新求新的態度,能將成見放一邊,跳脫既有的框架去想更多。正因如此,本書既能提供娛樂也能提供啟發,還能提供無限的趣味和卓識,刺激我們的好奇心,觸動人人皆有的人類基本特質——我們都熱切渴望能解開未解之謎、了解神祕事物,並想要在這麼做的時候享受過程中的每一步。
英國開放大學(Open University)現代語言與語言學教授
史蒂芬‧巴克斯博士
人類總是情不自禁地被各種神祕難解的事物吸引,有如飛蛾撲火。這份喜愛如此強烈,我們甚至自行發明虛構的謎題來讓夏洛克‧福爾摩斯這樣的偵探去解決。說實在的,就是因為我們對「密碼」與謎團特別著迷,也才會創造出像印第安那‧瓊斯這樣的電影角色,將我們對冒險、運動家帥氣形象以及語言天分的喜愛結合在一個英雄人物身上,再給他一頂時髦的帽子。
但是,正如這本既全面又充滿啟發性的書告訴我們的,現實世界其實已經存在大量真實的密碼與代碼來娛樂我們、讓我們傷透腦筋,何必還需要去發明虛構的謎題與密碼呢?以我自己的例子來說,我之所以下功夫解讀神祕的伏尼契手稿(Voynich manuscript),是因為童年對現實中從古到今各種解碼破譯事蹟的嚮往,包括聖書體、羅塞達碑(the Rosetta Stone)、北歐盧恩字母(runes)和克里特島線形文字B(Linear B)之謎。更何況,不僅僅是這些謎團本身吸引人,每個故事裡的人物在排除萬難破解自己這份密碼時,他們的表現經常都比印第安那‧瓊斯要更異乎尋常、更富有新意。
當我應邀為這本書寫推薦序,在閱讀這一頁頁豐富內容的過程中,我又再一次被帶回那些古老的冒險世界,而我過去也曾在其中遊覽,去看那些我最喜愛的東西,比如那尚未被解讀的斐斯托斯圓盤(Phaistos Disk),或是那奇妙的倫哥倫哥文字(Rongorongo script)。雖然這些對我來說都是老朋友,我仍然在每一頁都學到關於它們的新知識。比如說,誰會曉得摩斯是因為妻子過世的刺激而著手設計出摩斯電碼,而在這之前他的工作卻是肖像畫家?
除了這些以外,我們也會看到許多較不出名的密碼與代碼,但它們動人心魄、引人入勝的程度決不遜於其他。這麼說吧,這些就是我的新朋友,包括神祕的上古密碼、商業密碼、詩碼、先進加密技術,以及更多更多。在此同時我們還會遇見一批奇特又有趣的新角色:加密者與解密者、士兵與騙徒、江湖郎中與科學家、一頁又一頁的謎語與說謎人。有的謎題已被解開,但還有許多仍在吊著我們胃口,頑固地拒絕被破譯。所以說,我要公開向本書作者致謝,感謝他讓我重會老友,又介紹我認識新的益友。
解譯任何密碼都需要靈活思考,需要專心致志與勞心勞力,但最重要的是需要好奇心以及愛新求新的態度,能將成見放一邊,跳脫既有的框架去想更多。正因如此,本書既能提供娛樂也能提供啟發,還能提供無限的趣味和卓識,刺激我們的好奇心,觸動人人皆有的人類基本特質——我們都熱切渴望能解開未解之謎、了解神祕事物,並想要在這麼做的時候享受過程中的每一步。
試閱
1838年
摩斯電碼
大家都知道用點與線拼成的SOS求救信號,但這東西原來並不長這樣。故事要從十九世紀前半某個人痛失愛妻之時說起。
隨便問一個人「點點點,線線線,點點點」〈‧‧‧─ ─ ─ ‧‧‧〉代表什麼意思,他們大概都能馬上告訴你:這是無線電求救信號SOS。不過,假使山謬.摩斯(Samuel Morse)最早的電碼版本還在使用,那求救信號的長相大概就會很不一樣。
摩斯對密碼的興趣間接來自他替人畫肖像畫的職業。一八二五年他離家工作時收到一封信,通知說他太太病了。不幸的是,等他好不容易趕回家,妻子卻已經過世,連葬禮都已結束,這讓摩斯覺得他一定得想辦法讓長途通訊變得更快。
摩斯曾在耶魯大學唸過電學,他想這門知識或許是讓訊息及時傳遞的關鍵。他看過電磁實驗之後得到單線電報的靈感,並以此申請專利。現在大多數人對電報員的印象都是他們戴著耳機聽摩斯訊號,但最早的電報裝置是在齒輪推送的紙帶上打洞,收到訊號的操作者負責將電碼翻譯成明文訊息。
摩斯的年輕助手阿弗萊德.維爾(Alfred Vail)幫他解決這套裝置一些實用上的問題。一八三八年一月十一日,在美國紐澤西州摩里斯鎮(Morristown)的一棟房屋裡,摩斯與維爾進行了電報通訊的第一次演示。五年後,美國國會通過議案決定鋪設一條六十公里長、耗資三萬美金的電報線,連接華盛頓的國會大廈與馬里蘭州巴爾的摩市的克萊爾山電報站(Mount Clare Station)。
一八四四年五月二十四日,這條電報線正式啟用,摩斯從一端發送那條著名的訊息「上帝所為」(What hath God wrought),讓身在另一端的維爾接收。
摩斯這場演示的成功使得電報網絡在美國快速發展。到了一九五一年,足足有十家不同公司經營從費城、水牛城與波士頓等地通往紐約的電報通訊,而此時美國國內電報線長度總計超過三萬多公里。
在一八五○與一八六○年代,彼此競爭的電報公司之間出現大規模合併現象。第一條跨越北美大陸的電報線出現於一八六一年,將加州與東岸連接起來,小馬快遞(Pony Express)從此一蹶不振。一八六六年,西聯公司(Western Union)成為電報界的霸主。
要解讀摩斯電碼寫的訊息很簡單,因為每個字母都有標準代碼,任何熟知摩斯電碼的人都能直接解出明文。但如果將摩斯電碼合併其他加密方式使用,讓明文內容先變成密文再轉成電碼,只有收訊者知道解開密文的方式,這樣通訊就更加安全。
用法
山謬‧摩斯一開始想的是用特殊密碼本或字典來加密訊息,目的不是要隱藏內容,而是要讓訊息發送更簡便迅速。發訊者從密碼本裡找出某個字相對應的數字碼,再通過電報線傳送這串數字碼,收訊者反過來操作就可解讀。
維爾發現這種方法實際操作起來既緩慢又困難,於是他想出幾種改良的方向,包括使用「發送電鍵」(sending key), 以及把字典改成「美國摩斯電碼」(American Morse Code)系統。這些改良在摩斯發送「上帝所為」訊息時都已落實。
美國摩斯電碼使用九種不同長度的點、線與空格來加密字母、數字和符號。電碼的一個特徵是字母與字母、單字與單字、還有句子結束的地方,空格長度都不同,這樣收訊者才能分辨怎樣斷字或斷句。電報網絡向美國各地、拉丁美洲和歐洲擴張,摩斯電碼的使用也迅速獲得推廣。
今天我們透過SOS訊號所熟知的摩斯電碼,其實大部分出自德國電報學先驅佛里德里希‧克烈門斯‧格爾克(Friedrich Clemens Gerke)的手筆。格爾克縮短線條訊號的時間長度,並把最常用的字母代碼縮短,以此簡化這套電碼。一八六五年,摩斯電碼的國際標準化版本終於被各國採用。無線電報的時代在十九世紀末來臨,摩斯電碼的使用程度也有爆炸性的增長。
【歷史解碼者:艾格妮絲˙麥耶˙德里斯科(X夫人)】
艾格妮絲‧麥耶‧德里斯科(Agnes Meyer Driscall)原名艾格妮絲‧梅依‧麥耶(Agnes May Meyer),一八八九年生於伊利諾州日內西奧(Geneseo),她是美國發展密碼製作學的重要人物。在她以密碼分析師身分工作期間,她的男同事開始稱呼她為「X夫人」(Madame X),而她也就以這個稱號名傳後世。
一九一八年之前,美國的國防在密碼與代碼方面都幾乎毫無實力,而德里斯科就在美國亡羊補牢奮發圖強的過程中扮演關鍵角色。然而,她與軍方的合作卻是緣起於一個法律漏洞。
德國在一九一七年擊沉美國商船,美國因此加入第一次世界大戰,卻發現海軍有嚴重的不足額情況。不過,美國在一年前通過的《海軍法案》(Naval Act)內容語意模糊,只說要徵召「那些可能有能力為海岸防衛提供特殊實用技能的人」,這下子造成一個意料之外的結果,也就是說這是美國史上第一次容許女性從軍,雖然她們只能擔任行政職務。
許多人響應海軍徵召,德里斯科也是其中一員,她在一九一八年六月二十二日參軍。她的第一個職務是在郵電審查局(Postal and Cable Censorship Office)檢查通訊內容,尋找間諜活動的蹤跡,但不到一年她就被調去代碼與信號組(Code and Signal Section,CSS)。據說她在一九一九到一九二○年之間有幾個月待在赫伯特.奧斯本.雅德利(Herbert Osborn Yardley)的密碼局(Cipher Bureau),也就是俗稱的「美國黑室」(American Black Chamber)。
一九二一年,德里斯科和代碼與信號組組長威廉.葛瑞軒少校(William Gresham)合作設計出一套機械加密裝置,稱為「通訊機」(Communications Machine,CM)。德里斯科想出加密方法,葛瑞軒設計機器來進行這種方法。裝置裡有好幾條打印的字符紙表,由探針驅動,只要一條紙帶移動,其他紙帶也會跟著移動一個節距。她在一九二三年短暫離開軍隊,協助愛德華.赫本(Edward Hebern)製作最早的轉子機械(rotor machine),但威廉.F.傅利曼進行評估後發現這種機器有其弱點,於是她又在一九二四年回到代碼與訊號組。
德里斯科被分派到研究組,專門負責密碼分析方面,攔截並解讀日方通訊使用的代碼與密碼。德里斯科協助破譯的第一套密碼被稱為「紅皮書」(Red Book),美國海軍特工暗中潛入日本駐美領事館打開保險箱,將裡面一本密碼本每一頁都拍成照片,照片裝在一個紅色資料夾裡,因而得名。
德里斯科在一九二六年破解第一組密鑰,美方得以連續數星期解讀日方的電訊交通。後來日方採用更複雜的密鑰,卻依舊每次都被德里斯科與研究組成員破解。
監視日方通訊四年之後,日方突然整個更換訊息加密方法,但德里斯科也不是省油的燈。之前他們有偷到手的密碼本內容作為基礎,這次他們得靠自己推敲出整本密碼本。新的密碼存放在藍色資料夾裡,後來被稱為「藍皮書密碼」(Blue Book code)。
由於日方使用一種換位式雙重加密法,德里斯科藉此能夠推算出代碼數量(八萬五千個),但德里斯科與組員仍然花了三年才解出整套藍皮書密碼。在這些破譯的訊息中,一個重要的情報是日本新的金剛級驅逐艦最高航速可達二十六節,美方得知後便將海軍的北卡羅來納級戰艦(Us North Carolina Class battleships)加以改良,使最高航速變得更高。
德里斯科一直為軍方工作到一九三○年代,並參與第二次世界大戰,但她破譯日本海軍密碼的大功才是她事業的最巔峰。這是歷史上最後的人工解碼大勝仗之一,機械年代的降臨代表這類解碼活動終將走入歷史。
摩斯電碼
大家都知道用點與線拼成的SOS求救信號,但這東西原來並不長這樣。故事要從十九世紀前半某個人痛失愛妻之時說起。
隨便問一個人「點點點,線線線,點點點」〈‧‧‧─ ─ ─ ‧‧‧〉代表什麼意思,他們大概都能馬上告訴你:這是無線電求救信號SOS。不過,假使山謬.摩斯(Samuel Morse)最早的電碼版本還在使用,那求救信號的長相大概就會很不一樣。
摩斯對密碼的興趣間接來自他替人畫肖像畫的職業。一八二五年他離家工作時收到一封信,通知說他太太病了。不幸的是,等他好不容易趕回家,妻子卻已經過世,連葬禮都已結束,這讓摩斯覺得他一定得想辦法讓長途通訊變得更快。
摩斯曾在耶魯大學唸過電學,他想這門知識或許是讓訊息及時傳遞的關鍵。他看過電磁實驗之後得到單線電報的靈感,並以此申請專利。現在大多數人對電報員的印象都是他們戴著耳機聽摩斯訊號,但最早的電報裝置是在齒輪推送的紙帶上打洞,收到訊號的操作者負責將電碼翻譯成明文訊息。
摩斯的年輕助手阿弗萊德.維爾(Alfred Vail)幫他解決這套裝置一些實用上的問題。一八三八年一月十一日,在美國紐澤西州摩里斯鎮(Morristown)的一棟房屋裡,摩斯與維爾進行了電報通訊的第一次演示。五年後,美國國會通過議案決定鋪設一條六十公里長、耗資三萬美金的電報線,連接華盛頓的國會大廈與馬里蘭州巴爾的摩市的克萊爾山電報站(Mount Clare Station)。
一八四四年五月二十四日,這條電報線正式啟用,摩斯從一端發送那條著名的訊息「上帝所為」(What hath God wrought),讓身在另一端的維爾接收。
摩斯這場演示的成功使得電報網絡在美國快速發展。到了一九五一年,足足有十家不同公司經營從費城、水牛城與波士頓等地通往紐約的電報通訊,而此時美國國內電報線長度總計超過三萬多公里。
在一八五○與一八六○年代,彼此競爭的電報公司之間出現大規模合併現象。第一條跨越北美大陸的電報線出現於一八六一年,將加州與東岸連接起來,小馬快遞(Pony Express)從此一蹶不振。一八六六年,西聯公司(Western Union)成為電報界的霸主。
要解讀摩斯電碼寫的訊息很簡單,因為每個字母都有標準代碼,任何熟知摩斯電碼的人都能直接解出明文。但如果將摩斯電碼合併其他加密方式使用,讓明文內容先變成密文再轉成電碼,只有收訊者知道解開密文的方式,這樣通訊就更加安全。
用法
山謬‧摩斯一開始想的是用特殊密碼本或字典來加密訊息,目的不是要隱藏內容,而是要讓訊息發送更簡便迅速。發訊者從密碼本裡找出某個字相對應的數字碼,再通過電報線傳送這串數字碼,收訊者反過來操作就可解讀。
維爾發現這種方法實際操作起來既緩慢又困難,於是他想出幾種改良的方向,包括使用「發送電鍵」(sending key), 以及把字典改成「美國摩斯電碼」(American Morse Code)系統。這些改良在摩斯發送「上帝所為」訊息時都已落實。
美國摩斯電碼使用九種不同長度的點、線與空格來加密字母、數字和符號。電碼的一個特徵是字母與字母、單字與單字、還有句子結束的地方,空格長度都不同,這樣收訊者才能分辨怎樣斷字或斷句。電報網絡向美國各地、拉丁美洲和歐洲擴張,摩斯電碼的使用也迅速獲得推廣。
今天我們透過SOS訊號所熟知的摩斯電碼,其實大部分出自德國電報學先驅佛里德里希‧克烈門斯‧格爾克(Friedrich Clemens Gerke)的手筆。格爾克縮短線條訊號的時間長度,並把最常用的字母代碼縮短,以此簡化這套電碼。一八六五年,摩斯電碼的國際標準化版本終於被各國採用。無線電報的時代在十九世紀末來臨,摩斯電碼的使用程度也有爆炸性的增長。
【歷史解碼者:艾格妮絲˙麥耶˙德里斯科(X夫人)】
艾格妮絲‧麥耶‧德里斯科(Agnes Meyer Driscall)原名艾格妮絲‧梅依‧麥耶(Agnes May Meyer),一八八九年生於伊利諾州日內西奧(Geneseo),她是美國發展密碼製作學的重要人物。在她以密碼分析師身分工作期間,她的男同事開始稱呼她為「X夫人」(Madame X),而她也就以這個稱號名傳後世。
一九一八年之前,美國的國防在密碼與代碼方面都幾乎毫無實力,而德里斯科就在美國亡羊補牢奮發圖強的過程中扮演關鍵角色。然而,她與軍方的合作卻是緣起於一個法律漏洞。
德國在一九一七年擊沉美國商船,美國因此加入第一次世界大戰,卻發現海軍有嚴重的不足額情況。不過,美國在一年前通過的《海軍法案》(Naval Act)內容語意模糊,只說要徵召「那些可能有能力為海岸防衛提供特殊實用技能的人」,這下子造成一個意料之外的結果,也就是說這是美國史上第一次容許女性從軍,雖然她們只能擔任行政職務。
許多人響應海軍徵召,德里斯科也是其中一員,她在一九一八年六月二十二日參軍。她的第一個職務是在郵電審查局(Postal and Cable Censorship Office)檢查通訊內容,尋找間諜活動的蹤跡,但不到一年她就被調去代碼與信號組(Code and Signal Section,CSS)。據說她在一九一九到一九二○年之間有幾個月待在赫伯特.奧斯本.雅德利(Herbert Osborn Yardley)的密碼局(Cipher Bureau),也就是俗稱的「美國黑室」(American Black Chamber)。
一九二一年,德里斯科和代碼與信號組組長威廉.葛瑞軒少校(William Gresham)合作設計出一套機械加密裝置,稱為「通訊機」(Communications Machine,CM)。德里斯科想出加密方法,葛瑞軒設計機器來進行這種方法。裝置裡有好幾條打印的字符紙表,由探針驅動,只要一條紙帶移動,其他紙帶也會跟著移動一個節距。她在一九二三年短暫離開軍隊,協助愛德華.赫本(Edward Hebern)製作最早的轉子機械(rotor machine),但威廉.F.傅利曼進行評估後發現這種機器有其弱點,於是她又在一九二四年回到代碼與訊號組。
德里斯科被分派到研究組,專門負責密碼分析方面,攔截並解讀日方通訊使用的代碼與密碼。德里斯科協助破譯的第一套密碼被稱為「紅皮書」(Red Book),美國海軍特工暗中潛入日本駐美領事館打開保險箱,將裡面一本密碼本每一頁都拍成照片,照片裝在一個紅色資料夾裡,因而得名。
德里斯科在一九二六年破解第一組密鑰,美方得以連續數星期解讀日方的電訊交通。後來日方採用更複雜的密鑰,卻依舊每次都被德里斯科與研究組成員破解。
監視日方通訊四年之後,日方突然整個更換訊息加密方法,但德里斯科也不是省油的燈。之前他們有偷到手的密碼本內容作為基礎,這次他們得靠自己推敲出整本密碼本。新的密碼存放在藍色資料夾裡,後來被稱為「藍皮書密碼」(Blue Book code)。
由於日方使用一種換位式雙重加密法,德里斯科藉此能夠推算出代碼數量(八萬五千個),但德里斯科與組員仍然花了三年才解出整套藍皮書密碼。在這些破譯的訊息中,一個重要的情報是日本新的金剛級驅逐艦最高航速可達二十六節,美方得知後便將海軍的北卡羅來納級戰艦(Us North Carolina Class battleships)加以改良,使最高航速變得更高。
德里斯科一直為軍方工作到一九三○年代,並參與第二次世界大戰,但她破譯日本海軍密碼的大功才是她事業的最巔峰。這是歷史上最後的人工解碼大勝仗之一,機械年代的降臨代表這類解碼活動終將走入歷史。
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