密码了不起

1.阿里巴巴安全专家、知乎密码话题优秀答主刘巍然诚挚之作。知乎高赞电子书《质数了不起》全新升级，数万知乎网友品质推荐。 2.通俗易懂，语言风趣，小学数学基础就能理解的密码学。大众读者快速入门的向导，专业读者深入学习的指南。 3.密码学的一小步，信息安全的一大步；了不起的密码，几乎遍及通信领域的每一个角落。密码安全涉及生活方方面面，数据速朽，唯安全永恒。写给每位关注隐私安全的你。 4.如果你是充满好奇心、喜欢刨根问底、爱好解谜揭秘的小朋友，欢迎你走进密码学的神秘世界；如果你是信息安全、数据安全领域的大学生，恭喜你可以快速get未来行业的发展方向，在职业生涯少走弯路，勇往直前。如果你是关心数据隐私的普通大众，期待你毫无压力地了解守护每个人安全安全底线的密码，获得在线世界的尊严。

密码是按照特定法则编成，用于通信双方明密变换的符号系统。作为一种信息混淆方法，加密的过程就是将可识别的信息变成不可识别的信息。从人类历史的进程来看，密码最早应用于战争领域。出于保密的需求，权力斗争，战火硝烟，背后都有密码的身影。之所以说密码了不起，是因为密码的战争决定了人类历史的进展，密码是保护信息安全的最后底线。
本书是知乎高赞科普电子书《质数了不起》的全新升级版，内容更新80%。作者从生活实例出发，带读者走进了精深的密码学。从贴吧表白到身份证号码隐藏的秘密，从电影鉴赏到密码学高难度问题破解，从公钥加密到密码学近期新进展，密码关系着生活的方方面面。每个关心隐私保护的人，都需要了解密码学。

01
“只要解出来，算你了不起”
古典密码：高手过招的智慧博弈
1.1 换种表示：编码
1.1.1 最初的编码：莫尔斯电码
1.1.2 莫尔斯电码的困境
1.1.3 波特码与ASCII码
1.1.4 琳琅满目的各国编码标准
1.1.5 Unicode与UTF
1.1.6 Base16、Base32与Base64
1.2 换个位置：移位密码
1.2.1 移位密码的起源：斯巴达密码棒
1.2.2 栅栏密码
1.2.3 带密钥的栅栏移位密码
1.2.4 其他移位密码
1.2.5 知乎上的移位密码破解实例
1.3 换种符号：代换密码
1.3.1 代换密码的起源：恺撒密码
1.3.2 简单的代换密码
1.3.3 复杂的代换密码
1.3.4 将字母代换成符号
1.3.5 代换密码的安全性
1.4 密码吧神帖的破解
1.4.1 第一层密码：莫尔斯电码
1.4.2 第二层密码：手机键盘代换密码
1.4.3 第三层密码：计算机键盘代换密码
1.4.4 第四层和第五层密码：格栅密码与字母逆序
02
“今天有小雨，无特殊情况”
战争密码：生死攸关的巅峰较量
2.1 将古典进行到底：第一次世界大战中的密码
2.1.1 齐默尔曼电报
2.1.2 ADFGX密码
2.1.3 ADFGVX密码
2.2 维吉尼亚密码：安全密码设计的思路源泉
2.2.1 维吉尼亚密码的发明史
2.2.2 维吉尼亚密码的缺陷
2.2.3 维吉尼亚密码的破解
2.2.4 《消失》：不能用频率分析法攻击的文本
2.3 恩尼格玛机：第二次世界大战德军的密码
2.3.1 恩尼格玛机的核心：转子
2.3.2 恩尼格玛机的组成和使用方法
2.3.3 恩尼格玛机的工作原理
2.3.4 恩尼格玛机的破解方法
03
“曾爱搭不理，现高攀不起”
数论基础：密码背后的数学原理
3.1 质数的定义：整数之间的整除关系
3.1.1 最简单的运算：加、减、乘、除
3.1.2 加、减、乘、除引发的两次数学危机
3.1.3 质数的定义
3.1.4 哥德巴赫猜想
3.2 质数的性质
3.2.1 质数的分布
3.2.2 质数螺旋与孪生质数
3.2.3 质数的判定
3.2.4 优选公约数及其应用
3.3 同余算数及其性质
3.3.1 同余算数
3.3.2 模数为2的同余算数：计算机的基础
3.3.3 模数为N的同余算数：奇妙的互质
3.3.4 模数为p的同余算数：规整了很多
3.3.5 看似简单却又如此困难：整数分解问题与离散对数问题
3.4 身份证号码中隐藏的数学玄机
3.4.1 身份证号码的出生日期码扩展
3.4.2 身份证号码的校验方法
3.4.3 身份证校验码所蕴含的数学原理
3.4.4 有关身份证号码的扩展问题
04
“你说你能破，你行你上呀”
安全密码：守护数据的科学方法
4.1 “谁来都没用，上帝也不行”：对称密码
4.1.1 对称密码的基本概念
4.1.2 避免密钥重复使用的另一种加密构想：滚动密钥
4.1.3 一次一密：从看似不可破解到可证明不可破解
4.1.4 完备保密性的缺陷与计算不可区分性
4.1.5 实现计算不可区分性：DES与AES
4.2 “给我保险箱，放好撞上门”：公钥密码
4.2.1 信件安全传递问题
4.2.2 狄菲-赫尔曼密钥分发协议
4.2.3 狄菲与赫尔曼的好帮手默克尔
4.2.4 撞门的保险箱：公钥加密
4.2.5 RSA公钥加密方案与盖默尔公钥加密方案
4.3 “钥匙防调包，本人签个字”：数字签名
4.3.1 威力十足的中间人攻击
4.3.2 防止钥匙或保险箱调包的数字签名
4.3.3 RSA数字签名方案
4.4 RSA的破解之道
4.4.1 质数选得足够大，合数质因子分解难度并不一定大
4.4.2 在使用RSA时，永远不要使用相同的合数
4.4.3 公钥和私钥都不能选得特别小
4.4.4 RSA中的其他安全问题
后记

     01 “只要解出来，算你了不起” 古典密码：高手过招的智慧博弈 2009年1月23日，农历腊月二十八，正当网友紧锣密鼓地准备迎接2010年春节的到来时，一位昵称为“HighnessC”的网友于凌晨4时12分在百度“密码吧”发布了这样一个帖子： 最近和一个心仪的女生告白， 谁知道她给了我一个莫尔斯密码，说解出来了才答应和我约会。 可是我用尽了所有方法都解不开这个密码。好郁闷啊。只能求教你们了。 ****-/*----/----*/****-/****-/*----/---**/*----/****-/*----/-****/ ***--/****-/*----/----*/**---/-****/**---/**---/***--/--***/****-/ 她专享给我的提示就是这个5层加密的密码…… 也就是说要破解的5层密码才是答案…… 好郁闷啊…… 救救我啊…… 求助帖很快得到了网友的热烈响应。一段时间后，网友很快分成了两个派别。一部分网友的态度很悲观，在回帖中无奈地表示“5层基本没救了，节哀吧”。另一部分网友准备迎难而上，尝试破解这个“基本没救”的密码。很快，网友“PorscheL”于4时57分在6楼回帖，表示第1层密码已经解开。但是，后面4层密码的破解似乎困难重重，密码破解的进度暂时陷入停滞状态。12时24分，楼主“HighnessC”从心仪的女生那里得到了一些提示，他在12楼发帖称： 经过昨天一晚的奋斗， 我还是破解不了。 不过今天我死磨她，叫她给提示，她说途中有一个步骤是“替代密码”， 而密码表则是我们人类每天都可能用到的东西。 我会再多套点信息的…… 希望大大帮忙解答啊…… 毕竟我也希望不要她亲口说出来这个密码的答案…… 这个提示为密码的破解带来了巨大的帮助。16时45分，网友“片翌天使”沿着38楼网友“幻之皮卡丘”提供的思路，于83楼成功解开了第2层密码；17时9分，网友“巨蟹座的传说”于93楼提供了解开第3层密码的思路；18时39分，网友“片翌天使”于158楼宣布密码已经接近破解，并称“楼主你好幸福哦”；20时02分，网友“片翌天使”于207楼整合了完整的解密步骤，公布了密码破解结果。至此，经过14个小时的努力，这个5层加密的密码终于被破解！结果也是皆大欢喜，密码吧的网友见证了他们的爱情。衷心希望这一对情侣能够在网友的见证下走到一起，共度美好的未来。 楼主“HighnessC”曾在帖子中表示，给他出这道破解题的女生很喜欢古典密码。那古典密码是什么？如何破解这个5层加密的古典密码？这个5层加密的古典密码中又蕴含着怎样的历史故事呢？历史上，密码设计者和密码破译者曾进行过旷日持久的斗争。计算机诞生之前，密码设计者应用自己的聪明才智设计出了很多看似牢不可破的密码。然而，这些密码设计思想的背后并没有坚实的理论基础。在大多数情况下，密码破译者都能在斗争中大获全胜，把这些密码完美破解。根据这些相对简单，但无坚实理论基础支撑的设计思想所构造出的密码被称为古典密码（ClassicalCryptography）。计算机诞生之后，密码设计者在数学与计算机科学领域逐渐寻找到设计密码的理论依据，最终设计出了一系列真正难以被破解的密码。这类依据坚实理论基础而设计出的密码被称为现代密码（ModernCryptography）。借助数学与计算机科学的大威力武器，密码设计者终于柳暗花明，在与密码破译者的斗争中打了个漂亮的翻身仗。 虽然在现代通信领域中，古典密码已不为所用，但不能否认古典密码在密码学发展目前的重要作用。本章将细数古典密码的历史故事，为读者朋友拆解密码设计者和密码破译者在密码斗争中的一招一式。在了解古典密码的原理和设计思想后，本章将回顾网友“片翌天使”对5层密码的破解过程，重温诞生于“密码吧”的爱情故事。了解常用的古典密码后，读者朋友也可以构造出属于自己的密码，用这种特殊的方式向心仪的人传递爱意。不过，在此需要贴出一则友情提示：如果心仪的人一直无法找到破解方法，还请及时告知结果，否则可能会酿成悲剧，后果自负。 P2-4