过去的经验往往是走向未来的枷锁，因为在过时技术中投入的沉没成本会阻碍人们拥抱新技术。

                                                                                         

   —— chai2010

 

一.引子

从人类诞生出智慧，发明文字开始，人类就拥有了对信息进行加密的需求，随后的几千年里，各种信息加密方法不断产生、发展，在今天，我们把各种加密方法称之为加密算法。

英国作家阿瑟·柯南道尔在他风靡全球的侦探小说《福尔摩斯探案集》中记录了一个“跳舞的小人”的故事。

在根据原著改编的电视剧《神探夏洛克》第一季第二集中，夏洛克对凶手留下的符号（苏州码子）进行研究后得出每个小人对应着一个英文字母，进而通过频率分析的方法找出了凶手。

这种用替代或者置换移位的方法进行加密的方法被称为古典加密。

二.凯撒密码

凯撒密码是古罗马大帝凯撒在军事活动中创造的一种加密方法，用到的是古典密码中最简单的置换移位方法。其原理如下：

将字母依次向后移动三个位置，在上图中，用D代表A，E代表B......

A代表X,B代表Y，C代表Z

这个过程用代码是极其容易实现的（C语言加密）：

#include<stdio.h> 
#include<string.h> 
int main(){
  printf("请输入明文：");
  char a[1000];
  gets(a);                           //输入明文 
  int n;
  printf("请输入移位几位数:");
  scanf("%d",&n);                    //输入移动位数 
  while(n>26){
    n-=26;
  }                                  //移动位数不能大于26，取余数 
  int len=strlen(a);                 //获取明文位数 
  for(int i=0;i<len;i++){
      if((a[i]>='a'&&a[i]<='z')||(a[i]>='A'&&a[i]<='Z')){
        if(a[i]>='a'&&a[i]<='z'){
          if(a[i]+n>'z') a[i]=a[i]+(n-26);
          else a[i]+=n;
        }
        if(a[i]>='A'&&a[i]<='Z'){
          if(a[i]+n>'Z') a[i]=a[i]+(n-26);
          else a[i]+=n;
        }
      }
    }
  //用if语句来对大小写进行判定 
  printf("密文是："); 
  puts(a);             //输出密文 
}

解密也同样简单，只需要将加密过程倒过来（C语言）：

#include<stdio.h>
#include<string.h> 
int main(){
  printf("请输入密文：");
  char a[1000];
  gets(a);                           //输入密文 
  int n;
  printf("请输入移位几位数:");
  scanf("%d",&n);                    //输入移动位数 
  while(n>26){
    n-=26;
  }                                  //移动位数不能大于26，取余数 
  int len=strlen(a);                 //获取密文位数 
  n=26-n;                            //只改了这一处，你发现了吗
  for(int i=0;i<len;i++){
      if((a[i]>='a'&&a[i]<='z')||(a[i]>='A'&&a[i]<='Z')){
        if(a[i]>='a'&&a[i]<='z'){
          if(a[i]+n>'z') a[i]=a[i]+(n-26);
          else a[i]+=n;
        }
        if(a[i]>='A'&&a[i]<='Z'){
          if(a[i]+n>'Z') a[i]=a[i]+(n-26);
          else a[i]+=n;
        }
      }
    }
  //用if语句来对大小写进行判定 
  printf("明文是："); 
  puts(a);             //输出明文 
}

很显然，加解密可以放在一段代码里，上面的代码还是过于简陋了，对于输入数字和符号的情况也可以用if语句来进行判断，但不管怎么样，这是一种可行的方案。

对于Python来说代码短得多（加密）：

def kaisa(m):             #加密函数
      if m==" ":
       return ' '
      elif 97<=ord(m)<123-key or 65<=ord(m)<91-key:         #位移值不超过最后一个z字母
          m=chr(ord(m)+key)
          return m
      elif ord(m)>=123-key or 91-key<=ord(m)<91:
          m=chr(ord(m)+key-26)
          return m
out=''
#求解算法
while 1:
    plaintext=input('请输入明文：')
    if plaintext=='退出':
        break
    key=eval(input('请输入位移值：'))
    for i in list(map(kaisa,plaintext)):
     out+=i
    print('加密结果为：',out)

三.现状

凯撒密码在现在完全可以暴力破解，而在古代，人们发现英文中e和t使用的最多，可以用概率学对凯撒密码进行破解。

      一直到二战，德国的恩格玛机（很多影视作品里面出现的密码机）将传统机械学，社会学，心理学与古典加密相结合，成为古典加密的巅峰。我之所以花时间写下这篇文章，不仅仅是因为我自己本身是信息安全这个专业的学生，也因为暑假时我看过的下面的ele实验室的这个视频：

https://www.bilibili.com/video/BV1DS4y1R7hM/spm_id_from=333.788.recommend_more_video.-1&vd_source=c09e4bdc6c606829f624e66481a1f73d

现在的超级计算机破解恩格码机轻而易举。但是在那个时代，暴力破解恩格码机几乎是不可能的。最后，是天才图灵找到了破解的方法。

四.总结

尽管是记录自己学习的经历，也想把文章写得有趣一些。后面会更新对称加密（AES）和非对称加密（RSA）。在这之前，可能会先把病毒写完。我的Python不是很好，还在学习阶段，尽量都能够用Python写出来吧。新生要开学了，我也要补考，还有最近实验室也很忙。