从密码技术的发展看物理学的应用
０８１２８４０物理学 关佳其
０８１０２０１材料物理 冯捷
什么是密码
密码是通信双方按约定的法则进行信息特殊变换的一种重要保密手段。依照这些法则，变明文为密文，称为加密变换；变密文为明文，称为脱密变换。密码在早期仅对文字或数码进行加、脱密变换，随着通信技术的发展，对语音、图像、数据等都可实施加、脱密变换。
密码是在编码与破译的斗争实践中逐步发展起来的，并随着先进科学技术的应用，已成为一门综合性的尖端技术科学。它与语言学、数学、电子学、声学、信息论、计算机科学等有着广泛而密切的联系。它的现实研究成果，特别是各国政府现用的密码编制及破译手段都具有高度的机密性。
密码的发展历史
在中国，古代秘密通信的手段，已有一些近于密码的雏形。宋曾公亮、丁度等编撰《武经总要》“字验”记载，北宋前期，在作战中曾用一首五言律诗的40个汉字，分别代表40种情况或要求，这种方式已具有了密本体制的特点。
这套密码的使用方法是：将领带兵接受战斗命令出发前，军事指挥部门与其约定一首40字的五言律诗作为解码密钥，该诗文字不得重复，并发给一本有上述40个短语的密码本，诗中的每一字都对应一条短语，短语顺序在战前临时随机排列，该密码本只有通信双方极少数高级将领保管，在战斗中，前后方就按该密码本进行通讯。
密码在中国的发展
密码在西方的发展早于中国。总的来说，密码学的发展历程大致经历三个阶段：古代加密方法、古典密码和近代密码。
古代加密方法主要基于手工的方式实现，因此称为密码学发展的手工阶段。
大约起源于公元前440年出现在古希腊战争中的隐写术。当时为了安全传送军事情报，奴隶主剃光奴隶的头发，将情报写在奴隶的光头上，待头发长长后将奴隶送到另一个部落，再次剃光头发，原有的信息复现出来，从而实现这两个部落之间的秘密通信。
公元前405年，斯巴达的将领来山得使用Scytale加密工具在军官间传递秘密信息。这其实是一种原始的错乱密码。
公元前一世纪，古罗马皇帝凯撒曾使用有序的单表代替密码；之后逐步发展为密本、多表代替及加乱等各种密码体制。
密码在西方的发展
密码的发展历史
密码的发展历史
传输密文的发明地是古希腊，一个叫Aeneas
Tacticus的希腊人在《论要塞的防护》一书中对此做了最早的论述。公元前2世纪，一个叫Polybius的希腊人设计了一种将字母编码成符号对的方法，他使用了一个称为Polybius的校验表，这个表中包含许多后来在加密系统中非常常见的成分，如代替与换位。Polybius校验表由一个5?5的网格组成（如表1-1所示），网格中包含26个英文字母，其中I和J在同一格中。每一个字母被转换成两个数字，第一个是字母所在的行数，第二个是字母所在的列数。如字母A就对应着11，字母B就对应着12，以此类推。使用这种密码可以将明文“message”置换为密文“32 15 43 43 11 22 15”。在古代，这种棋盘密码被广泛使用。古希腊人的密码表
密码的发展历史
古典密码的加密方法一般是文字置换，使用手工或机械变换的方式实现。古典密码的代表密码体制主要有：单表代替密码、多表代替密码及转轮密码。Caesar密码就是一种典型的单表加密体制；多表代替密码有Vigenere密码、Hill密码；著名的Enigma密码就是第二次世界大战中使用的转轮密码。
1412年，波斯人卡勒卡尚迪所编的百科全书中载有破译简单代替密码的方法。
16世纪末期，欧洲一些国家设有专职的破译人员，以破译截获的密信。密码破译技术有了相当的发展。
1863年普鲁士人卡西斯基所著《密码和破译技术》，以及1883年法国人克尔克霍夫所著《军事密码学》等著作，都对密码学的理论和方法做过一些论述和探讨。
密码的发展历史
二十世纪初，产生了最初的可以实用的机械式和电动
式密码机，60年代后，电子密码机得到较快的发展和广泛
的应用，使密码的发展进入了一个新的阶段。
在战争中，密码扮演了很特殊的角色。