◎世界著名科普作家西蒙·辛格繼《費爾馬大定理》之后嘔心瀝血的又一佳作
3000年來,密碼戰(zhàn)爭極簡史;精心動魄的故事,通俗講述密碼技術(shù)的進(jìn)化過程;
BBC推薦科普讀物。
◎ 罕見高評分,關(guān)于密碼學(xué)的必讀入門書
此前版本在被吐槽譯稿不佳的情況下豆瓣評分仍高達(dá)9.1;臺灣商務(wù)印書館優(yōu)質(zhì)譯本;本書發(fā)起的密碼挑戰(zhàn)風(fēng)靡世界。
◎不僅是一本密碼科普書,更是多種學(xué)科交叉的科學(xué)書
在激烈的商場戰(zhàn)爭和軍事戰(zhàn)爭中,誰掌握了密碼學(xué)上優(yōu)勢,誰就能透視對方的底牌。為此,各個學(xué)科的*人才都投入到密碼戰(zhàn)爭中,涉及學(xué)科包括且不限于:語言學(xué)、統(tǒng)計學(xué)、數(shù)學(xué)、通信學(xué)、物理學(xué)、計算機(jī)學(xué)等。本書不僅是一本關(guān)于密碼的科普書,還是多種學(xué)科的交叉的科普書。
數(shù)千年來,不管是君王或?qū)④,都需要一套很有效率的通訊模式來治理國家、指揮軍隊。他們當(dāng)然也深知萬一信息落入不當(dāng)人士手里,讓敵國窺知機(jī)密,或讓反對勢力獲取關(guān)鍵信息時,所會產(chǎn)生的嚴(yán)重后果。密碼術(shù)一種偽裝信息,唯有指定的收信人才能讀出原意的技術(shù)就是應(yīng)對敵人攔截機(jī)密的威脅而發(fā)展出來的。
為了保密,每個國家都設(shè)立了密碼部門,發(fā)明及使用最好的密碼來確保通訊安全。相對地,敵方的解碼專家則努力破解密碼以偷取機(jī)密。這些譯碼專家可說是語言學(xué)的煉金術(shù)士;就像煉金術(shù)士想將石頭煉成黃金,他們則嘗試從無意義的符號堆里揣度出合理的文字。密碼術(shù)的歷史其實就是幾世紀(jì)以來編碼者與譯碼者之間的戰(zhàn)爭史,他們的戰(zhàn)爭是一場影響歷史走向甚巨的知識武器競賽。
《碼書》這本書有兩個主旨。首先,我想?yún)R整出密碼的演化史。演化?是的,我認(rèn)為這個詞語非常妥切,因為密碼的發(fā)展過程猶如物種演化的生存競爭。每種密碼都會持續(xù)遭受譯碼者的攻擊。他們一旦硏發(fā)出可以突破其要害的新武器;這類密碼就再也派不上用途。它要不是就此絕種,要不就是演化成更強(qiáng)的新密碼。同樣地,這種新密碼會繼續(xù)繁衍,直到解碼者也辨識出它的弱點,如此不斷循環(huán)下去。這和對付傳染病細(xì)菌的情況很相似。這些細(xì)菌生長、繁衍、存活,直到醫(yī)生找出能夠針對它們的弱點進(jìn)而予以殲滅的抗生素。細(xì)菌被迫演化,必須勝過抗生素。成功的話,就可再度繁衍,重新建立生存據(jù)點,如果停止演化,就難以逃脫更新型抗生素的趕盡殺絕。
編碼者與譯碼者的持久戰(zhàn)事激發(fā)了一連串與時俱進(jìn)的科學(xué)突破。編碼者不斷努力建造更強(qiáng)的密碼系統(tǒng)來防衛(wèi)通訊,譯碼者則不斷發(fā)明更有威力的方法來破解密碼。在這場攻防拉鋸戰(zhàn)中,雙方都廣泛援引了各學(xué)科的知識與技術(shù)從數(shù)學(xué)到語言學(xué),從信息理論到量子論,無一不被征召投入戰(zhàn)場。相對地,編碼者與譯碼者也豐富了這些學(xué)科的內(nèi)容,他們的工作加速了科技的發(fā)展,尤其是現(xiàn)代計算機(jī)的硏發(fā)。
歷史的標(biāo)點符號是密碼打上去的。它們決定了戰(zhàn)爭勝敗,也結(jié)束了一些國君的性命。這事實讓我得以引述幾則政治陰謀以及攸關(guān)生死的故事來說明密碼演化過程的幾個關(guān)鍵性轉(zhuǎn)折點。密碼的歷史數(shù)據(jù)異常豐富,我不得不舍棄很多引人入勝的故事。這也意味著我的闡述并非定論。若想更進(jìn)一步了解你最感興趣的故事或最喜歡的密碼專家,不妨參考書末所附的相關(guān)書目,它們必定會頗有幫助。
討論過密碼的演化以及對歷史的影響后,本書的第二主旨是以實例說明這個主題如何在今日變得比以往更有切身關(guān)系。在信息成為價值日增的必需品、通訊革命改變社會的此時,將信息編成密碼的程序,亦即所謂的加密(encryption),在日常生活中也會扮演更重要的角色。今日,我們的電話交談往返于衛(wèi)星之間,我們的電子郵件得通過多臺計算機(jī)或者服務(wù)器;這兩種通訊形式都很容易被攔截,我們的隱私因而也更容易受到侵犯。同樣地,愈來愈多的商業(yè)交易是通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行,設(shè)立一些安全措施來保護(hù)公司與客戶是有必要的。加密是保護(hù)我們的隱私與確保電子商務(wù)能夠順利成長的唯一方法。秘密通訊的技術(shù),亦即密碼術(shù)(cryptogra-phy),可以提供我們防衛(wèi)信息時代的鎖鑰。
然而,社會大眾日益踴躍使用密碼技術(shù)的趨勢,卻跟犯罪防治與國家安全的需求相沖突。數(shù)十年來,警察與情報機(jī)關(guān)常進(jìn)行竊聽以收集恐怖分子與犯罪集團(tuán)的不法證據(jù)。近來超強(qiáng)密碼的發(fā)展,卻可能使竊聽技術(shù)失效。在邁入21世紀(jì)之際,民權(quán)運(yùn)動者要求允許廣泛使用密碼技術(shù),以保護(hù)個人隱私。企業(yè)人士也跟他們站在同一陣線,因為他們需要強(qiáng)大的加密技術(shù)來確保電子商務(wù)的交易安全。在此同時,執(zhí)法單位則游說政府限制加密技術(shù)的使用。問題在于,我們將何者看得更重要?我們的隱私,抑或強(qiáng)而有力的治安單位?這其中是否另有折衷辦法?
加密技術(shù)不僅對民間活動有很大的影響,在軍事方面也一直是非常重要的課題。有人說,首度運(yùn)用芥子氣與氯氣的第一次世界大戰(zhàn),可稱之為化學(xué)家的戰(zhàn)爭,以原子彈結(jié)束的第二次世界大戰(zhàn),可稱為物理學(xué)家的戰(zhàn)爭。依此類推,有人相信第三次世界大戰(zhàn)將是數(shù)學(xué)家的戰(zhàn)爭,因為數(shù)學(xué)家將掌控下一場大戰(zhàn)的重要武器信息。數(shù)學(xué)家早已投入硏發(fā)密碼系統(tǒng)保護(hù)軍方信息的工作。而在密碼戰(zhàn)中負(fù)責(zé)破解這些密碼的,當(dāng)然也是數(shù)學(xué)家。
在敘述密碼的演化以及它們對歷史的影響時,我有一段稍微偏離了主題。我在第5章講述一些古文字的解譯過程,包括線形文字B以及古埃及象形文字。嚴(yán)格說來,密碼學(xué)的用途在于刻意設(shè)計來欺瞞敵人耳目的通訊內(nèi)容,而這些古文字并沒有這種用意,不過是我們已失去了解讀它們的能力罷了。然而,了解古文字意義所需要的技巧跟破解密碼的技術(shù)非常相似。我讀到約翰查德威克(John Chadwick)在《線形文字B的破譯》(The Deciperment of Linear B)中詳述線形文字B這種古地中海文字的破譯過程時,我對那些學(xué)者驚人的成就贊嘆不已:他們偉大的破譯能力讓我們得以閱讀祖先的文字,了解他們的文明、信仰與日常生活。
關(guān)于本書書名,我得向純正主義者說聲抱歉!洞a書》(The Code Book)當(dāng)然不單討論代碼(code)。代碼這個字本來是指秘密通訊的方法之一;這種方法已經(jīng)越來越少人用了。所謂代碼,就是用一個字,或數(shù)字、符號,來取代某個字或詞組。例如,情報人員都有個代號(codename),也就是用來代替真實姓名以隱藏身份的名稱。又例如,要傳達(dá)拂曉攻擊這個命令給戰(zhàn)場指揮官時,可以用朱庇特(Jupiter)這個代碼(codeword)來代替?偛亢椭笓]官事先商議好代碼,所以真正的收訊人很清楚朱庇特的意義,而攔截到這個信息的敵人則一頭霧水。相對于代碼,還有一種作用面較基層的方法名為密碼(cipher)更替一個個字母,而不是一次整個詞。例如,某個詞組的所有字母以它在字母集里的鄰居代替,亦即B代替A,C代替B,以此類推。如此,拂曉攻擊的英文Attack at dawn就變成Buubdl bu ebxo 了。密碼是加密技術(shù)不可或缺的一份子,所以本書實應(yīng)命名為《代碼與密碼》(The Code and Cipher Book)。但為求簡潔,我舍棄了較準(zhǔn)確的名稱。行文時若有必要,我會解釋一些密碼學(xué)術(shù)語的定義。在本書,我通常遵循正確的定義來使用術(shù)語,有時候為了讓一般讀者易于了解,我會在敘述時犧牲一點正確性,采用日常通行的詞匯。例如,講到破解密碼(cipher)的人時,我常稱之為代碼破解者(codebreaker)而不是較準(zhǔn)確的密碼破解者(cipherbreaker)。然而只有這個詞在前后文的意思非常明顯時,我才會這么做。書末附有詞匯解釋供讀者參考。話說回來,大部分的密碼術(shù)語都相當(dāng)明了易懂。例如,明文(plaintext)就是加密前的信息,而密碼文(ciphertext)即是加密后的信息。
結(jié)束這篇序文之前,我必須提一下每位討論密碼技術(shù)的作者都會碰到的問題:大體而言,這門硏究保密的科學(xué)本身就是被保密的科學(xué)。本書介紹了一些在密碼學(xué)界有卓越貢獻(xiàn)的人士,其中有很多在有生之年一直默默無聞,因為他們的發(fā)明在當(dāng)時仍具外交或軍事價值,因此無法公開贊揚(yáng)他們的貢獻(xiàn)。在為本書作硏究時,英國政府通訊總部(Government Communications Headquarters ;簡稱GCHQ)的專家在訪問過程中,透露了20世紀(jì)70年代所做的一些非凡硏究的細(xì)節(jié)。這些硏究是因最近剛被解除機(jī)密,才得見天日。也正因為它們不再是機(jī)密,三位世界級的密碼專家才得以享受他們應(yīng)得的名譽(yù)。這件事提醒了我們,還有更多這類任何科學(xué)作家都不知曉的硏究正在默默進(jìn)行中。英國政府通訊總部和美國國家安全局(National Security Agency;簡稱NSA)等機(jī)構(gòu),仍在持續(xù)進(jìn)行機(jī)密的密碼技術(shù)硏究。他們有何突破?機(jī)密。成就應(yīng)歸功于誰?無名氏。
盡管受限于政府的保密措施以及相關(guān)硏究的機(jī)密性,我仍嘗試于本書最后一章推測密碼技術(shù)的未來。這一章企圖分析密碼學(xué)的發(fā)展途徑,看看我們能不能預(yù)測編碼者和譯碼者之間這場演化競爭的最終贏家是誰。究竟是編碼者設(shè)計出一套真正破不了的密碼,實現(xiàn)絕對保密的夢想?還是譯碼者造出一臺可以破解任何訊息的機(jī)器?別忘了,有一些最偉大的頭腦正在秘密實驗室里工作,而且享有巨額的硏究基金。因此,我在最后一章所作的陳述,可能不盡正確。例如,我說量子計算機(jī)有望破解時下所有密碼的機(jī)器尚在起步階段,可是,也許有人已經(jīng)造出一臺了。只是唯一能夠指出我錯誤的人,正是那些不能揭露這些秘密的人。