破解密码那些事儿(chapter 1，从零开始做加密，中)

（上次说到的是摩斯电码，现在接着上一回）

纸做的加密器

在我们学习如何用计算机写加解密程序之前，我们先尝试用纸做一个加密器。对应英文句子来说，其实是很容易把其中的内容隐藏到一堆看似乱踢八糟的字母排列中（请参看乱码的时候，就是那个样子了），其中我们能看懂的英文句子就称作明文，那堆看起来乱码一样的东西我们称为密文。加密器就是我们如何把明文变成密文的一系列的规则的集合，通俗的说就是加密方法，通常都会包含秘钥（秘钥，就是开你家门的钥匙，可以这么理解）。我们在这边书里头会学习到几种加密器。

下面我们进入主题，这次使用的加密器叫做Caesar加密器（估计不翻译人名，对了你听说过凯撒大帝么，哦原来就是那个那个凯撒大帝，一般人的第一反应反应都会这样）。没错这个就是2000多年前，那位征服埃及艳后的凯撒大帝发明的加密算法（不要再想埃及艳后了），这个算法是如此的简单而且容易学习，但是回到2000年前确实是一个了不起的发明。你知道了凯撒的秘密，于是你想去在现实中去用来加密消息么？别傻了，这个算法对计算机来说，要破解简直就是小菜一碟。但是学习这个入门还是很有意义的。如果想了解更多这个算法的故事，请浏览http://en.wikipedia.org/wiki/Caesar_cipher。

为了将明文转化为密文，凯撒发明一个叫密码轮（题外话：又是我胡扯的时候了，伟大的图灵先生当年破解的德军的加密器，其实也是从这个密码轮衍生出来的，什么你不知道图灵，好吧你知道乔布斯的苹果吧，为什么咬了一口，恩！图灵咬的）的东西。你可以尝试复印下面的图然后剪下来，将两个圆的圆心钉在一起就完成了。这还有个电子版的http://invpy.com/cipherwheel 打印出来然后再剪下来。

这是密码轮的内圈

这是密码轮的外圈

具体方法如图所示

做起来真的很简单，当你将两个圆剪下来以后，将小圆放在大圆上，圆心重合的地方用大头钉摁住，加密器大功告成。

网页版的加密轮

网页版的加密轮

有了这个网页版的加密轮，你就不需要剪刀和复印机了，打开网页就好（http://invpy.com/cipherwheel）。用鼠标点击一下外圈，然后转动轮子，转到你想要的位置再点击一下鼠标。

如何通过加密轮来加密消息

首先，先把你要加密的消息写在纸上。比如我要加密这段文字“The secret password is Rosebud.”接着，沿着内轮的字母去找到对应外轮的字母，对了，外轮的A上有个点，可以帮助你更好的找到对应的字母，同时这个点对应的内圈上的数字就是加密秘钥。

加密秘钥是加密消息和解密密文的关键。读了本书的小伙伴们都能学习到凯撒加密的方法，正如读了有关门锁的材料也会学习到门锁的原理一样。正如普通的门锁一样，有锁头和钥匙，除非他们掌握了秘钥，不然他们是无法读懂这段加了密的密文的。从图上可以看出，凯撒加密器的秘钥只能是0到25。如上图所示，外圈A对应的内圈数字为8，没错，这个8就是秘钥，我们就示范用这个秘钥来加密消息。一定要保管好秘钥（就是一般人我不告诉他！），加密之后只有知道是秘钥8的人才能解密出原文。

加密过程（简单的说，原文是外圈，密文是内圈）

对于这段文字里头所有字母，我们在外圈找到之后，把内圈对应的字母一一的标记上。比如第一个字母“T”，在外圈找到后，看内圈的字母是“B”，也就是意味着，用8这个秘钥加密后，原文所有的“T”都会对应密文“B”，剩余“T”的出现都可以用“B”替换掉。（请注意，这个仅仅是用秘钥8来加密的时候能对应上，其他的秘钥会对应其他字母）

下一个字母是H，对应的是P。在下一个是E对应的是M，当我们加密完所有的字母后，原来的“The secret password is Rosebud.”就变成了“Bpm amkzmb xiaaewzl qa Zwamjcl.”。这个时候你把加密后的消息发送给别人，谁也不晓得你说的是啥鸟语，除非你告诉他用秘钥8来解密。（试想一下，那些截获凯撒的情报的人，估计都看疯掉了）

结果就是这样的

在同一个秘钥里头，每个在外轮的字母加密后都会对应内轮的字母，为了节省时间，每加密一个字母，就可以替换出现在其他位置的同一个字母。这样你只需要对每个字母查一次表就可以完成了。

如何通过加密轮解密

解密在这里是加密的逆过程，加密是是先看外轮再看内轮，解密是先看内轮再看外轮。譬如你收到你的朋友发过来的消息“Iwt ctl ephhldgs xh Hldgsuxhw.”，你的第一反应就是这是神马火星文。要是你知道秘钥或者是一个聪明的黑客的话那就不一样了，你朋友悄悄告诉你，秘钥是15。

将外圈A转到内圈为15的时候停下来，对应的是字符P。然后从内轮找到第一字符I，对应外轮是T；下一个是W，对应的外轮是H。然后一个接一个的解密，最后会发现“The new password is Swordfish.”

The new password is Swordfish.

如果你尝试用16来解密这段文字的话，出来的结果是“Sgd mdv ozrrvnqc hr Rvnqcehrg.”你英文再好也读不出来这是啥意思，所以解密的时候除非用了正确的秘钥，不然解密出来的仍然是一堆乱码。