密码那些事儿｜（三十一）寻找一套独特的“钥匙和锁”

在密码学中，Lucifer加密算法是一种分组加密（英语：Block cipher），又称分块加密或块密码，在迭代的思想上产生密文，通过简单操作如替代和排列等以有效改善保密性的方法。

但上一篇文章我们说到了，Lucifer加密系统的加密解密过程是完全公开的，那么他靠什么来达到保密的效果呢？

假如爱丽丝和鲍勃通信，但伊芙想偷听，怎么解决呢？

爱丽丝得想法把每条消息对应的钥匙给到鲍勃才行，最稳妥的方法是爱丽丝直接和鲍勃见面，告诉他钥匙内容。

那如果按照古典密码时的经验，双方约定一下，比如说用《独立宣言》的字母顺序当钥匙，就可以省去见面的过程，这样可以吗？

可以，但这消息一旦走漏给伊芙，此后两人的通信就没法保密了。

所以用魔王系统加密能保证信息主体的安全，但双方还是要交换钥匙，而钥匙的安全是没法保证的。这就是魔王系统最大的漏洞。

对双方约定钥匙内容这件事来说：

钥匙越没规律，密码越保险，但也就越需要双方见面沟通；钥匙越有规律，密码越不安全，但却省去了见面沟通的成本。

所以，要使这个加密方法更为安全，就要解决这样一个问题，即在传输加密内容时不必单独传递钥匙。

我们先看这样一个思路是否可行：

爱丽丝把机密放在盒子中，上一把锁，盒子寄给鲍勃；

鲍勃收到盒子后，因为没有爱丽丝的钥匙，所以打不开，但鲍勃又给盒子加了把锁，寄回爱丽丝。这会儿盒子上就有了两把锁；

爱丽丝收到挂了两把锁的盒子后，用自己的钥匙打开其中那把自己的锁，然后再把只有一把锁的盒子寄给鲍勃；

鲍勃收到盒子后，上面只有一把自己的锁了，他又有自己的钥匙，所以就可以打开看到里面的机密文件。

这个过程看上去是可行的，但在加密中却行不通。因为开锁上锁，一般不用讲究先后顺序。

但是在加密中，当一套字符先使用A加密一次，又使用B加密一次，我们就必须先用B解密，再用A解密，也就是后加密的先解。如果这个顺序颠倒了，解出来就是乱码。

所以，问题的关键就变成了，是否能找到一种要讲究先后顺序的钥匙和锁。

这样的钥匙和锁存在吗？我们下一次继续分享。