Alice和Bob的故事

Alice 和 Bob 的故事

没错，这篇内容写的就是上一篇开头提到的那个“极其无聊的问题”。本来不打算写的，既然研究过，还是整理出来纪念一下。

不论是看艰深的论文，还是看 那 些 geek 漫画，总能看到 Alice 和 Bob 这两个名字出现。已经记不起来第一次见到这对名字是在哪里了，总之从一开始就默默接受了这个惯例，直到前段时间才突然好奇起来，这两个人到底有什么来头才能在这么多地方做男女主角，这个惯例是从什么年代才开始兴起的呢？

形影不离的学术情侣

影视作品里出现过的情侣叫荧屏情侣，那么 Alice 和 Bob 就应该称作学术情侣了。很多学术领域会用 Alice 和 Bob 做主人公，其中最经典最被人熟知的还是要数计算机安全，特别是密码学。如果没有 Alice 和 Bob，在讲解密码协议的时候，文字描述大约会变成这样：

A 与某个声称自己是 B 的人通信。为了确保无误，A 必须先看看 B 是否知道密码 K。因此 A 向 B 发送了一段随机的 X，B 用 K 将 X 加密后得到 Y 并将 Y 回传给 A。

在这样的一段话里，协议双方看上去像一段随机码一样冰冷单薄。而引入 Alice 和 Bob 代替 A 和 B，协议双方一下被赋予了人格，变得立体起来，读起来很容易有画面感，通信过程也随之变得更有剧情，更易理解。正因为如此，Alice 和 Bob 成为了学术讨论中频繁现身的一对好伙伴，课堂上、教科书里、论文中…在他们的帮助下，一批又一批学生理解了新的知识，一个又一个新思路得到传播，有人甚至在论文中向 Alice 和 Bob 致谢。

Alice 和 Bob 的诞生

其实 Alice 和 Bob 的诞生远没有我预想的那么久远，算起来他们也就比我大十岁，是七五后。还记得 RSA 算法是如何提出的吗，经历了一番探究，某夜突然灵机一动的 RSA 之 R，Ron Rivest，彻夜写了那篇著名的论文阐述 RSA 算法的思想，而我们的 Alice 和 Bob 首次登台就是在那里。Rivest 不仅是 RSA 之父，也是 Alice 和 Bob 之父。就像他们没有料到 RSA 算法会得到如此广泛的应用一样，他也完全没有料到 Alice 和 Bob 成为了行业惯例，知名度甚至超过了自己。

Alice 和 Bob 的首登场 via

在一次采访中，Rivest 回忆起当初创造 Alice 和 Bob的情景。Alice 和 Bob 的诞生的确是为了避免在描述中使用 A 和 B，又因为他们分别以 A、B 开头，所以在算式中，仍然可以简洁地用 EA、EB 这样的形式区分。而创建一男一女两个角色，并不是为了给读者什么编罗曼史的机会（事实上无法避免地，很多人都这么做了），而是为了在描述时，可以方便地用她（she）和他（he）来指代而不至于混淆。至于为什么会是 Alice 和 Bob 这两个名字跳了出来，Rivest 自己猜测可能因为自己比较痴迷《爱丽丝梦游仙境》。

Alice、Bob 和他们的朋友们

RSA 算法的论文发表后，掀起了用 Alice 和 Bob 进行讲解的热潮。在后续发表和出版的文字中，人们陆续开始学着用 Alice 和 Bob 代替 A 和 B，其中最为著名的便是 Bruce Schneier 的《应用密码学》。Schneier 显然非常推崇这种作法，以至于在书中，即便是讲述 RSA 算法诞生前的各种协议和密码算法，他也用到了 Alice 和 Bob。由于有些协议情况复杂，Alice 和 Bob 两个人已经不能满足剧情，Schneier 在书的最开始给出了一个长长的演员表，除了发起和响应的 Alice 和 Bob，还有第三、四方 Carol 和 Dave，以及臭名昭著的窃听者 Eve，更为恶劣的主动攻击者 Mallory 等等。

一个有趣的细节是，在《Secret History: The Story of Cryptology》一书中提到了一个变动，主动攻击者的名字从第一版的 Mallet 改成了第二版的 Mallory。尽管如此，Mallet 这个名字还是记录在密码学历史中，书中说，还有一个美国密码协会（American Cryptogram Association）的成员由此受启发，以 Mallet 做笔名。

纠缠不清的一对冤家

慢慢地 Alice 和 Bob 的形象丰富起来，关系也就变得复杂起来，变成了一对纠缠不清的冤家。两个人之间并没有看上去那么亲密，双方都不能信任对方，交流充满了猜疑和防范。然而两人却又是那么的密不可分，几乎永远成双成对出现，不管发生了什么，Alice 还总是想方设法地向 Bob 发送消息，Bob 则总是小心翼翼地接受它。Schneier 总结说，Alice 和 Bob 共享过秘密，尝试过恋爱、结婚，甚至离婚。任何一件需要安全进行的事，Alice 和 Bob 都一定曾在某篇密码学文章中做过。

密码学家 John Gordon 在他著名的餐后演说中，形象地描述出这其中的纠结：

多数人处于 Alice 的境地时会选择放弃，但 Alice 没有。她有着惊人的勇气。面对各种诡异的情况，充满噪声的电话线、税务机关和秘密警察的窃听，Alice 还是乐意去尝试和一个她并不信任、也听不清、还极有可能被别人冒充的人通信，来进行退税欺诈甚至策划政变，同时还要尽可能地减少电话费。

而编码学家则是一群认为 Alice 没疯的人。

这是 1984 年的演讲，Gordon 已经将 Alice 和 Bob 这对诞生不到十年的名字称作“longstanding tradition”了。不知道应该说是不出所料还是出人意料，这段通俗非正式的演讲一下走红。特别是文中八卦 Alice 和 Bob 的部分，更是被四处摘录。Gordon 自嘲地说，现在没人知道他在密码学上的成就（强素数概念的提出），提起他都是说“那个八卦 Alice 和 Bob 的家伙”。他几次尝试把演讲稿从网页上撤下来，但都在读者的强烈抗议下重新放出。又是一个被 Alice 和 Bob 抢去风头的大师。其实这篇演讲相当有趣，除了 Alice 和 Bob 的问题，还用非常通俗的语言解释了编码学及其各个分支的基本概念，有兴趣可以进一步阅读。

结局？

Alice 和 Bob 最终会如何发展呢？他们会不会退休，会不会被新人代替？

曾有印度学者提出用印度神话故事中的 Sita 和 Rama 代替 Alice 和 Bob（via），Sita 正好简写为 S，也就是 Sender，Rama 则代表 Receiver，同时这些人物所在的神话故事情节也正好是 Sita 要给 Rama 发送消息。这种思路类似于在交互式证明系统中，利用 Arthur（亚瑟王）和 Merlin（梅林）的历史角色来阐述和命名的方式。

但显然这种精心策划的解决方案不能撼动不经意兴起的惯例，我们的 Alice 和 Bob 还是会作为这个领域的传统传承下去，短期不会被其他名字代替。祝福他们会终成眷属，结束艰难的通信，幸福地生活在一起，直到永远。