今天科普通信专业里的密码学,读者对象是中小学生,成人读者也可以当闲篇阅读一下。
一说到密码,大家就会想到地下党的密码本或一本书。没错,那就是密码的最基本原理,传递发送和抄收那串数字,是明码,全世界公开的,大家都能抄下来,例如234567,知道了密码本(密钥),假设是《三国演义》,那就去查书的23页45行的第67个汉字,这个汉字就是要传送的了。加密,就是对这串数字增加算法,例如,用加法,2+3=6,4+5=9,6+7=13,那就是6页9行第13个汉字。难度更大的是几重加密,算法也不是简单的加法,是加减乖除,更是一个函数算式。看过经典碟战片《黑室》吗?那些密码专家都是数学家,编密码与破密码,那是数学家们斗法玩数字游戏。大家都是数学家,理论上没有破不了的密码,只是你会不会掉进别人设置的数学陷阱,那只能怪自己学习不精或者老师教育不严。
所以你们想要从事神秘的密码工作,就要从小学好数学,数学不精,那你连门都摸不进去。
在通信行业,密码学可以做一般的信息保密工作,编写加密软件,保护信息和图形安全,更难的是做电子数字证书;最成功的是移动通信里基站与手机的身份认证,这是典型的密码通信,到目前为止,全世界都没有发生被破译,也即没有非法的手机能欺骗移动电话交换中心接入网络内,证明了这套密码系统坚不可摧,应该接受了世界级黑客高手的挑战,也证明了世界电信系统的保密工作做得相当成功。很多人肯定好奇,基站与手机的密码是如果联接与确认的,如果你是通信密码爱好者,我可以从原理上科普一下,更深入的当然不能说,等你进入专门院校专业学习再深造。你去电话公司开户,不是给块SIM卡,让你插进手机里吗?这块SIM卡是带有微处理器的芯片,内有5个模块,每个模块有一个功能: CPU(8位)、程序存储器ROM(6-16kbit)、工作存储器RAM(128-256kbit)、数据存储器EEPROM(2-8kbit)和串行通信单元,这5个模块集成在一块集成电路中。SIM卡生产出来是空的,当电话公司放号给你时,就把你这个号码身体验证信息写进去了,其实就是我们说的一套密码算法程序,教SIM片怎样解释交换中心发来的密码以及如何发自己的身份证明给交换中心。第一重把关,是发一串伪随机码,让手机按算法程序运算后发回一串该号码的确认码,第二重把关,会发下一次再确认的识别码。这样是保证通信过程或关机后的下一次开机确认被“窃听”者接入,最极端的情况,如果真的失密,真正的用户是不能再连上网络的,用户就会报障,查出假用户,系统是绝不允许两部手机同时接入的。(这种情况好像还没有发生过)。这就是手机使用密码与交换中心的密码验证过程。
现在大家有时手机上会收到一些虚假短信,担心手机被并机了,不是的,你的手机和号码是安全的。那是出现了一种通信高科技犯罪,俗称伪基站,也就是伪装成基站,利用短信通道向手机发送并且被手机接收了短信,但是不能互相短信通信的,因为按上面说的密码系统原理,伪基站与手机之间不能建立通信链接。在通信部门的强力技术支撑下,经过工信部和公安部门的高压打击,这些犯罪团伙被打掉很多,近期好像很少收到这种伪基站的欺骗短信了。
有志于从事密码事业的小伙伴,从现在开始就要拿起数学课本,准备多些练习本,摆谱人是学通信的,数学成绩肯定不错,我认为,学好数学,一是兴趣,二是勤奋,不做烂一批练习本,就别想数学高分,我是不相信数学天才的。所谓的天才,那是勤奋,只是人家做练习题时你不知道,也许你正在游戏中。如果你现在就进行人生游戏,那你将终生游戏人生了。有兴趣可关注《摆谱人》公众号。