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2017-12-26 04:53:35
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破解不能:世界八大最强密码
#数学

1.谋杀之谜:萨默顿男子的神秘死亡事件

/gkimage/t6/nq/a3/t6nqa3.png 写在波斯诗人欧迈尔的诗集《鲁拜集》书页上的密码,这串密码是揭示“萨默顿男子”真实身份的仅存线索。 1948年,在一个温暖的夏日夜晚,目击者看见一名穿着讲究的男子躺在南澳大利亚萨默顿(Somerton)的海滩上。第二天早晨6点30分,男子仍未挪动地方——他已经死了。 尸检显示男子的器官损伤与中毒情况相符,但是没有发现体内有外来物质。遗留物品中没有能证明身份的东西,警方的档案库中也没有男子的指纹记录和牙科病历。尸体上的衣服没有标签,在一个如此清爽宜人的夏夜,他的穿着显得有些厚重,这说明这名男子不是当地人。 于是,传说中的“萨默顿男子”诞生了。他是澳大利亚历史上最神秘的死亡谜题。直到今天,我们仍不知道他是谁——穿着得体的醉汉,孤独凄凉的爱人,还是俄罗斯间谍?各种猜测层出不穷,但事实真相却只有一个。不过,萨默顿男子确实留下了一串密码。 尸体发现六个月后,调查人员发现了隐藏在男子裤子口袋里的小纸片,纸片上仅仅写着“Tamam Shud”,在波斯语中是“结束”的意思。调查人员的这一发现又给案件带来了新的线索。一个人把他的汽车停放在案发海滩附近,车没有上锁,后来他发现车内多了一本波斯诗人欧迈尔(Omar Khayyam)的《鲁拜集(The Rubaiyat)》。书的最后一页撕掉了一部分,撕掉的部分与萨默顿男子口袋中的小纸片相吻合。这本书的后面用潦草的字迹写有一串字母组成的密码。 警察追踪其它线索都走进了死胡同。这串诗集上的密码成了揭示死者身份的仅存线索。

2.藏宝之谜:比尔的巨大宝藏

/gkimage/ig/nq/ae/ignqae.png “比尔密码”由一串数字组成。据1885年出版的一本小册子《比尔证明》称,这串数字里隐含着弗吉尼亚贝德福县神秘宝藏的埋藏地点。 1885年,詹姆斯·B.沃德(James B. Ward)发表了一本名为《比尔证明(The Beale Papers)》的小册子,其中含有三条编码信息。沃德声称信息解密后,可以找到埋藏在维吉尼亚州贝德福德县(Bedford County)的神秘宝藏,数量可观。 小册子中说,60年前一个名叫比尔(Beale)的人给旅店老板留下一个锁上的装有密码的箱子,然后就消失了。旅店老板把代码告诉给朋友,朋友仅仅破译了其中一条讯息,讯息中详细描述了金银珠宝数量之多,还说破解另外两条密码的人可以得到它。 代码由一串数字组成。已经破解的密码与《美国独立宣言》中单词的首字母对应。例如:“12”表示《美国独立宣言》中第12个单词的首字母。 1980年,吉姆·吉罗格利(Jim Gillogly)试图利用电脑破解余下的两条密码。他发现一些异常现象,比如一长串按字母顺序排列的文字,说明这是一场恶作剧。 后来人们又为找寻宝藏做出过种种努力,——这个故事甚至还为好莱坞电影《国家宝藏》带来创作灵感——但是过去的30年里,吉罗格利没有新发现否定他最初的判断。他告诉《新科学家》杂志:“我确信这些代码就是一场恶作剧。”

3.数学之谜:麻省理工学院的“时间之锁”难题

/gkimage/xm/71/u7/xm71u7.png 1999年,美国麻省理工学院的教授、密码学专家、RSA算法的共同发明者之一,罗恩·李维斯特(Ron Rivest)为了庆祝MIT计算机和人工智能实验室成立35周年,设计了一道名为“时间之锁(Time-lock)”的数学难题。李维斯特预计,除非有人找到简便算法,否则解出答案要用35年的时间。 李维斯特的问题说起来其实很简单:将一个位数超过7.2×10¹⁵位的数字,也即位数超过2 279 685 186 856 218的数字,除以一个超过600位的数字,然后算出余数是多少。找到答案后,就能打开大学档案室的铅盒。 李维斯特加密的信息藏在616个数字中,加密方式与字母加密不同。破解密码的关键,是余数的位数同样超过600位。密码破解者必须将其转化为二进制(由1和0组成的数字),将其与原始密码的616个数字的二进制形式做比较即可得出谜底。对比可以生成第三串二进制数字:若1与0对应,则得出0;若1与1对应,或0与0对应,则得出1。二进制也能代表字母,因此第三串数列可以转化成密码信息中对应的字母。 既然题目简单,为什么解出答案要35年之久?因为题目中涉及数字巨大,要花近三十年的时间进行连续计算。李维斯特表示,计算只能在连续步骤中完成,因此不能将计算分配给多台电脑同时进行,超级计算机的平行处理器也同样不适用。 李维斯特告诉《新科学家》杂志,也许他对解题时间的估测过于乐观。他说:“计算能力的提高并没有预计的那么快。”除非因式分解方面的计算有所突破,否则解密时间将比预期更长。

4.CIA之谜:美国中情局的秘密之碑

/gkimage/8b/jn/nb/8bjnnb.png 美国维吉尼亚州中央情报局(CIA)总部前面的 Kryptos纪念雕塑。 美国维吉尼亚州中央情报局总部有一座为保密修建的纪念碑。二十年来,这座纪念碑让密码学的专业人士和业余爱好者伤透了脑筋。 “Kryptos”雕塑始建于1990年,是一件铜制艺术品,上面刻有1735个加密字母。密码设计师由美国艺术家詹姆斯·桑伯恩(James Sanborn)担任,桑伯恩拥有密码学专业背景。雕塑的密码分为四部分,其中三部分已经破解,但是第四个、也是密码的最后一部分,至今仍未破解。 1999年,加利福尼亚的计算机科学家吉姆·吉罗格利(Jim Gillogly)宣布他成功破译出前三节密码。桑伯恩表示,前三节中含有破译密码的关键线索。 前两节密码是用Vigenère密码稍作修改后加密的。这种加密方法的基本原则是字母代替法,比如,B等于A,C等于B……然而,Vigenère技术是在网格中替换字母进行加密的,因而信息中的每一个字母都有26种不同的编码可能。 针对尚未破译的最后一节密码的答案与加密方法,人们有大量的猜测,但是没人想出谜底。2010年11月,桑伯恩揭示了密码中六个字母的答案:“柏林(Berlin)”。 桑伯恩告诉《新科学家》杂志:“密码破译的过程持续了很长时间,大家需要一些鼓励。”“柏林”揭晓后的一周内,他的网站上收到了大约1万种猜测,但是后来就变少了,大概每天会收到10个左右的相关猜测。 桑伯恩表示,他最近不会透漏更多的线索了,他说:“每隔十年或二十年,我才能给出一些线索。”

5.中世纪之谜:《伏尼契手稿》

/gkimage/pl/82/m0/pl82m0.png 《伏尼契手稿》的其中一页(图片来自 taboodada.wordpress.com)。 《伏尼契手稿(Voynich manuscript)》是中世纪的长篇巨著,书中画满了各种药用植物、占星图、裸体仙女的插图,还有一些难以辨认的笔迹。1912年,商人伏尼契(Wilfrid Voynich)在意大利的修道院发现了这份手稿,《伏尼契手稿》也因此得名。没有人知道这份手稿的由来。很少有密码像《伏尼契手稿》那样激发人们的想象力。一个世纪以来,密码破译者的诸多尝试全都一无所获。 2004年,英国基尔大学(University of Keele)的计算机科学家、语言学家戈登·拉格(Gordon Rugg)发表了一篇非常有说服力的论文,称这份手稿实际是毫无意义的。之前的研究认为,手稿上的单词长度和符号组合模式都与现实语言结构类似,这个伪造起来很困难。但是拉格向人们展示,利用16世纪已知的密码技术,写出类似伏尼契手稿那样的没有意义的文字是完全可能的。 2007年,奥地利约翰尼斯·开普勒大学(Johannes Kepler University)的安德烈斯·施纳(Andreas Schinner)发表了一份研究支持拉格的观点。施纳发现,笔迹的特性统计结果表明,手稿与胡言乱语无异。 2009年,用放射性碳法测定这本书的羊皮纸后将其年代锁定在15世纪中期。如果这部手稿是在近期完成的,那它毫无疑问是伪造的。施纳认为,年代久远并不能排除手稿是胡言乱语的可能性。但他也承认,不可能从数学角度证明手稿中的文字是否具有意义。

6.音乐之谜:英国作曲家的未解讯息

/gkimage/qv/6x/rv/qv6xrv.png 埃尔加留给朋友的密码局部。密码一共由87个符号组成。 英国作曲家爱德华·埃尔加(Edward Elgar)十分热衷于密码学。据说埃尔加的作曲《谜语变奏曲(Enigma Variations)》与另一位作曲家所作的著名歌曲互补,但埃尔加没有透露是哪一首。(“Enigma”是一款密码机的名字,叫做“恩尼格玛密码机”,二战时德军曾使用这种密码机传递机要信息。——译者注) 旋律之谜并非唯一的埃尔加谜团。1897年,他给朋友编了一条含有87个符号的密码。40年后,朋友在回忆录中将密码公开,并表示一直没能明白留言中的信息。 埃尔加留下的密码中似乎包含了24种不同的潦草字迹的符号。对密码进行分析后显示,这些符号可能是一些简单的“替代密码”,每个符号表示一个字母。 埃尔加密码的谜底至今仍未揭晓——谁知道呢,这也许这只是埃尔加和他朋友之间使用的速记符号罢了。

7.二战之谜:最后的恩尼格玛密码机

/gkimage/z1/rb/do/z1rbdo.png 二战时期德军所用的恩尼格玛密码机。 第二次世界大战时,密码的书写方式发生了改变,由手写向机器编写转变,机器可以编出千变万化的密码。其中最著名的就是德国海军在1926年首次使用的“恩尼格玛密码机(Enigma code machine)”,也叫“迷电动编码器”。 恩尼格玛密码机中有三至四个机械转子,用于改变加密文字的电路信号。转子设置会定期改变,通常每天都会变化,这意味着信息的加密方式很少会重复。在阿兰·图灵(Alan Turing)和他制作的破译密码的机器——“图林炸弹(Bomba)”的帮助下,盟军最终破解出许多恩尼格玛密码,帮助战争扭转了局势。然而,有许多信息从未被破译。 2006年,业余密码破译员斯蒂芬·克兰(Stephen Krah)开始破解1942年英军驱逐舰“飓风号(HMS Hurricane)”在北大西洋截获的三条恩尼格玛讯息。其中两条被破解,一个是潜水艇位置的工作报告,另一个描述了一位船员在受到攻击后被迫潜入水中的经过。但是,第三条讯息仍有待破译。 《破译者(The Code Breakers)》一书的作者戴维·卡恩(David Kahn)表示,恩尼格玛讯息能经受大量计算攻击不足为奇。盟军的干涉可能阻断了密码的传输。卡恩还说,如果不能对讯息内容做出相关猜测,在破译恩尼格玛密码时可能会陷入死循环。

8.连环杀手之谜:“极道杀手”的真实身份

/gkimage/4a/sy/v6/4asyv6.png “极道杀手”信件的一部分。这部分密码破译后的信息描述了凶手杀人的愉悦感和杀人动机,但没有关于凶手身份的线索。 20世纪60年代后期的旧金山以宁静、爱、和扎染织物著称,然而它也是美国历史上最令人毛骨悚然的真实谋杀的案发地。1968年12月至1969年10月,一个号称“极道(Zodiac)”的连环杀手谋杀了至少七名百姓。杀手还亲笔写信,百般嘲讽当地警察和新闻媒体的无能。 杀手声称,信中其中含有未被发现的受害者名单以及其他加密信息,所有密码被破解后就能知道他的身份。然而,一部分密码至今仍未破解,凶手也一直逍遥法外。 前三个密码是通过符号取代字母的方式加密的。但是难点在于:一些常见的字母,比如“e”,会用不同的符号替代。因此,普通的密码破解技术难以发挥作用。 最终,通过猜测“杀戮(kill、killing)”一词会出现在信息中,前三个密码终于被破解。将破译结果结合起来后,发现一条较长的信息,描述凶手杀人的愉悦感和杀人动机,但没有关于凶手身份的线索。 1969年11月,杀手向当地报纸发了一个密码,法律执行者认为这可能是破案的关键。这串密码有340个字符,比前三条密码短,并使用了不同的加密方式。 美国的计算机科学家瑞恩(Ryan Garlick)猜测有必要对符号顺序进行重排,但是,尝试过几次的结果都令人失望。他说:“只有找到正确的切入点,各种软件工具才能派上用场,我们才能向谜底靠近。”
人是万物之主,又受万物奴役;是真理的唯一裁判,又不断错误迷离;人是世上的荣耀,世上的笑柄,世上最大的迷。                  ——亚历山大 · 波普
更正说明: 原文第1节倒数第2段第3行“……一本希腊诗人欧迈尔(Omar Khayyam)的《鲁拜集(The Rubaiyat)》”说法有误。经Ent指正后,更正为“波斯诗人欧迈尔”。
刊物: 《新科学家》杂志5月21日,NO.2813
导读者: 摇摇晃晃小姐
原文: 请看这里
图片来源: 《新科学家》网站