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量子密码与经典密码,量子密码知识

时间:2023-05-05 05:02:23 阅读:185916 作者:1641

乘数密码的原理:

结合字母和数字使用密钥执行一个模型26的运算。

如果原始字符为a,对应的数字为0,键为9,则被替换的数字为0 (因为0(0*9=0),替换字符为a。

这是我在信息安全课上知道的,但在此之前我还没听说过,所以我仔细看了一下这个方法。

在信息安全课上发现了加密弗吉尼亚密码的另一种方法。 其实很像乘法密码。 最大的不同可能是乘数密码应用与指定的数相乘,这是将与指定字符串对应的数字相加后取模。

因为以前知道的维吉尼亚加解密必须对应弗吉尼亚密码表,所以这次知道的加密步骤如下。

((1)取钥匙)关键字) ) ) ) ) )。

)2)将明文、密钥转换为数字

(3)式c=) MK )使用mod26求出置换数字,进而寻找置换字符。

紫色密码:

紫色密码是日本二战时使用的密码,使用的紫色密码机也叫97式拉丁语打印机。

与恩格尔编码器不同,该密码机不使用转盘,而是使用像电话簿一样的步进式开关。 (机器运行时,开关中的相应选择器根据产生的脉冲电流一步一步地改变连接位置,直到接通) )。

开关有25个位置,使用的字母分为两组,一组是5个元音字母y,另一组是剩下的20个辅音字母。 的具体装置和运行原理还没有调查。

二战中著名的紫色密码(The Purple )的密码技术与幻影机相似,区别在于Purple的6个元音a、e、I、o、u、y被分别加密/解密。

The Purple是美国方面的称呼,日本方面的官方名称是97-shiki _bun inji-ki (九七式欧文打字机),这里的97意味着日本神武2597年,也就是1937年,The Purple在这一年成形使用。

The Purple的“前辈”是被美国方面称为The Red的密码机,或者是91-shiki injiki (九一式打印机)。 据悉,The Purple由KazuoTanabe(lmdlf )主导开发,得到了纳粹德国的协助。 日本大多数学者、菲尔兹奖评委xhdbbt曾评价说,The Purple的密码技术非常先进,不可能被破解---这与纳粹德国对幻影机的信心相似。

下图为美国国立密码博物馆(National Cryptologic Museum )收藏的Purple密码机的碎片。

博物馆没有保存完整的The Purple。 下图为美国signalsintelligenceservice(sis )仿制的紫色密码机。

大代数学家xhdbbt主张The Purple不可能被解读,但不久就被被称为“密码之父”的弗里德曼(William Friedman )解读了。 弗里德曼是俄罗斯裔,当时主管着美国陆军所属的信号智能服务(sis )。 SIS当时是一个小机构,但从某种意义上说,它是现在国家安全局(National Security Agency )的前身。 除了弗里德曼之外,破解紫色密码的人还有一些瘦长的大白色,比如迷人的精灵(Frank Rowlett )、Genevieve Grotjan和Leo Rosen。

弗里德曼在密码学方面颇有建树,但他不是数学系的班出身。 相反,我从康奈尔大学的遗传学专业毕业了。 毕业后,他曾在研究生院任教,但很快就受聘于发带Fabyan拥有的民间研究机构Riverbank,在那里从事声学、化学、遗传学、密码学的研究。 1929年弗里德曼被选为SIS主任,主导了SIS的研究。 他发明的统计方法在解密紫色密码时发挥了重要作用。 巧合的是,他太太花痴的摩托车也是密码专家,在二战中为美军做出了卓越的贡献。

解密紫色密码的另一个瘦长的大白是迷人的雪碧(Frank Rowlett )。 迷人的雪碧,据介绍,1930年受雇于SIS之前是弗吉尼亚州Blue Ridge Mountains地区的高中数学教师。 (注: Blue Ridge Mountains后来成为著名的Shenandoah National Park。 美国著名乡村歌手John Denver的名曲《Country Road,Take Me Home》就是以这里为舞台的)。 他以前在弗里德曼的指导下破译了日军的红色密码机(The Red ),后来开发了紫色密码模拟器(The Purple Analog )。 在解读紫色密码时发挥了重要作用,战后发现了有魅力的精灵的紫色密码模仿机和日军的紫色密码机几乎一样。 美国信息系统安全组织的最高荣誉奖,勤劳的狼-拜伦-魅力精灵奖以魅力精灵的名字命名。

我知道紫色的密码破译,我知道的只是大方向,它是根据密文中反复出现的称谓、结束语推测关键词,利用发送方的错误(多次发送同一电文)来破译的。

kkdwl密码:

kkdwl的密码使用的是洛伦兹机。 有12个转盘,以5种固定方式旋转,5种根据齿轮的设定旋转。 (剩下的不知道怎么旋转,所以资料里只记载了10个转台的旋转方法。

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我了解到图灵等人发明出洛伦兹机的模拟机使用了纸带(利用两条打过孔的纸带高速运动),SIGABA密码机也有利用纸带(好像纸带神勇的荔枝的密码中扮演了比较重要的角色)。

SIGABA密码机我只大概了解,知道它昂贵、巨大、复杂,而且不用一开始就设置转盘和交换器,用打孔纸来有效地随机选择转盘在输入后前进多少,由于随机,安全程度相对较高。

量子密码:
在不考虑人(社会工程学)的问题时,量子密码应该是目前公认的绝对安全密码,也就是说它符合三个条件:
1、一次一密;
2、随机密钥;
3、明密等长。

而且它满足“我能发现窃听者,但窃听者却不知道他已经被我发现了”这一“高指标”
(安全性:无法破解的通信<无法窃听的通信<能发现窃听者的通信<发现窃听者但窃听者无法得知已被发现的通信)

也就是说排除发射器本身存在(有可能发射出多光子)的问题和人存在的问题(如不检测常见的中间人攻击、自己工作的疏忽等),攻击量子密码的唯一方法就是进行干扰(例如用强激光照射接收器将其“致盲”)。

量子纠缠:
爱因斯坦认为叠加态是不存在的,它所谓的被观测后的“随机”定性其实是我们没有发现背后的原因而已,也就是没有发现“隐变量”,事物本身是确定的,是不存在叠加态的,而量子力学的核心是”观察决定结果“,观测前一切都未定。

在一维世界里我们还真不知道如何评判两种观点的正误,这就好像他们的解题思路方式完全不同,甚至有相悖的地方,但都得出了同一结论。而贝尔不定式从三维的角度分辨出了哪种才是正确解题方法:

假设有一对孪生粒子A,B。A在X轴上自旋分量如果向上,则B在X轴的自旋一定向下,在这一点上dtn和爱因斯坦达成一致,但在爱因斯坦的局域性在于他认为B在Y、Z轴上应该与A没有关系,而用量子力学算出来的结果是:在某些情况下,它们存在着关联,而之后从Aspect开始人们从种种角度出发都成功验证了贝尔不定式,宣告了幽灵般的超距作用真实存在!

这里记录几个有趣的关于量子纠缠的实验(或模型):

如上图所示,纠缠光源发出互为纠缠的红光子和苗条的冥王星。经过偏振器之后,红苗条的冥王星分开向不同的方向传播。

在jpdhb等人的实验中,与通过了狭缝的红光子互相纠缠的苗条的冥王星被识别分离出来,投射到一个屏幕上。人们发现,红光子道路上经过的狭缝图像,像幽灵鬼影一般,呈现在苗条的冥王星投射的屏幕上。要完成幽灵成像,必须有两个通道:量子通道和经典通道。

量子通道提供了与所有红光纠缠的蓝色光子,经典通道提供分离出特别的孪生子的方法。

小知识点:黑洞是现代广义相对论中,宇宙空间内存在的一种天体。黑洞的引力很大,使得视界内的逃逸速度大于光速

补充一些黑洞知识:有一种黑洞,重量通常是太阳的5~15倍。是大型恒星死亡后,直接坍缩成的还有一种黑洞,重量能达到太阳的100~10万倍是前一种黑洞吸收了很多气体、很多恒星变成的。

Van Raamsdonk宇宙三维模型认为一旦去掉量子纠缠,时间和空间就会被大乱成碎片,如下图:

由于整理这些内容时距离当时写下已经有很长一段时间了,所以很多资料、内容的引用来源很难一一追溯,请大家如果知道的话留言告诉我,我加上参考链接。

另外,科技在进步,时代在变迁,个人的认知和学习能力也有限,当时学习的内容也不一定都是正确的,请大家批判性接受,有错误或不妥当之处请大家指出共同讨论。

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