我们在密码中生活

大自然万物均有其内在的规律。这规律，便是密码。科学赋予人类的使命是探索、认知、破解自然万物的密码。然而在现代社会中，人类本身却被各种密码所包围。人类的种种活动需通过编织各种密码方能完成。没有密码，人类甚至无法相互识别。人类利用科学手段化繁为简地认知世界，但在自己的世界中却陷入了自己编织的复杂万变的密码之网。

　　

　　生物密码：奥妙无穷　受用无限　李　兴

　　

　　世界上万事万物都有密码，有血有肉和拥有丰富神经与情感的生物就会有更多更为复杂的密码。了解、破译生物密码，并按密码规律认识和改造自然，创造产品，将使人类受用无穷。

　　

　　遗传密码的本质

　　

　　所有的生物包括动植物，都有遗传物质，而遗传物质中就包含了丰富多彩的遗传信息。人的遗传物质就是细胞核，在人身上表现为23对(46条)染色体，其中22对是常染色体，另一对是性染色体，男性的性染色体为Y染色体，女性为x染色体。可以说生命的所有信息和密码都贮藏在这23对染色体中。因此染色体(细胞核)就是产生一切东西的“道”和生产一切物质的玄而又玄的众妙之门。 任何一条染色体如果把它牵拉开，是一种具有多种形态的多核苷酸链，多核苷酸又是由单核酸组成的。每个单核苷酸又由磷酸、戊糖(又称为五碳糖)和碱基组成。这几种物质都由一定的方式和分子键连接在一起。人体核酸中的碱基有四种，即胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T)、腺嘌呤(A)和鸟嘌呤(G)，而且它们之间的排列方式只能是下面几种：A-T、G-C、T-A和C-G。

　　通常情况是磷酸、戊糖和碱基共同形成核苷酸链，磷酸和戊糖排在链的外侧，碱基则以上述变换的组合方式排列在核苷酸链的内侧，然后整个核苷酸呈现两条双螺旋的结构，中间由碱基结合缠结在一起，就是DNA双螺旋结构。发现这一核苷酸双螺旋结构密码的沃森和克里克也因此而获得1953年的诺贝尔生理学或医学奖。 平常所说的基因就是一段包含了某种遗传密码的DNA片断，而基因组就是人的染色体上的所有基因。人类基因组也指人的所有DNA或所有染色体上的基因，也就是人的所有遗传信息或密码。

　　人的遗传物质还包括核糖核酸(RNA)，它们在生命的产生和遗传物质的传递中也起到重要的作用。一般情况RNA的组成与DNA大致相同，但是其戊糖不同于DNA的脱氧核糖，而是核糖。此外RNA中的碱基是胞嘧啶(C)、尿嘧啶(U)、腺嘌呤(A)和鸟嘌呤(G)，即将DNA中的胸腺嘧啶(T)换成了尿嘧啶(U)。RNA一般位于细胞的细胞质中，它的功能是从DNA中转录和转移遗传信息并合成蛋白质。因此RNA的功能是帮助DNA并以DNA的遗传信息为基础，合成具有各种形状和各式功能的蛋白质，从而复制、保持、传递遗传信息，使生命延绵不绝。今天破译人类基因组的科学家对人的23对染色体中的所有DNA的30亿个碱基对的排列组合作了测序，也就是知道了在正常情况下它们是怎样排列的。这是破译生命密码的第一步。

　　

　　遗传密码的操作

　　

　　每个具体的人都与他人是不一样的，包括相貌、肤色、身高、性格，而且每个人都会得各种疾病，并且有体强体弱之分，所有这些主要都是因为碱基密码的排序不同造成的，这种不同也称为单核苷酸或碱基多态性(SNP)。人与人、人与动物、动物与动物有时的基因差异并非很大，例如人与黑猩猩的基因差异只有约2％，人与人之间的基因差异只有0.1％，也就是说每一千个碱基对才有一个有差异。

　　但正是这种单核苷酸多态性奠定了一个人不同于他人的基础。因此知道了碱基的排序，也即密码，就可能知道生命的本质和其他秘密，包括疾病产生的原因、人可能长多高、可以活多长时间等，也能找到治疗和预防疾病的方法。

　　遗传密码是一组规则，将DNA序列与蛋白质序列对应起来，并且用于蛋白质合成。几乎所有的生物都使用同样的遗传密码，称为标准遗传密码，但是也有少数生物使用一些稍微改变的遗传密码。

　　一个生物体携带的遗传信息，即基因组被记录在一个DNA分子中。此分子的每个有功能的单位被称作基因。每个基因可以转录为一小段对应的信使RNA(mRNA)模板。在核糖体和转运RNA(tRNA)以及一些酶的作用下，由mRNA模板翻译成为氨基酸组成的链(多肽)，然后经过翻译后修饰形成蛋白质。DNA中的基因序列以及对应的mRNA由密码子单位组成。

　　也就是说，碱基不同构成了不同的单核苷酸。而基因编码和生成蛋白质是由初始化密码子(起始密码子)开始，并且需要初始化序列诱导转录为mRNA并和核糖体结合。

　　而密码子就是生物密码的核心所在。信使RNA分子上的3个相邻的碱基能决定一个氨基酸，这种决定一个氨基酸的相邻的3个碱基就称做一个“密码子”，亦称3联体密码。构成RNA的碱基有四种，每3个碱基决定一个氨基酸。从理论上分析碱基的组合有4的3次方，即64种，64种碱基的组合即64种密码子。仔细分析20种氨基酸的密码子表就可以发现，同一种氨基酸可以由几个不同的密码子来决定，另外还有UAA、UAG、UGA三个密码子不能决定任何氨基酸，是蛋白质合成的终止密码子。

　　因此，遗传信息就是指DNA分子中基因上的脱氧核苷(碱基)排列顺序。密码子是指信使RNA上决定一个氨基酸的三个相邻碱基的排列顺序，反密码子是指转运RNA上的一端的三个碱基排列顺序。它们的联系是：DNA(基因)的遗传信息通过转录传递到信使RNA上，转运RNA一端携带氨基酸，另一端反密码子与信使RNA上的密码子(碱基)配对。

　　蛋白质的翻译是由初始化密码子开始，最常见的起始密码子为AUG(同时编码了甲硫氨酸)，CUG和UUG；在原核生物中，GUG和AUU也有起始密码子的功能。而蛋白质生产则止于终止密码子。

　　其实，生物遗传密码很有些像人类最早发明的电报通讯密码，即由美国的摩尔斯在1844年发明的摩尔斯电码(Morsecode)。但是，遗传密码比摩尔斯密码复杂得多。“密码子”完全由起始位点决定。比如，一段基因序列是GGGAAACCC，如果由第一个位置开始解读，就有3个密码子，GGG，AAA和CCC。如果从第二位开始读起，就会有GGA和AAC(忽略不完整的密码子)。如果从第三位开始读，则为GAA和ACC。这样，每种不同的密码解读都能产生不同的氨基酸，并形成不同的蛋白质，从而具有不同的生命功能。

　　

　　掌握密码，益处巨大

　　

　　掌握和了解对于人类生存有重大作用的多种生物的遗传密码至关重要，其中人类三餐都离不开的水稻和小麦就是如此。在2002年，中国研究人员完成了中国杂交水稻基因组工作“框架图”，中国杂交水稻基因组计划目的就是揭示杂交优势产生的分子机理和遗传密码，为农作物的高产和选优提供理论基础。

　　此外，我国研究人员还在籼稻和粳稻两个水稻亚种的基因组中完整地搜索到97.7％的水稻基因。

　　其实，在揭示杂交水稻的基因中的全部遗传奥秘之前，袁隆平的杂交水稻工作就涉及了部分解读水稻基因密码的工作，并在基因密码与传统育种的结合上取得了使水稻大幅度增产的成果。

　　1964年袁隆平率先在我国开展水稻雄性不育研究，并提出了通过选育雄性不育系、雄性不育保持系和雄性不育恢复系的“三系法”途径来创造和利用水稻的杂种优势。“三系法”培育杂交优质品种的原理在于，首先要有作物的不育系、保持系和恢复系的配套。不育系自身不能产生有活性的花粉粒，它的繁殖是通过保持系供给花粉而实现的。保持系和恢复系雄性正常可育，分别自交可繁殖子代作物。如果将不育系和恢复系间隔种植，通过传粉媒介，不育系从恢复系获得花粉就能产生子代，这一子代便是杂交种子。这种杂交种子具有较优秀的品质，如高产和抗病等。在从三系到一系的超级杂交水稻的改良过程中，袁隆平等研究人员涉及到一些特别重要的基因，这些基因的编码为他们培育高产的水稻节省了时间，体现了基因密码的巨大重要性。

　　比如，在“三系法”育种中，袁隆平等研究人员发现水稻中有一种特殊的类型，叫做光温敏核不育水稻。意思是超过一定时间的光照或温度可导致水稻不育。这个极限就是每天13小时30分钟的自然光照。每天小于这样的光照时间或在较低温度下，水稻的抽穗的雄性可以生育，但超过上述的日照或温度较高，则可使雄性花粉失去生育力。导致这种结果的就是光温敏核基因。袁隆平等研究人员把这样的雄性株与雌株杂交配育出了良种，便省去了水稻育种中的一个重要环节——保持系，从三系简化到两系，大大节省了育种周期。而这正是了解和破译基因密码的功效。

　　

　　密码就是力量

　　

　　对于很多生物来说，遗传密码不仅是自身存在、繁衍和壮大的基础，而且也是它们的力量所在，是它们的武器和立于不败之地的法宝。这在小小的微生物中尤为如此。

　　流感和禽流感病毒为什么对人有大杀伤力，原因就在于它们遗传密码重组的复杂性和密码更改的经常性，让人和其他宿主不能识别它们，结果使它们侵袭成功，在获得生存的同时造成人和其他生物的死亡。

　　比如，禽流感病毒属正粘病毒科流感病毒，有甲(A)、乙(B)、丙(C)三型，其中甲型可见于人、禽和其他一些哺乳动物中。病毒多为球形，直径80～120毫微米，病毒表面覆盖有两种不同的纤突，具有抗原特性，一种是红细胞凝集素(H)，另一种为神经氨酸酶(N)，现已发现禽流感病毒表面抗原有14种特异性的H和9种特异性的N。这些不同的H和N以不同的组合产生极为多样的血清型毒株，它们的组合没有固定的模式，而且抗原性与毒力无关，在抗原特性相同的病毒中有毒力强的毒株，也有毒力弱的毒株，从无症状感染到几乎100％死亡不等。

　　禽流感抗原性变异频率很高，产生变异的原因是，由编码H或N蛋白的基因发生突变，一种宿主细胞感染两种不同的禽流感病毒时，基因组片段易发生重组；来自不同宿主的禽流感病毒容易发生基因交替。由于有这些原因，变化中的禽流感也可能感染人，还可能与人的流感病毒交换基因，产生新的毒力很强的流感病毒株，就像1918年流感的致病病毒株是由人的流感病毒与猪的流感病毒交换基因片断(遗传密码)的结果。这种基因的重组才使得当时的流感有极强的感染性和致死性。

　　今天的艾滋病同样是因为病原体艾滋病病毒(HIV)具有很多密码，而且有些密码在随时变化，才导致人类对其束手无策。因为它的变异密码可以编码出许多新蛋白，以躲过人类研发的许多新药，而且让人无法提取它的蛋白抗原来研制疫苗。同时，HIV进攻人的免疫T细胞也是靠自身和人的T细胞上的密码得以完成的。

　　比如，HIV的外壳上有一种特殊的蛋白质，实际上就是一把含有密码的钥匙，它要寻找人体内特殊的T细胞，并对准接头暗号后才能进入T细胞，完成巧妙的入侵过程，人体内的这种特殊细胞就是CD4⁺T细胞。

　　生物的密码无穷无尽，人类正在不断地探索。只要按符合自然的方式去利用生物密码，就会给人类带来巨大福祉。

　　

　　[责任编辑]张田勘

　　

　　密码融入现代生活　窦光宇

　　

　　密码是通信双方按约定法则进行信息特殊变换的一种重要保密手段，原本用于政治、军事等重要领域。近年来，充满神秘和玄妙的密码，以最简单的数字组合方式，成为现代生活中普遍运用的个人信息认证手段。而每个人的个体特征，也会在不知不觉中，随着各式密码的泄露而无所掩盖。

　　

　　密码应用逐渐扩展

　　

　　在生活中普遍使用密码，是最近20年才陆续开始的事情。现在，我国民用密码应用最广泛的领域是银行和互联网。

　　在存折加密之前，银行有时会要求用户在银行的底单上印上存款人的私章。取钱的时候带上私章，由银行职员核对印鉴。这种方式，可以说是最早银行密码的雏形。随着网络技术的发展，银行业务实行电脑联网。从那时开始，让储户设置个人密码便成为硬性规定。银行密码设定由简到繁，现统一规定为6位数。诺贝尔物理奖获得者费曼曾经推算过，要解开一个6位的密码，理论上需要至少8000次尝试。也就是说，只要你的银行卡、存折的密码不被窃取，密码被破的可能性就很小。

　　互联网信息的防护，同样经过一个从简单到逐渐成熟的过程。以电子邮箱为例，为防用户密码遗失，各网站在用户注册时都做好很多准备，将密码最少数位提升至6位，并提醒用户用字母和数字组合设置密码，或者是让用户自己设计忘记密码时出现的问题、答案。网站的密码防盗措施也都十分严密，保护系统不仅自行研发，并有专门的部门管理。

　　如今，我们的生活已经完全被各种密码所包围。一位从事白领工作的陈女士，称得上是现代人密码生活的一个缩影。她每个月所发的工资，无须进入个人腰包便由银行转账，放进一张半个巴掌大的卡片，而密码则是打开自己小金库的“钥匙”。陈女士为自己的电脑加了密码，这道密码便是隐私，封住了她的个人世界。上网收发邮件、聊天、购物，注册每一个用户名时都需要密码。她每天都要多次凭借密码进入工作平台，处理与自己工作职责有关的各种问题。此外，她上下班驾驶私家车出入小区的门禁要输入密码；缴纳各种费用要输入密码：查询自己手机有多少余额也要输入密码等等。由此看来，密码就是人们在现实世界和虚拟世界哪里都离不开的通行证，就是身份认证系统的核心。在一串串数字排列后，你才真正是你。当面对提款机、电子信箱、MSN的时候，号码对了，进入系统：如果错了，就被拒绝。为了证明身份，我们不但要记住各种各样的密码，还要记住每个密码用于什么样的场合。另外，还必须像保护自己的眼睛一样保护密码。否则，你的财物或者隐私就危险了。

　　

　　密码泄露令人忧虑

　　

　　密码为生活在网络化世界里的人提供了安全保障，为我们的网上交流和交易大开方便之门，促进了社会的进步。令人忧虑的是，一些人往往通过诱使密码泄露的方式来获得他人的隐私和各种信息资料，给社会发展带来程度不同的危害。

　　以人们日常使用的银行卡为例，目前的使用环境还处于只看密码而不认人的状况。因此，密码的确定难以成为保证用卡安全的“防火墙”。相反，设定密码反倒会成为刷卡人的安全隐患。尤其是经常在公共场合使用的信用卡，密码使用频率越高，泄密几率越大。国际一家机构曾做过统计，在所有银行卡欺诈损失中，通过盗取密码等途径制造伪卡给持卡人带来损失为68.94％，而银行卡被盗用造成的损失仅占9.57％。

　　据有关部门研究分析，私人密码以及各种信息被泄露主要有三种途径：一是填写资料时不注意。消费者在买车、买房、买保险，办理求职就业登记、各种会员卡、优惠卡、银行卡，或者去医院看病时，往往会填写真实详尽的个人信息或在按码器上使用密码。这些信息，又常因对方管理不善、无意间泄露或某些人的恶意窃取而被盗用。二是受到某种利益驱使而放松警惕。三是恶意软件的侵害。有的不良网站采取类似于病毒传播的推广方式。用户在注册“朋友圈”后，会在页面的显著位置看到通过QQ、同学录等方式邀请好友的提示，以“套取”用户的个人信息和密码。用户一旦填入自己的QQ号码和密码，就一直停留在系统搜索的状态。几个小时之后，他在同学录班级上的所有同学的资料都会在“朋友圈”的“加朋友”栏目出现，而这些同学的个人资料包括手机号码、生日等也一并转入了网内。QQ名单上的所有好友都会受到干扰。

　　原以为只有那些明星、老板的个人隐私会被叫卖，却不想有一天，自己的生活也被人干扰。一次调查显示，75.3％的人担心自己的个人信息遭到泄露。另有42.8％的人表示对信息是否遭到泄露并不知情，对个人信息泄露而遭受骚扰时，大部分人只能表示愤怒或无奈。当然，为了维护隐私权利，人们往往也会采取一些积极有效的办法，在密码设定上下功夫。例如，QQ邮箱运营团队正式发布了QQ邮箱独立密码。这是建立在QQ密码保护的基础上，针对性地保护邮件隐私不受侵犯一种方式。通过对独立密码的设置，可以对邮件隐私进行不同程度的保护。

　　

　　密码破解不可低估

　　

　　人们使用的各种密码，最终都要通过大型的计算机网站来加以控制、认证和管理。随着信息化和数字化社会的发展，人们对信息安全和保密的重要性认识不断提高。

　　目前，网站密码保护主要有：安全码(注册时生成的备份码)、身份证、手机绑定等。而用户希望自己的密码不易被窃取，最简单的方法就是使用比较复杂的密码组合。选阿拉伯数字当密码，每一位上就有10种可能性，如果是四位，就有1000种可能；如果再加上26个小写字母，26个大写字母和各种符号，密码的安全性就会更高。

　　然而，在各种计算机网络上，普通密码已经阻挡不了黑客的进攻。所以，在互联网上每天都有大量的重要信息被转换成一串串代码后传输。如果加密方法比较好的话，即使黑客们得到了这些代码也无济于事。但是，采取加密方法的致命缺点在于“提醒”黑客，告诉他们这里正在传输重要的信息。这样一来，黑客就可以更加集中火力，有的放矢地调动若干台计算机联网进行破译计算，产生出更为巨大的破坏作用。

　　事实证明，任何密码都可以通过计算机的计算破译，绝对可靠的密码是没有的。在国外的某网站上，公布了一个关于密码破解的测试记录。这份名日通过“暴力字母破解”方式获取密码的“时间列表”上显示，现有技术下的加密并不保密!例如，如果你的密码是纯数字的，如6位数的银行密码，可以瞬间被破解；如果是8位数，则需要348分钟；而10位的话则需要163天。要瞬间破解你的银行密码，一台个人电脑就可以完成。另有资料显示，为了破译恐怖分子的通信，美国国家安全局研制出一种超级电子计算机，能解开普通加密系统的“底码”数大约是7000万亿个。如果用普通个人电脑来查找，大概需要22652年。而用超级计算机，几秒钟就能试一遍。

　　

　　密码技术尚待推新

　　

　　密码理论的创新和现实变化的需要，要求密码技术以更快地速度发展，不断推出新的成果。

　　目前，128位的电子签名和数字认证，被视为网络世界中的身份证和电子商务的保证。然而，在伦敦组织的国际监控论坛上，高级译码专家在发言中警告说：数字签名将扩大政府跟踪和身份盗用的可能性。这些标识符号只会越来越危险，你所做的每一件事都能被自动跟踪。需要记住的密码越来越多，不安全感也在加剧。

　　科学家认为，如果量子加密能够建立起来，量子密码很有可能是不可破译的。也就是说，我们拥有了“终极密码”。由于粒子的不确定性，要破译一个经过量子加密的密码很有可能就意味着将宇宙中每个原子都算上数亿年。

　　早在2004年，微软公司总裁比尔·盖茨便称，目前计算机安全系统普遍使用的密码、口令很快将成为过去，取而代之的，将通过生物特征识别技术和智能卡技术进行身份认证。生物认证技术发展后，身份认证将告别密码时代。相对于密码、钥匙等方式，生物认证技术使用的是脸相、指纹、虹膜、笔迹、声纹、步态、DNA等这些人体本身特征进行身份确认。“911”恐怖事件以后，由于在身份鉴别上发生了重大疏漏，使得身份认证技术受到前所未有的重视。美国总统布什连续签署了3个国家安全法案(爱国者法案、航空安全法案、边境签证法案)，要求2007年以前，27个免签证国家在护照上采用生物认证技术。

　　据介绍，我国在第二代身份证中预留了储存生物特征的接口。与传统手段相比，基于生物特征识别技术的身份鉴定有三大优点：不易遗忘或丢失；不易伪造或被盗；“随身”携带，随时随地可用。比如，在IBM的某些高端电脑上，就添加了个人指纹开机系统，即使电脑丢了也不用担心泄密。

　　

　　[责任编辑]庞　云密码与军事　王仁国　史文海　李宏武

　　

　　密码的历史极为久远，自诞生之日起，就为战争服务，在人类历次战争中扮演着极其重要的角色。

　　

　　古代的军事密码

　　

　　密码(cryptography)由明文、密文、算法和密钥构成。古往今来，它对国家、政府乃至私人的秘密通信起着重要的作用。人类使用密码的历史最早可以追溯到古巴比伦人的泥板文字。据记载，最早使用密码的是公元前405年的古希腊斯巴达将领莱桑德，后来各部落之间传递信息时开始使用密码，比如A部落将兽皮裹在一个木棒上，然后纵向写信息，B部落收到兽皮后，裹在一个和A部落所用的相同直径的木棒上，读取信息。公元前一世纪，古罗马皇帝恺撒也使用过原始的密码。当时研究者发明了一种被称为“恺撒密码”的密码形式，这种密码运用了替换的原则。比如传递“APPLE”这个信息，在密码中，所有字母向后错3位，那么字母A被D代替，P同样后推3位，以S代替。密码接收方，只要记着这个推算的数位，就能还原“APPLE”。这是古典密码中最简单的一种，叫做单表密码。之后又衍生出了多表密码、多字母密码。

　　在我国，古代的军事密码是随着战事而生的。据史料记载，最早制定军队秘密通讯暗码的是周代著名军事家太公望，即《封神演义》中的姜子牙。他制定的两种军事通讯密码，一是阴符，二是阴书。阴符是使用者事先制造一套尺寸不等、形状各异的“阴符”，共8种，每一种都代表一定意义，只有通讯双方知道。也就是说把一份完整的军事文书裁成3份，分写在3枚竹简上，派3个通讯员分别持这枚竹简出发，到达目的地后，3枚简合而为一，方知原意。中途即使其中一人或二人被捕，也不致失密。到了宋代，军事家曾公亮发明了密码系统，他收纳当时军中常用的40个短语编成密码本，另以没有重复字的五言律诗一首(40个字)作为解码“密钥”。当部将率部出征时，主将发给部将一本密码本，并约好用某一首五言诗作为解码“密钥”。

　　

　　两次大战中的密码战

　　

　　直到第一次世界大战结束为止，所有密码都是使用手工来编码，二次大战时有了密码机，密码也就进入了机械密码时代。

　　在第一次世界大战之初，隐文术与密码术同时在发挥着作用。在索姆河前线德法交界处，尽管法军哨兵林立，对过往行人严加盘查，德军还是对协约国的驻防情况了如指掌，法国情报人员都感到莫名其妙。一天，有位提篮子的德国农妇在过边界时受到了盘查。哨兵打开篮子，见里头全部是煮熟的鸡蛋，毫无可疑之处，便无意识地拿起一个抛向空中。农妇慌忙把它接住。哨兵觉得这很可疑，他将鸡蛋剥开，发现蛋白上布满了字迹，都是英军的详细布防图，还有各师旅的番号。原来，这种传递情报的方法是德国一位化学家提供的，其做法并不复杂，用醋酸在蛋壳上写字，等醋酸干了后，再将鸡蛋煮熟，字迹便透过蛋壳印在蛋白上，外面却没有任何痕迹。

　　第二次世界大战是密码史上的黄金时代。密码在战争中扮演了更重要的角色。电影《风语者》生动再现了美军二战期间组织印第安人进行的密码战。1941年12月7日，日军袭击珍珠港，日美太平洋战争爆发。美国在开始时作战相当被动，很重要的原因在于他们在情报战方面比起精明的日本人要稍逊一筹，如何既快速准确，又绝对保密地传递军情和命令成为美军指挥高层急需解决的大问题。一个叫菲利普·约翰逊的白人出主意，用纳瓦霍语编制军事密码。纳瓦霍人是北美印第安人的一个分支，世代居住于美国西部，现在人口20多万。约翰逊的父亲是传教士，曾在纳瓦霍部落长期生活，全家都能说一口流利的纳瓦霍语。而在当时，纳瓦霍语对部落外的人来说，无异于“鸟语”。极具军事头脑的约翰逊认为，如果用纳瓦霍语编制军事密码，将非常可靠而且无法破译。因为这种语言口口相传，没有文字，其语法、声调、音节都非常复杂，没有经过专门的长期训练，根本不可能弄懂它的意思。另外，根据当时的资料记载，通晓这一语言的非纳瓦霍族人全球不过30人，其中没有一个是日本人。如果能够用纳瓦霍语编成一套密码，日军情报部门将很难破译美国的军事情报。1942年初，约翰逊向太平洋两栖舰队的指挥官沃格尔少将提出了建议。根据他的实验，纳瓦霍语可以在20秒钟之内准确编码和解码三行以内的英语命令，而用机器做同样的事需要30分钟。沃格尔少将最终采纳了他的建议。同年4月，第一批29名纳瓦霍士兵组成了海军陆战队第383排，并受命编写纳瓦霍语军事密码。日本想尽一切办法无法破译纳瓦霍语密码，使得美军在情报战中抢占了先机。

　　

　　现代密码技术

　　

　　第二次世界大战中广泛运用的是“对称密码”，即用“密钥”对消息加密。比如传递“orange”这个信息，原始信息orange被称为“明文”，如果加密是O+3=R，“3”这个数字就是一个密钥。解密就是R-3=O。这时加密和解密的密钥如果是一样的，就叫对称密码。后来发现这种方法有很大的缺陷。解密时需要密钥，加密者还要把密钥同时传给解密者，这个传递的渠道被称为“秘密信道”。上世纪五六十年代，出现了一种DF算法，根据其密钥交换的思想创造了“非对称密码体系”。在这个体系中，加密的密钥和解密的密钥是不一样的，这就解决了密钥传递的问题。其解决的办法是：加密和解密双方各有不同的密钥，称为“密钥对”，“密钥对”满足一定的数学关系。通常，计算机在有效的时间内是解不开“密钥对”的。“非对称密码体系”是现代密码学一个很大的发展，一直影响到现在。1977年美国国家标准技术研究所(NIST)提出数据加密标准，随后多种密码算法在世界各国相继出现，但这些算法有些已经遭到了破译。值得一提的是，冷战时期，苏联克格勃间谍沃克、惠特沃斯窃取了美国海军通信密码机资料、通信密钥、通信联络规定等大量机密资料，长达17年之久。尽管美国人认为他们的密码体系是“无懈可击”的“伟大发明”，“苏联人要想破译美国密码简直是一种幻想”，但是克格勃把幻想变成现实。沃克间谍网获取的机密，给苏联人侦听美军通信，破译密码提供了重要情报，使美国承受了巨大损失。这时，我们发现，或许只有不以数学关系为“密钥对”的诸如“阴符”、“阴书”等原始密码才是最可靠的信息传输方式。

　　当前，世界军事领域的各个方面正在发生深刻变化，军事技术革命的核心就是信息。现代战争对信息的依赖程度越来越高，信息技术在带来指挥高效率和作战高效益的同时，也造成了军事系统的极大脆弱性，密码在信息的整体防御中将扮演越来越重要的角色。如科索沃战争中，北约的某些通信网络由于没有严格的密码隔离措施，遭到了来自全球范围内的计算机黑客攻击，许多网站损失惨重。随着信息对抗装备的发展，国家安全更需要一个严密、协调的密码防御体系。专家指出，如果说第一次世界大战是化学家的战争，第二次世界大战是物理学家的战争，那么未来的战争将是数学家的战争。因此，各国无不集中最好的数学家和密码专家研究信息的加密和解密技术，这些技术往往最先应用于军事，目的是构筑坚实的信息防线，谁能在获取、传输、处理和存储信息方面占有优势，谁就能掌握战争的主动权。美国目前在轨卫星数量较冷战前增加了近两倍，达到200多颗，价值上千亿美元，通过卫星传输的信息成为美军获取信息优势的重要保证。为确保其信息的安全性，防止被敌方截获，美军在卫星通信中除采用低截获概率的扩频技术之外，还对所传输的所有信息进行了加密处理。在美国，密码技术的研究及相应设备的生产完全由政府来控制，对密码技术设备和武器实行同样的进出口限制。

　　冷战结束后，密码也逐渐从单纯的军事应用慢慢转为商用或民用，而且已发展成为一门结合数学、计算机科学、电子与通信、微电子等技术的交叉学科，使用密码技术不仅可以保证信息的机密性，而且可以保证信息的完整性和确定性，防止信息被篡改、伪造和假冒。量子密码、神经网络密码、混沌密码、基因密码等新型密码的研究和应用掀起了密码民用的大潮。

　　

　　[责任编辑]林　京

　　

　　从密码术的历史来看，加密方法从一开始与数学有关。古罗马的凯撒大帝引入著名的凯撒加密法。他把拉丁字母26个(当时只有23个)做一个变换：把A变成D，B变成E，C变成F，依此类推，最后x变成A，Y变成B，Z变成C。这样，明文凯撒(CAESAR)加密以后就变成FDHVDU。这个密文传到己方将领之后，不难将它还原成明文CAESAR。

　　凯撒加密法虽然简单，已经和数学有点联系。这个联系就是“模算术”。模算术的思想在“星期几”的概念中反映出来，如果你只需要知道是星期几(如上班或例会)，那就不一定知道今天是哪年哪月哪日，而且如果7月2日是星期一，那么7月9日，7月16日，7月23日，7月30日都是星期一。不难看出，这些日子的差都是7的倍数。由此我们得出两数模7相等的概念。定义两整数a'b模7相等，如果a-b是7的倍数。记做a≡b(mod 7)，例如：

　　2≡9≡16≡23≡30(mod 7)。

　　显然7可以推广到任何正整数n。我们可以得到模算术的规则：

　　如果a≡b(mod n)

　　c≡d(mod n) 则a+c≡b+d(mod n)

　　a-c≡b-d(mod n)

　　ac≡bd(mod n)

　　这样，凯撒的密码也可以用数字来表示了。也就是令a＝1，b＝2，…，z＝26，那么凯撒的加密法也就是把数码x+3(mod 26)。这里不难看出模算术的重要性，因为a，b，…，u，v，w都没有问题，它们的数码仍加密后在1,2，…，26的范围之内，但x，y，z加密后数码变成27,28,29，只有在模26之后，它们分别变成1，2，3才在26字母范围之内。这样，在知道密钥3之后，解码只需进行x．3(mod26)的运算就可以把密文还原成明文了。

　　上面的例子可以推广到密钥为+5，+7，乃至加任何整数(除0，因为0没有加密)，同时也可以采用把x乘k的方法，这两个加密法结合起来，就变成“仿射加密法”，对于明文x，把它变成kx+m(mod 26)。另外一类的加密法称为置换加密法。例如把1变成26,2变成25,3变成24，如此等等。因为26个数的置换有261种，所以有很多加密法可供选择，破译起来也就困难了。不过，由于计算机的速度加快，它可以通过穷举方法很快把它破译，它很难非常安全，这就像银行设定的4位密码(口令)，只有10000种，从0000到9999，机器不到1秒钟即可搞定，即便6位、8位也一样，因此，要想加大密码的安全性，还要想更为安全的加密方法。

　　一种方法就是每个数字都用不同密钥加密，例如第一个数字用密钥加3，第二个数字用密钥加5，…。这种加密法在1917年《科学美国人》上讲是不可破译的。然而，实际加密方法都有漏洞可寻。信息论的创始人仙农在1948年到1949年创立了编码理论以及密码理论的基础。

　　密码理论的下一个突破是1976年迪菲和海尔曼创立的公开密钥体制。以前所有体制都是私密密钥体制而且是对称的，也就是加密和解密是同一方法(密钥)，而且绝对不能公开。公开密钥体制的主要特点是加密过程和解密过程不对称，加密过程是极容易的问题，而解密过程极困难，因此，第三者即使知道密文和公开密钥也很难解出来。举例来讲，当时有人设计一个密码，它有100位的数，它是两个50位素数的乘积。把两数相乘极其简单，但分解因子极难，这就保障了密码的安全性。只是“道高一尺，魔高一丈”，10多年前100位的数分解因子不难，现在200位也不在话下，这就需要更多位的数字才安全。更有效的加密法用的是椭圆曲线。过去的加密方法难以实现的功能，现在可以通过椭圆曲线来实现。

　　

　　[责任编辑]蒲　晖