PPT恩尼格玛密码机

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09恩尼格玛密码机

09恩尼格玛密码机

Bletchley Park

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Alan Turing

Alan Mathison Turing, 1912~1954 英国数学家
Alan Turing

Turing先大量搜集历史讯息并分析密文 发现密文有固定结构 可由讯息发送时间和来源,预测讯息内 容
Enigma 安全分析(2/2)

加上以下变化

反射器种类 滚轮上Ringsettings设定

Enigma可能设定数可达1023
破解Enigma

猎杀U-571 (2000年)

赞扬海军士官窃走 U-571 上的密码机 (Enigma),而使联军获胜之关键


联军获胜应归功于破解Enigma之数学家 们 此剧情纯为虚构
Rotor II
In: A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z Out: A J D K S I R U X B L H W T M C Q G Z N P Y F V O E
Rotor III
In: A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z Out: B D F H J L C P R T X V Z N Y E I W G A K M U S Q O

每天早上6点,德国将发出加密的气象讯息 讯息必有 “wetter” 字眼 此为破解之线索
破解Enigma

Turing在心中想象三台Enigma


第一台滚轮设为S 第二台滚轮设为S+1 第三台滚轮设为S+3
S w S+1 e S+2 t S+3 t S+4 e S+5 r

二战“恩尼格玛”ENIGMA(意为哑谜)密码机(图)

二战“恩尼格玛”ENIGMA(意为哑谜)密码机(图)

“恩尼格玛”ENIGMA(意为哑谜)密码机美国大片《U-571》告诉人们“埃尼格玛”密码机是战争中同盟国费尽心机想要获得的尖端秘密,是战胜德国海军潜艇的关键所在。

历史也确实如此,对于潜艇作战尤其是德国海军的“狼群”战术来说,无线电通讯是潜艇在海上活动获取信息通报情况的最重要的手段,而“埃尼格玛”密码机则是关乎整个无线电通讯安全的设备,其重要性可想而知。

英军跳帮小组乘小艇接近德国海军U-505号潜艇,数十分钟后获得了“恩尼格玛”密码机自从无线电和摩尔斯电码问世后,军事通讯进入了一个崭新的时代,但是无线电通讯完全是一个开放的系统,在己方接受电文的同时,对方也可“一览无遗”,因此人类历史上早就伴随战争出现的密码也就立即与无线电结合,出现了无线电密码。

直到第一次世界大战结束,所有无线电密码都是使用手工编码,毫无疑问,手工编码效率极其低下,同时由于受到手工编码与解码效率的限制,使得许多复杂的保密性强的加密方法无法在实际中应用,而简单的加密方法又很容易被破译,因此在军事通讯领域,急需一种安全可靠而又简便有效的方法。

1918年德国发明家亚瑟·谢尔比乌斯(Arthur Scherbius)和理查德·里特(Richard Ritter)创办了一家新技术应用公司,曾经学习过电气应用的谢尔比乌斯想利用现代化的电气技术来取代手工编码加密方法,发明一种能够自动编码的机器。

谢尔比乌斯给自己所发明的电气编码机械取名“埃尼格玛”(ENIGMA,意为哑谜),乍看是个放满了复杂而精致的元件的盒子,粗看和打字机有几分相似。

可以将其简单分为三个部分:键盘、转子和显示器。

“恩尼格玛”密码机键盘一共有26个键,键盘排列和现在广为使用的计算机键盘基本一样,只不过为了使通讯尽量地短和难以破译,空格、数字和标点符号都被取消,而只有字母键。

键盘上方就是显示器,这可不是现在意义上的屏幕显示器,只不过是标示了同样字母的26个小灯泡,当键盘上的某个键被按下时,和这个字母被加密后的密文字母所对应的小灯泡就亮了起来,就是这样一种近乎原始的“显示”。

德国人自诩牢不可破的恩尼格玛密码体系,如何被波兰人用炸弹轰开

德国人自诩牢不可破的恩尼格玛密码体系,如何被波兰人用炸弹轰开

德国人自诩牢不可破的恩尼格玛密码体系,如何被波兰人用炸弹轰开第二次世界大战中,正面战场的烽火备受瞩目,似乎后人的目光都放在了波澜壮阔的战争中。

然而在秘密战线上,同盟国和轴心国围绕着情报所展开的较量也一点不比正面战场差。

今天笔者就给大家讲述,有关恩尼格玛密码机和“炸弹”的故事。

一.天书一样的恩尼格玛密码机密码,这个词大家一定很熟悉,我们在影视剧里常常听到这个词。

在战争中,无线电报要不被人解读,就得在无线电发报时,按照密码本来发报。

因为无线电的坏处是,你能接收,别人也可以。

在第一次世界大战和此后的一段时间里,英国对于德国的无线电破译一向是精准而高效。

但到了1926年,英国收到的德国无线电报突然都成了一份份天书,根本无法破译,这是怎么回事呢?原因就在于这个小盒子,就是图里的,这个东西叫做恩尼格玛密码机,名字有点绕口,它的原理一样绕口。

在它的内部有叫做转子的零件,这个转子才是关键。

看到这个图里的恩尼格玛密码机没有,很像是我们现在用的键盘吧?其实也就是这么一回事。

它的特点在于,你第一次按下A键,上面对应的灯泡亮起来的,却可能是B灯,这就是转子的作用。

同一个字母在明文的不同位置时,可以被不同的字母替换,而密文中不同位置的同一个字母,又可以代表明文中的不同字母,这种加密方式在密码学上被称为“复式替换密码”。

但是,这样很容易被发现规律,所以德国又加了两个转子,当第一个转子转动整整一圈以后,它上面有一个齿轮拨动第二个转子,使得它的方向转动一个字母的位置。

假设第一个转子已经整整转了一圈,按A键时显示器上D灯泡亮;当放开A键时第一个转子上的齿轮也带动第二个转子同时转动一格,于是第二次键入A时,加密的字母可能为E;再次放开键A时,就只有第一个转子转动了,于是第三次键入A时,与之相对应的字母就可能是F了。

如此一来,重复的概率就达到26x26x26=17576个字母之后,想要抓住规律,谈何容易?而在它的内部,还有反射器,这张恩尼格玛密码机的原理图显示了,恩尼格玛密码机的运作原理——按下A键后机器是如何将它显示成D键的(灯D发亮),而按下D键的同时灯A也会发亮,但是按下A键是永远不会使灯A发亮的,这是因为恩尼格玛密码机安装有反射器。

11恩尼格玛解析

11恩尼格玛解析

恩尼格玛密码机的设置包含: • 转子:转子的结构及顺序。 • 起始位置:由操作员决定,发送每条消息时都不一 样。 • 字母环:字母环与转子线路的相对位置。 • 接线板:接线板的连线。 • 在末期版本中还包括了反射器的线路。
恩尼格玛密码机保密原理
这是恩尼格玛机旋转盘组。三个旋转盘位于右边的固 定介面和左边(标著B)的反射器两个装置之间。与其 它旋转机相同的是,恩尼格玛机也结合了机械系统与电 子系统。机械系统包括了一个包含了字母与数字的键盘, 相邻地排列在一个轴上的一系列名为“旋转盘”的旋转 圆盘,还有一个在每次按键后就使一个或几个旋 转盘 旋转的装置。各种恩尼格玛机上的机械系统都不同,但 是,但是它们之间最大的共同点就是在每次按键后最右 边的旋转盘都会旋转,并且有些时候与它相邻的一些旋 转盘也会旋转。旋转盘持续的旋转会造成每次按键后得 到的加密字母都会不一样。
恩尼格玛密码机的操作步骤
• 德军的各支部队使用一些 不同的通讯线路,每条线 路中的恩尼格玛密码机都 有不同的设置。为了使一 条信息能够正确地被加密 及解密,发送信息与接收 信息的恩尼格玛密码机的 设置必须相同;转子必须 一模一样,而且它们的排 列顺序,起始位置和接线 板的连线也必须相同。所 有这些设置都需要在使用 之前确定下来,并且会被 记录在密码本中。
• 德国使用的军用版德国防卫军恩尼格玛机是最常被人 们提到的版本。由于盟军的密码学家能够破译大量由 这种机器加密的信息,恩尼格玛机的名声也就变得不 怎么好了。1932年,波兰密码学家马里安· 雷耶夫斯基, 杰尔兹· 罗佐基和亨里克· 佐加尔斯基破译了这种机器 的密码。1939年中期,英国和法国得到了破译此密码 的方法。盟军的情报部门将破译出来的密码称为 ULTRA,这极大地帮助了盟军。ULTRA到底有多大 贡献,现在还在争论中,但是对它的一个典型评价就 是盟军对德胜利,只因为盟军破译了德国的密码而提 前了两年。

恩尼格玛密码机课件

恩尼格玛密码机课件
信息安全挑战
恩尼格玛密码机的破解历程提醒我们,信息安全面临着巨大的挑战,需要不断加强加密算法的研究和应用,提高 信息传输和存储的安全性。
信息安全机遇
随着信息技术的发展和网络安全需求的增加,信息安全领域也孕育着巨大的机遇。通过不断创新和完善技术手段, 可以更好地保护信息资产和网络空间的安全。
THANKS
输出密文
将生成的密文输出,完成加密过 程。
恩尼格玛密码机的密钥管理1 23Fra bibliotek密钥生成
恩尼格玛密码机使用多个转子和插线板来生成密钥,每个转 子和插线板的组合都不同,增加了密钥的复杂性。
密钥存储
为了确保密钥的安全性,恩尼格玛密码机采用特殊的存储方 式来保存密钥,防止密钥被非法获取。
密钥更换
为了防止密钥被破解,恩尼格玛密码机允许用户定期更换密 钥,提高加密的安全性。
为密码学的发展奠定了基础。
英国布莱切利园的破解工作
英国布莱切利园是二战期间盟军最重要的情报中心之一,负责破解德军的恩尼格玛 密码机。
在这里,英国数学家和工程师们利用波兰数学家提供的破解方法和自己的技术,成 功地破解了恩尼格玛密码机。
英国的破解工作为盟军在二战中的胜利做出了重要贡献,同时也为现代密码学的发 展奠定了基础。
在第二次世界大战期间,德国军队广泛使用恩尼格玛密码机进行通信加密,确 保了军事机密的保密性。
对盟军的影响
由于恩尼格玛密码机的复杂性,盟军在战争初期难以破译德军的通信,对作战 计划和行动造成了困扰。
02
恩尼格玛密码机的加密方式
恩尼格玛密码机的转子与插线板
转子
恩尼格玛密码机使用多个转子来加密信息,每个转子都有不同的旋转方式和位置, 增加了加密的复杂性。

第二次世界大战德国“恩尼格玛”密码机(图文)

第二次世界大战德国“恩尼格玛”密码机(图文)

第二次世界大战德国“恩尼格玛”密码机(图文)引自网站"三思科学"<"恩尼格玛"的兴亡>个人目录:第一部分诞生第二部分弱点第三部分灭亡第四部分尾声人类使用密码的历史,从今天已知的,最早可以一直追溯到古巴比伦人的泥板文字。

古埃及人,古罗马人,古阿拉伯人……几乎世界历史上所有文明都使用过密码。

军事和外交一直是密码应用的最重要的领域,国王、将军、外交官以及阴谋分子等,为了在通讯过程中保护自己信息不被外人所知,使用过形形色色的密码;而为了刺探于己不利的秘密,他们又绞尽脑汁地试图破译对手的密码。

加密与解密一直是密码学这枚硬币互相对抗又互相促进的两面。

在所有用于军事和外交的密码里,最著名的恐怕应属第二次世界大战中德国方面使用的ENIGMA(读作“恩尼格玛”,意为“谜”)。

一、诞生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的。

直接了当地说,就是铅笔加纸的方式。

在我国,邮电局电报编码和译码直到很晚(大概是上个世纪八十年代初)还在使用这种手工方法。

手工编码的方式给使用密码的一方带来很多的不便。

首先,这使得发送信息的效率极其低下。

明文(就是没有经过加密的原始文本)必须由加密员人工一个一个字母地转换为密文。

考虑到不能多次重复同一种明文到密文的转换方式(这很容易使敌人猜出这种转换方式),和民用的电报编码解码不同,加密人员并不能把转换方式牢记于心。

转换通常是采用查表的方法,所查表又每日不同,所以解码速度极慢。

而接收密码一方又要用同样的方式将密文转为明文。

其次,这种效率的低下的手工操作也使得许多复杂的保密性能更好的加密方法不能被实际应用,而简单的加密方法根本不能抵挡解密学的威力。

解密一方当时正值春风得意之时,几百年来被认为坚不可破的维吉耐尔(Vigenere)密码和它的变种也被破解。

而无线电报的发明,使得截获密文易如反掌。

无论是军事方面还是民用商业方面都需要一种可靠而又有效的方法来保证通讯的安全。

Enigma机器的系统结构

Enigma机器的系统结构

不同故接线方式不同) 。所以三个转子总共 26!*(26!-1)*(26!-2)种方式, 约为 6.56*10^27,一个天文数字。[12] 但对盟军的破译者来说, 这个数字并没有意义, 因为他们已掌握另了各 型号转子内部的连线方式,对三转子机可选择的 I-V 五个型号的转子,这 部分的复杂性被极度削减了。破译者只需知道使用了哪三个转子以及它们 的排列顺序,故只有 5*4*3=60 种方式。 (3) 由加密时转子初始位置带来的复杂性 每个转子有 26 个字母,所以初始位置有 26 种可能。三个转子共 26*26*26=17576 种情况。[12] (4) 由 Ring setting(Ringstellung)带来的复杂性 所谓 ring setting 是指在将转子放入 Enigma 机前对转子外环/字母环 的设置, 即将字母上的某个指定字母与转子上的一个固定标记对齐。 与设置 初始位置相同,每个转子有 26 种可能,故共 26*26*26=17576 种情况。但 从密码分析的角度来说,对最转子的 ring setting 是无关紧要的因为其外 环上的刻痕不应向其他转子的转动,所以 ring setting 对复杂性的贡献尽 在中间和右侧的转子上体现,故为 26*26=676 种可能。[13] (5) 由反射器带来的复杂性 假设不知道反射器内部连线,其复杂性就如一块连接了 13 根导线的 Stecker 板,即 p=13 ,共有 7905853580625 种情况 [12]。但同样反射器的型号 极其内部连线方式以为盟军所知, 且德军一段时间内使用的反射器不变,故 这部分的复杂性可基本忽略。 对不知道转子及反射器内部结构的人来说,Enigma 机最终带来的复杂性为 5.33*10^14 * 6.56*10^27 * 17576 * 676 * 7.91*10^12 = 3.28*10^62 种! 而对盟军来说这个数字为 1.51*10^14 * 60 * 17576 * 676 =1.76*10^23 。 如此庞大的数字,当然能使德军对其安全性有绝对的信心。

《密码学发展史》PPT课件

《密码学发展史》PPT课件

大胜克敌之符,长一尺; 破军擒将之符,长九寸; 降城得邑之符,长八寸; 却敌报远之符,长七寸; 警众坚守之符,长六寸; 请粮益兵之符,长五寸; 败军亡将之符,长四寸; 失利亡士之符,长三寸。
所谓“阴书”,实际上是一种军事文书,传递的
方法更秘密些。其方法是:先把所要传递的机密内容 完完整整地写在一编竹简或木简上,然后将这篇竹简 或木简拆开、打乱,分成三份,称“一合而再离”。 然后派三名信使各传递一份到同一个目的地。“阴书” 被送到目的地后,收件人再把三份“阴书”按顺序拼 合起来,于是“阴书”的内容便一目了然,称“三发 而一知”。
• 接线板上的每条线都会连接一对字母。这些线的作用就 是在电流进入转子前改变它的方向。
密钥的可能性
三个转子不同的方向组成了26x26x26=17576 种可能性;
三个转子间不同的相对位置为6种可能性;
连接板上两两交换6对字母的可能性则是异常 庞大,有100391791500种;
于是一共有17576x6x100391791500 这样庞大的可能性,换言之,即便能动员大量的 人力物力,要想靠“暴力破译法”来逐一试验可 能性,那几乎是不可能的。而收发双方,则只要 按照约定的转子方向、位置和连接板连线状况, 就可以非常轻松简单地进行通讯了。这就是“恩 尼格玛”密码机的保密原理。
希腊
1
2
3
4
5
1
A
B
C
D
E
2
F
G
H
I/J
K
3
L
M
N
O
P
4
Q
R
S
T
U
5
V
W
X
Y
Z
公元前2世纪,一个叫Polybius的希腊人设计了一 种将字母编码成符号对的方法,他使用了一个称 为Polybius的校验表,这个表中包含许多后来在 加密系统中非常常见的成分。Polybius校验表由 一个5´5的网格组成,网格中包含26个英文字母, 其中I和J在同一格中。相应字母用数对表示。在古 代,这种棋盘密码被广泛使用。

德国密码机ENIGMA的兴亡

德国密码机ENIGMA的兴亡

ENIGMA的兴亡(一)(连载)异调人类使用密码的历史,从今天已知的,最早可以一直追溯到古巴比伦人的泥板文字。

古埃及人,古罗马人,古阿拉伯人……几乎世界历史上所有文明都使用过密码。

军事和外交一直是密码应用的最重要的领域,国王、将军、外交官以及阴谋分子等,为了在通讯过程中保护自己信息不被外人所知,使用过形形色色的密码;而为了刺探于己不利的秘密,他们又绞尽脑汁地试图破译对手的密码。

加密与解密一直是密码学这枚硬币互相对抗又互相促进的两面。

在所有用于军事和外交的密码里,最著名的恐怕应属第二次世界大战中德国方面使用的ENIGMA(读作“恩尼格玛”,意为“谜”)。

一、诞生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的。

直接了当地说,就是铅笔加纸的方式。

在我国,邮电局电报编码和译码直到很晚(大概是上个世纪八十年代初)还在使用这种手工方法。

手工编码的方式给使用密码的一方带来很多的不便。

首先,这使得发送信息的效率极其低下。

明文(就是没有经过加密的原始文本)必须由加密员人工一个一个字母地转换为密文。

考虑到不能多次重复同一种明文到密文的转换方式(这很容易使敌人猜出这种转换方式),和民用的电报编码解码不同,加密人员并不能把转换方式牢记于心。

转换通常是采用查表的方法,所查表又每日不同,所以解码速度极慢。

而接收密码一方又要用同样的方式将密文转为明文。

其次,这种效率的低下的手工操作也使得许多复杂的保密性能更好的加密方法不能被实际应用,而简单的加密方法根本不能抵挡解密学的威力。

解密一方当时正值春风得意之时,几百年来被认为坚不可破的维吉耐尔(Vigenere)密码和它的变种也被破解。

而无线电报的发明,使得截获密文易如反掌。

无论是军事方面还是民用商业方面都需要一种可靠而又有效的方法来保证通讯的安全。

1918年,德国发明家亚瑟·谢尔比乌斯(Arthur Scherbius)和他的朋友理查德·里特(Richard Ritter)创办了谢尔比乌斯和里特公司。

恩尼格玛机的工作原理

恩尼格玛机的工作原理

恩尼格玛机的工作原理恩尼格玛机是一种历史上具有重要影响力的密码机器,它的工作原理可以追溯到上世纪30年代。

在第二次世界大战期间,恩尼格玛机被纳粹德国用于加密和解密敏感信息,它的出现对于战争的走势产生了巨大影响。

恩尼格玛机的工作原理基于多个旋转的转子。

首先,输入的明文被键盘上的按键转化为电信号,然后这个电信号通过一系列转子的旋转和替代,最终输出加密后的密文。

恩尼格玛机包含了多个转子,每个转子上都有26个分别代表字母的电线。

当按下键盘上的某个按键时,电流会通过转子的不同电线,经过一系列的替代和旋转之后,最终输出一个加密后的字母。

转子的旋转是由电流通过转子内部的电线完成的。

每当一个按键被按下时,第一个转子会顺时针旋转一个位置,而第二个转子会在第一个转子完成一圈之后才会开始旋转。

这种旋转机制使得恩尼格玛机的加密结果具有周期性,增加了破解的难度。

除了转子的旋转之外,恩尼格玛机还有一个反射器,用于将加密后的电流反射回转子,最终输出一个加密后的字母。

这个反射器的作用是增加加密过程的复杂性,使得每个字母的加密结果都不同。

恩尼格玛机的工作原理看似简单,但实际上却是非常复杂的。

通过多个转子的旋转和替代,加密过程变得非常难以破解。

在当时的技术水平下,恩尼格玛机的加密算法几乎是无法被破解的,这使得纳粹德国在战争中能够安全地传递敏感信息。

然而,随着时间的推移,盟军的密码学家们逐渐发现了破解恩尼格玛机的方法。

通过分析大量的密文和已知的明文,他们成功地还原出了恩尼格玛机的转子设置和初始位置,从而打破了纳粹德国的密码壁垒。

恩尼格玛机的工作原理虽然在当时引起了革命性的变化,但随着技术的进步和密码学的发展,它的加密算法逐渐失去了安全性。

如今,恩尼格玛机成为了密码学研究的重要历史遗迹,它的工作原理也为密码学的发展做出了巨大的贡献。

恩尼格玛

恩尼格玛

加密过程
当收信方收到电文后,使用一台相同的ENIGMA, ENIGMA, 当收信方收到电文后,使用一台相同的ENIGMA 按照原来的约定, 按照原来的约定,把转轮的方向调整到和发信方相同 的初始方向上,然后依次键入收到的密文, 的初始方向上,然后依次键入收到的密文,并把闪亮 的字母依次记下来,就得到了明文。 的字母依次记下来,就得到了明文。
如果连续键入26个字母, 如果连续键入26个字母,转轮 26个字母 就会整整转一圈, 就会整整转一圈,回到原始的方向 这时编码就和最初重复了。 上,这时编码就和最初重复了。而 在加密过程中, 在加密过程中,重复的现象是很危 险的, 险的,这可以使试图破译密码的人 看见规律性的东西。 看见规律性的东西。
复式替换密码
恩尼格玛 (ENIGMA) 密码机
谢尔比乌斯 发明的加密 电子机械名 叫恩尼格玛 (ENIGMA). 它的三个部 键盘、 分:键盘、 转轮和显示 器
键盘、转轮和显示器由电线相连, 键盘、转轮和显示器由电线相连, 转轮本身也集成了26条线路, 26条线路 转轮本身也集成了26条线路,把键 盘的信号对应到显示器不同的小灯 上去。 上去。
1.连接板的连接: 1.连接板的连接: 连接板的连接 A/L-P/R-T/D-B/W-K/FA/L-P/R-T/D-B/W-K/F-O/Y 2.转轮的顺序: 2.转轮的顺序:2,3,1 转轮的顺序 3.转轮的初始方向: 3.转轮的初始方向:Q-C-W 转轮的初始方向
加密过程
发信人要发送某条消息时,他首先从密钥本中查到 发信人要发送某条消息时, 以上信息。然后按照上面的规定, 以上信息。然后按照上面的规定, 首先用连线把连接板上的A字母和L字母, 字母和R 1. 首先用连线把连接板上的A字母和L字母,P字母和R字 ……连接起来 连接起来; 母……连接起来; 然后把2号转轮放在ENIGMA的第一个转轮放在第一个 ENIGMA的第一个转轮放在 2. 然后把2号转轮放在ENIGMA的第一个转轮放在第一个 转轮的位置上 位置上, 号转轮放在第二个位置上, 转轮的位置上,把3号转轮放在第二个位置上,把1号转 轮放在第三个位置上; 轮放在第三个位置上; 最后,他调整转轮的方向( 3. 最后,他调整转轮的方向(每个转轮的边上都刻 着一圈字母用来显示转轮所处的方向), ),使得三个转轮 着一圈字母用来显示转轮所处的方向),使得三个转轮 分别朝上。 上的字母 Q、C 和 W 分别朝上。 然后依次键入明文,并把闪亮的字母依次记下来, 然后依次键入明文,并把闪亮的字母依次记下来,然后 就可以把加密后的消息用比如电报的方式发送出去。 就可以把加密后的消息用比如电报的方式发间增加了一 个连接板。这块连接板允许使用者用一根连 个连接板。这块连接板允许使用者用一根连 线把某个字母和另一个字母连接起来, 线把某个字母和另一个字母连接起来,这样 这个字母的信号在进入转轮之前就会转变为 另一个字母的信号。这种连线最多可以有六 另一个字母的信号。 这样就可以使6对字母的信号互换, 根,这样就可以使6对字母的信号互换,其 他没有插上连线的字母保持不变。 他没有插上连线的字母保持不变。

恩尼格玛密码机发展史

恩尼格玛密码机发展史

恩尼格玛密码机发展史
恩尼格玛密码机的发展史可以追溯到1918年,当时德国工程师亚瑟·谢尔比乌斯为其申请了专利。

谢尔比乌斯在研制该密码机的同时,还有其他三位科学家也有类似的发明。

其中,荷兰人亚历山大·科赫在1919年也注册了相似的发明专利“秘密写作机器”,但最终因无法商业化而于1927年转让了这个专利。

瑞典人阿维德·达姆也获得了一个同样原理的专利,但直到他1927年去世时还只是停留在纸面上。

尽管“恩尼格玛”密码机在1923年的国际邮政协会大会上公开亮相,但高昂的价格(折算成今天的货币,约相当于3万美元)使它少人问津。

在二战期间,“恩尼格玛”密码机成为了德国海军潜艇的重要通讯工具,其重要性不言而喻。

然而,尽管同盟国费尽心机想要获得这种尖端秘密,但在战争中仍未能破解“恩尼格玛”密码机,直到战争后期才得以成功。

以上信息仅供参考,建议查阅关于恩尼格玛密码机的专业书籍或文献,以获取更全面和准确的信息。

恩尼格玛密码机发展史

恩尼格玛密码机发展史

恩尼格玛密码机发展史全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:恩尼格玛密码机是一种曾经被广泛用于军事和外交通信加密的电子设备,其发展历程是密码学史上的一个重要篇章。

本文将从恩尼格玛密码机的起源、发展和影响等方面,详细探讨其在密码学领域的意义和贡献。

恩尼格玛密码机的起源可以追溯到20世纪初,当时德国军方急需一种高效的加密设备以确保通信的安全性。

1918年,德国工程师阿瑟·谢尔比乌斯发明了第一台恩尼格玛密码机,它包括一个机械转盘以及透明面板上的字母盘和电气接线板。

通过设置不同的初始位置和电线连接,可以产生数百万种不同的密码组合,极大地增强了加密的难度和安全性。

随着时间的推移,恩尼格玛密码机不断改进和升级。

1926年,德国军方引入了第一代商用恩尼格玛密码机,主要用于陆军和海军的机密通信。

这款密码机被认为是当时最复杂和安全的加密设备之一,对于希特勒和纳粹德国在二战期间的军事行动起到了重要作用。

恩尼格玛密码机的安全性并非不可攻破。

在战争期间,英国密码学家艾伦·图灵率领的团队成功破译了恩尼格玛密码,并取得了重大战略优势。

这一事件被认为是密码学史上的一个里程碑,不仅揭示了恩尼格玛密码机的弱点,也推动了密码学理论和技术的发展。

除了在战争中的应用,恩尼格玛密码机还对密码学和信息安全领域的发展产生了深远影响。

它的原理和结构为后来的加密设备和算法提供了参考,成为了现代密码学的基石之一。

破解恩尼格玛密码的经验也启发了密码学家们对密码攻击和防御的研究,促进了密码学理论的不断进步。

恩尼格玛密码机作为密码学史上的一个经典案例,展现了密码学在历史进程中的重要作用和影响。

它不仅在战争中发挥了关键作用,也为密码学研究和技术发展做出了重要贡献。

希望未来的密码学家们能够继承和发扬恩尼格玛密码机的精神,为信息安全和隐私保护做出更大的贡献。

第二篇示例:恩尼格玛密码机是二战期间德国纳粹军队使用的一种密码加密机器,为当时世界上最先进的密码机之一,被认为是世界上第一台具有商业推广的机械密码机。

密码的历史课件

密码的历史课件
33
有人说密码学至少使二战的时间缩短了一 年。
34
克劳德·香农(Claude Elwood Shannon,1916-2001)
这种“阴书”保密性较好,且在某一角度上讲类 似于移位密码的特性。因为即使某一信使被敌方抓获, “阴书”落入敌方手里,也得不到完整的情报。但也 有其缺陷,由于原文被分成了三份,故一旦丢失一份, 接受者也无法了解其原意。
10
美索不达米亚
在楔形文字时期, 巴比伦和亚述的记述者往往用稀奇古怪 的楔形文字在泥板上做记号和记日期。向后世显示自己的 学问。在楔形文字后期, 偶有记述者把人名变换成数字。
26
转子
机械系统包括了一个包含了字母与数字的 键盘, 相邻地排列在一个轴上的一系列名为 “转子”的旋转圆盘,在每次按键后最右边的 转子都会旋转, 并且有些时候与它相邻的一 些转子也会旋转。转子持续的旋转会造成 每次按键后得到的加密字母都会不一样。
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反射器
反射器是恩尼格玛机与当时其它转子机械之间最显著的区 别。它将最后一个转子的其中两个触点连接起来, 并将电 流沿一个不同的路线导回。这就使加密过程与解密过程变 得一致。
修泽遗迹出土的字 碑, 记载1-8 与 3235 的数字
11
斯巴达的scytale
长期的战争使得斯巴达人发展 出了自己的一套加密方式, 公 元前5世纪, 斯巴达人就使用一 种名为Scytale的器械, 他们把 一个带状物, 呈螺旋形紧紧地 缠在一根权杖或木棍上, 之后 再沿着棍子的纵轴书写文字, 在这条带状物解开后, 上面的 文字将杂乱无章, 收信人需用 一根同样直径的棍子重复这个 过程, 看到明文, 这是人类历史 上最早的加密器械。
5
姓名和头衔的象形文字加密 左: 明文 右: 密文

恩尼格玛密码机课件

恩尼格玛密码机课件

密钥管理与分发的挑战
密钥的生成与存储
密钥的生成和存储是密钥管理的关键环节,应该使用安全的随机数 生成器来生成密钥,并且将密钥安全地存储在服务器或客户端设备 上。
密钥的分发
密钥的分发也是密钥管理的另一个重要环节,可以使用加密通道或 安全密钥交换协议来分发密钥。
密钥的更新与撤销
为了保证密钥的安全性,需要定期更新密钥,并且在发现密钥泄露的 情况下及时撤销该密钥。
THANK YOU
总结词
针对复杂密码,采用逐一尝试的方法进 行破解
VS
详细描述
对于一些复杂的密码,采用逐一尝试的方 法进行破解。例如,对于一些多转子的密 码机,需要逐一尝试每个可能的转子组合 和线路连接方式,才能找到正确的密钥组 合。这种方法需要耗费大量的时间和计算 资源,但对于破解复杂密码非常有效。
04
恩尼格玛密码机的改进与优化
加密原理
恩尼格玛密码机的加密原理是 基于对明文进行一系列复杂的 转换和替代操作,最终生成密 文。
明文首先经过一系列的轮换和 替代操作,然后生成密文。
解密过程则相反,密文经过一 系列的轮换和替代操作,最终 还原为明文。
02
恩尼格玛密码机的基本操作
转子操作
01
02
03
转子的概念
转子是恩尼格玛密码机中 的一种加密元件,它由一 组盘片组成,每个盘片上 印有字母表的一部分。
转子的操作步骤
在加密过程中,每个转子 会根据密钥的设定进行旋 转,从而改变了明文中字 母的位置。
转子的作用
通过旋转转子,可以增加 字母在明文中的位置变化 ,从而提高加密的强度。
反射器操作
反射器的概念
反射器是恩尼格玛密码机中的另 一个加密元件,它由一组盘片组 成,每个盘片上印有字母表的一

Enigma密码机.ppt

Enigma密码机.ppt
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英国 bombe
波兰的bomba
美国版本bombe
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❖ 对付Enigma的Bombe ➢ 1941年,英国制造了16台bombe ➢ 1943年底,英国共有99台Bombe ➢ 1945年3月,英国共有211台Bombe
❖ 结果: ➢ 德军的报文,3个小时就能破译
❖ 破译队伍:12000人 ❖ 费用:耗资惊人,倾全国之力
❖ 如天气预报密文 ➢ 第7个字母:从来不出现W ➢ 第8个字母:从来不出现E ➢ 第9个字母:从来不出现T ➢ 第10个字母:从来不出现T ➢ 第11个字母:从来不出现E ➢ 第12个字母:从来不出现R
❖ 这些字母很可能就是WETTER ➢ 由此构造明文-密文关系,以及字母循环圈
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❖如 WETTER ETQWKY
❖ 看看这时的密钥数量:
➢ 转子自身的初始方向:26*26*26=17576
➢ 转子之间的相互位置:6
➢ 连接板连线的状况:100391791500
➢ 所有可能的密钥数量:10^16
❖ 结果:
一代巨星
横空出世! ➢ 密钥数量暴增,暴力破解无效
➢ 频率分析无效
➢ Kasiski试验无效
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商业上的成功
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反射器
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反射器实物
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加密解密过程
❖ 发送消息过程 ➢ 发信人首先要调节三个转子的方向,使它们处于17576个方向中 的一个(事实上转子的初始方向就是密匙) ➢ 然后依次键入明文,并把闪亮的字母依次记下来,然后就可以把 加密后的消息用比如电报的方式发送出去。
❖ 解密过程 ➢ 当收信方收到电文后,使用一台相同的ENIGMA,按照原来的约 定,把转子的方向调整到和发信方相同的初始方向上, ➢ 然后依次键入收到的密文,并把闪亮的字母依次记下来,就得到 了明文。
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恩想出来的,1926年的“恩尼格玛C型”首先 安装了反射器。反射器是恩尼格玛机的一个显 著特征。
1943年恩尼格码机的使 用
下图为美国国家密码博物馆展出的一些恩尼格玛机: ①商业用恩 尼格玛密码机,②T型恩尼格玛密码机,③G型恩尼格玛密码机, ④未知型号,⑤德国空军版恩尼格玛密码机,⑥德国陆军版恩尼 格玛密码机,⑦德国海军版恩尼格玛密码机,即M4型
了复杂而精致的元件的盒子,粗看和打字机 有几分相似。可以将其简单分为三个部分: 键盘、转子和显示器。
内部结构图
密码机的设置
·键盘 键盘一共有26个键,键盘排列和广为使用 的计算机键盘基本一样,只不过为了使通讯 尽量地短和难以破译,空格、数字和标点符 号都被取消,而只有字母键。 ·显示器 键盘上方就是显示器,这可不是意义上的 屏幕显示器,只不过是标示了同样字母的26 个小灯泡,当键盘上的某个键被按下时,和 这个字母被加密后的密文字母所对应的小灯
无法在实际中应用,而简单的加密方法又很 容易被破译,因此在军事通讯领域,急需一 种安全可靠,而又简便有效的方法。 1918年德国发明家亚瑟·谢尔比和理 德·里特创办了一家新技术应用公司,曾经 学习过电气应用的谢尔比乌斯,想利用现代 化的电气技术,来取代手工编码加密方法, 发明一种能够自动编码的机器。谢尔比乌斯 给自己所发明的电气编码机械取名“恩尼格 码”(ENIGMA,意为哑谜),乍看是个放满
恩尼格玛密码机的大部分设置都会在一段时间 (一般为一天)以后被更换。但是,转子的起始 位置却是每发送一条信息就要更换的,因为如果 一定数量的文件都按照相同的加密设置来加密的 话,密码学家就会从中得到一些信息,并且有可 能利用频率分析来破译这个密码。为了防止这种 事情发生,转子的起始位置在每次发送信息之前 都会被改变。这个方法被称作“指示器步骤”。 最早期的指示器步骤成为了波兰密码学家破译 恩尼格玛密码机密码的突破口。在这个步骤中,
明文:MAKO 密文:FTFZ
恩尼格码机的小制作
2013年无线就亮了起来,就是这样一种近乎原始的Байду номын сангаас显 示”。 ·转子 之所以叫“转子”,会转是关键!当按下键盘 上的一个字母键,相应加密后的字母在显示器上 通过灯泡闪亮来显示,而转子就自动地转动一个 字母的位置。举例来说,当第一次键入A,灯泡B 亮,转子转动一格,各字母所对应的密码就改变 了。第二次再键入A时,它所对应的字母就可能 变成了C;同样地,第三次键入A时,又可能是灯 泡D亮了。——这就是“恩尼格玛”难以被破译 的关键所在,这不是一种简单替换密码。
尼格玛密码机却给他们造成了很大困难。1921 年,波兰人以指示器的缺点为突破口破译了商 业用恩尼格玛密码机。1940年超级机密破译得 德军情报表明德国人会在11月14日进行大规模 空袭。地点为包括伦敦、考文垂在内的三个可 能地点,最终英国人还是没能确认地点,未能 阻止考文垂大轰炸的发生。F.W.Winterbotham 的书说丘吉尔已经确认了空袭地点但出于不暴 露“超级机密”的考虑未采取预防措施,这一 说法广泛流传以至于电视剧神探夏洛克还在引
仪器设备 ·军用恩尼格玛机 德国海军是德国第一支使用恩尼格玛密码机的 部队。海军型号从1925年开始生产,于1926年开 始使用。键盘和显示板包含了29个字母,即A-Z、 &Auml;、&Ouml;和&Uuml;,它们在键盘上按顺序 排列,而不是按一般的QWERTY式。每个转子有28 个触点,字母X的线路不经过转子,也不被加密。 操作员可以从一套5个转子之中选择三个,而反射 器可以有四种安装位置,代号分别为α、β、γ 和δ。1933年7月这种型号又经过了一些小改进。
操作员会先按照密码本中的记录来设置机器,我 们假设这时的转子位置为AOH,之后他会随意打三 个字母,假设为EIN,接着为了保险起见,他会将 这三个字母重新打一遍。这六个字母会被转换成 其它六个字母,这里假设为XHTLOA。最后,操作 员会将转子重新设置为EIN,即他一开始打的三个 字母,之后输入密电原文。 在接收方将信息解密时,他会使用相反的步骤。 首先,他也会将转子按照密码本中的记录设置好, 然后他就会打入密文中的头六个字母,即XHTLOA, 如果发送方操作正确的话,显示板上就会显示
恩尼格玛密码机
恩尼格玛密码机 *简介 *发明历史 *密码机的设置 *密码机的使用步骤 *仪器设备 *密码机的破译 *三个转子enigma模拟
简介 对于恩尼格玛密码机,确切地说应该 是是一系列相似的转子机械的统称,它 包括了一系列不同的型号。恩尼格玛在 1920年代早期开始被用于商业,也被一 些国家的军队与政府采用过。它是一种 用于加密和解密的密码机。
2002年,荷兰的塔吉雅娜·凡·瓦克(Tatjana van Vark)制造了一台独特的转子机器。这台机 器也是起源于恩尼格玛机,但是它的转子有40个 金属触点及管脚,这就使操作员可以输入字母, 数字和一些标点;这台机器包含了509个部件。
图为日本GREEN机
·商用恩尼格码机
恩尼格码机的徽标
1918年2月23日,德国工程师阿瑟·谢尔比乌 斯申请了他设计的一种使用转子的密码机的专利, 并和理查德·里特组建了谢尔比乌斯和里特公司。 他们向德国海军和外交部推销这种密码机,但是 没有人对它感兴趣。他们随后将专利权移交给了 Gewerkschaft Securitas,他在1923年7月9日组
密码机的破译 1931年11月8日,法国情报人员与德军通讯 部门长官(就是他下令德军使用恩尼格玛密 码机的)的弟弟,汉斯-提罗·施密特,在比 利时接头。法国人觉得凡尔赛条约限制了德 军的发展,所以即使无法破译德军的密码, 将来如果在战场上相见也不会吃多大亏,于 是在得出德军密码“无法破译”的结论之后 就再也没有用心地研究它了。相反,一战中 新独立的波兰的处境危险,德军启用的恩
·新型恩尼格玛机 恩尼格玛机对密码机的设计是非常有影响的, 有一些其它的转子机械就起源于它。英国的 Typex机就起源于恩尼格玛机的专利设计,它甚 至包含了真实的恩尼格玛机中并未应用的专利设 计。为了保密,英国政府没有为应用这些专利设 计付版税。日本使用了一种被美国密码学家称作 GREEN的恩尼格玛机复制品。在这台并没有被大 量使用到的机器中,四个转子是垂直排列的。美 国密码学家威廉·弗雷德曼设计了M-325,这是 一台与恩尼格玛机具有相似原理的机器,但它从 没有被造出来过。
建了密码机股份公司;谢尔比乌斯和里特任董事。 该公司随后开始推销他们的“恩尼格玛A型” 转子机,它从1923年到1924年都在万国邮政联盟 大会展出。这台机器很笨重,它包含了一台打字 机。它的体积为65×45×35立方厘米。重量大约 为50公斤。之后,B型恩尼格玛机也被生产了出来, 它在结构上与A型相似。[6]尽管名字为“恩尼格 玛”,但A和B两种型号和后来的型号之间有很大 的差别,这两种型号在大小和形状上有所不同, 并且没有反射器。反射器这个主意是由威利·科
用它。 1941年英国海军在Joe Baker-Cresswell舰长 的斗牛犬号军舰捕获德国潜艇U-110才真正拿到 德国海军用的密码机和密码本。 下图中的密码本是盟军从U-505号潜艇上缴 获的

三个转子enigma模拟
http://enigmaco.de/enigma/enigma.html
EINEIN。这时接收方就会将转子设置为EIN,之 后他就可将密电打入而得到原文了。这个步骤 的保密性差主要有两个原因。首先,操作员将 转子的设置打到了密电中,这就使第三方能够 得知转子设置。第二,这个步骤中出现了重复 输入,而这是一个严重的错误。这个弱点使波 兰密码局早在1932年就破译了二战之前的德军 恩尼格玛系统。但是从1940年开始,德国改变 了这个步骤,它的安全性也就提高了。 这里只简单地讲解了提示器步骤。这个步骤 只被用于德国陆军和空军。
左图即为恩格尼玛密码机
发明历史 自从无线电和摩尔斯电码问世后,军事通讯 进入了一个崭新的时代,但是无线电通讯完全 是一个开放的系统,在己方接受电文的同时, 对方也可“一览无遗”,因此人类历史上伴随 战争出现的密码,也就立即与无线电结合,出 现了无线电密码。 直到第一次世界大战结束,所有无线电密码 都是使用手工编码。毫无疑问,手工编码效率 极其低下,同时由于受到手工编码与解码效率 的限制,使得许多复杂的保密性强的加密方法
·
同一个字母在明文的不同位置时,可以被不同的 字母替换,而密文中不同位置的同一个字母,又 可以代表明文中的不同字母,字母频率分析法在 这里丝毫无用武之地了。这种加密方式在密码学 上被称为“复式替换密码”。
左图为转子
密码机的使用步骤 德军的各支部队使用一些不同的通讯线路, 每条线路中的恩尼格玛密码机都有不同的设置。 为了使一条信息能够正确地被加密及解密,发 送信息与接收信息的恩尼格玛密码机的设置必 须相同;转子必须一模一样,而且它们的排列 顺序,起始位置和接线板的连线也必须相同。 所有这些设置都需要在使用之前确定下来,并 且会被记录在密码本中。 ·指示器步骤
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