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摩斯電碼和摩爾斯密碼有什麼區别

科技 更新时间:2024-10-05 06:36:59

上了大學,宿舍裡很可能會出現這樣的場景:一個北方同學在宿舍裡打電話,戰戰兢兢,擔心被室友聽清通話内容;一個廣東同學在宿舍裡打電話,從容自在,室友“隻聞其聲,不知其義”,隻好心裡羨慕:“我也想要加密通話!”

現在大家都非常注重對個人隐私的保護,北方同學如果想要通話隐私,除了出門去寒風中打電話,還可以号召家人朋友從現在開始一起學習小語種,比如咱們學校出名的斯瓦希裡語和普什圖語。(bushi

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《普什圖語漢語詞典》和它的編撰者之一車洪才

說起“加密”,不知道大家小時候有沒有使用“暗号”在老師和家長的眼皮低下秘密交流的經曆。

有些同學早早地洞悉了索緒爾所說的“符号的任意性”(簡單來說就是符号和意義之間的連接是沒有必然聯系的,是人為規定并且可以人為改變的),充分發揮自己的聰明才智創造出讓其他人完全猜不出内容的“暗号”:

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一位朝陽區熱心小貓提供的“加密”方式

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另一位朝陽區熱心學生提供的“加密”方式

還有一些同學以另一種聰明才智在互聯網上搜索并學習現成的“暗号”。

于是就會聽聞“暗号界”大佬——摩爾斯電碼——的鼎鼎大名。

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原來是畫家,後來成為發明家的塞缪爾·摩爾斯

摩爾斯電碼由半路出家的美國發明家塞缪爾·摩爾斯發明(此處有争議,據說摩爾斯的合作者艾菲爾德·維爾才是真正的發明者,專利歸摩爾斯,不過電報機确實是摩爾斯發明的),是一個用點“.”和劃“-”[或叫“滴”(Dit)和“答”(Dah)]兩種符号表示26個英文字母、10個數字以及标點符号的密碼系統,曾是世界上最便捷的遠距離通信語言。

在這之前的靜電感應時代,人們想出的遠距離通信解決方案是:架設26條電纜,每條電纜對應一個字母,當電纜通電時,電纜的另一端相應的紙條則會發生變化,就可以記下這個字母。但這種方式需要非常複雜的設備,并不是遠距離通信的“最優解”。

許多時候“足夠簡潔”是一種産品獲得廣泛接受度和長久生命力的關鍵因素。

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圖片來自網絡

1844年5月24日,人類通信史迎來了莊嚴的一刻,摩爾斯坐在華盛頓國會大廈聯邦最高法院會議廳中,用激動得發抖的手,向40英裡以外的巴爾的摩發出了曆史上第一份長途有線電報“What hath god wrought”(意為上帝創造了何等奇迹!出自希伯來《聖經》)

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傳媒博物館廣播館一廳牆上展示了人類曆史上第一份電報的内容

考慮到實際使用情況,國際摩爾斯電碼把使用頻率高的字母代碼簡化,不常使用的字母則使用複雜的代碼。從摩爾斯電碼表可以發現,因為字母“e”是英語中使用頻率最高的字母,所以用最簡單的“.”表示。

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聽見“滴”“哒”聲快速反應出對應字符的摩爾斯碼記憶方式

你知道嗎?目前最廣為人知的國際求救信号“SOS”一開始是作為船舶遇難信号來使用的。并且最初确定的國際公海海難求救信号并不是“SOS”,而是“CQD”,由英國馬可尼無線電公司在參加了1903年的第一屆國際無線電報會議之後提出。

“CQD”其實是在當時歐洲鐵路無線電通訊的一般呼号“CQ”後邊加上一個字母“D”,這個想法深受海上電報員們的喜愛,因為他們大多數過去都在鐵路系統工作,對“CQ”非常熟悉,并不需要重新學習全新的信号。在1908年國際無線電報公約組織已經明确規定應用“SOS”作為海難求救信号之後,“CQD”仍然被部分船隻使用着。

不過對舊信号的依賴并不總是帶來積極影響。

1912年4月“泰坦尼克号”沉船事件發生時,其他船隻和救助組織之所以沒有能夠及時組織施救,主要是因為他們不明白船上發報員開始發出的過時的“CQD”求救信号。直到整個船隻都快沒入大海“泰坦尼克号”才發出“SOS”求救信号,但此時救援已經來不及了。

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摩爾斯電碼自從被發明後擁有了長久的生命力,在海事通訊中被作為國際标準一直使用到1999年。在這之後,摩爾斯電碼也沒少在影視劇作品中露面。

喜歡宮崎駿電影的朋友不知道還記不記得這個畫面呢?

《懸崖上的金魚姬》片段,視頻來源B站UP主“毅聆”

《風聲》中曉夢通過在旗袍上縫出摩爾斯碼傳遞訊息。

《寄生蟲》中的密道中也出現使用燈光信号傳達莫爾斯碼的片段

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圖源知乎用戶HD800J

要是你眼部肌肉足夠靈活,也可以通過眨眼來“發電報”。

有空也可以來傳媒博物館廣播館一廳來體驗摩爾斯碼互動裝置哦~

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傳媒博物館位于廣播館一廳的摩爾斯碼互動體驗裝置

不過摩爾斯碼作為一種單字母替代密碼,再玩出花來,也能被細心觀察的人破解。

這位能人就是19世紀美國作家愛倫·坡。

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美國著名詩人、小說家愛倫·坡

在還沒成為作家的1839年,愛倫·坡曾給《亞曆山大每周信使》投稿,宣稱能夠解出所有單字母替代密碼,于是他收到了很多向他挑戰的密碼文章。愛倫·坡用英文字母出現的頻率對這些文章進行分析,幾乎解出了所有的密碼文章,這讓他收獲了一大批粉絲。

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英文字母文字材料中不同字母出現的頻率圖表

赫伯特·S·基姆在他那部經典的密碼學入門著作 《密碼和隐密寫作》裡提道:英文的字母頻率從高到低的排列順序是: E>T>A>O>N>R>I>S>H>D>L>F>C>M>U>G>Y>P>W>B>V>J>X>Q>Z,英文中最常見的字母對是TH、HE、AN、RE、ER、IN、ON、AT、ND、ST、ES、EN、OF、TE、ED、OR、TI、HI、AS、TO(記住這個規律對記單詞也有幫助呢)。

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後來愛倫·坡在他的小說《金甲蟲》中也提到了這種密碼知識,主人公倫格朗在海邊撿到了羊皮紙,火烤後出現密碼,他運用字母頻率分析順利解讀出海盜威廉·基德的藏寶地。

柯南·道爾的福爾摩斯系列《跳舞的人》中也出現了用字母頻率分析解讀人形密碼的情節,其中手持旗幟的人代表單詞之間的間隔。

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字母頻率規律的發現使單字母簡單替換密碼跟不上時代了,想要繼續秘密通信的人隻好在密碼世界另辟新路,發明多字母複雜替換密碼。

16世紀,蘇格蘭女王瑪麗卷入了英格蘭繼承權的争奪、蘇格蘭天主教和英格蘭新教之間的宗教戰争。命運坎坷的瑪麗向伊麗莎白一世尋求政治保護,反而被捕,被囚禁了18年。英格蘭許多追随瑪麗的天主教徒使用一套複雜的多字母替換密碼和瑪麗通信。通信的目的是預謀暗殺伊麗莎白,救出瑪麗并繼承王位。

這套密碼系統将23個字母和36個詞語以符号代替,因為這套融合密碼即替代了字符又替代了詞語,又被稱為“術語密碼系統”。

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瑪麗女王的暗号,圖源《ZEЯRO|零-世界符号大全》松田行正

不過這套試圖打破單字母替換密碼局限的複雜密碼還是被一位密碼高手破譯了,他是被伊麗莎白一世提拔的密碼解讀官員托馬斯·菲利普斯,他能用頻率分析5個國家的語言,于是輕松地解開了暗殺伊麗莎白的陰謀信,至此“巴賓頓陰謀”暴露,參與陰謀的人全部被處以殘酷的刑罰。

既然多字母複雜密碼也可以通過頻率分析破解,那麼隻要不斷變化每個字母對應的符号,打亂傳統的字母頻率分布規律,密碼不就可以永遠不被破解了嗎?二戰時期德國納粹使用的恩尼格碼enigma密碼機就是按照這樣的設想被發明出來的。

恩尼格碼密碼機的核心部件“轉子”會在每輸入一個字母後就轉動一格,于是所有字母對應的密碼都會改變一次,一個密碼機有幾個轉子,編碼方式就有26ⁿ種。這樣,隻要收發信息的雙方約定好轉子的初始位置,就算其他國家的密碼專家知道恩尼格碼密碼機的構造,也無法破譯密碼,正如一條密碼學的規律所說:“加密系統的保密性隻應建立在對密鑰的保密上,不應該取決于加密算法的保密。”

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像隻箱子一樣的恩尼格碼密碼機和它的核心部件“轉子”

機械加密設備應該由具有科學和數學頭腦的人來破解,最終三位傑出的波蘭密碼學家馬裡安·雷耶夫斯基、傑爾茲·羅佐基和亨裡克·佐加爾斯和其他許多兢兢業業的密碼學家還是把看起來堅不可摧的恩尼格碼密碼機給破譯了。

由于破譯過程過于複雜,此處不再解釋。(其實是我看不明白)

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當然,如果隻是日常生活中為了好玩而使用密碼的話不必深入密碼學到如此複雜的程度,簡潔的摩爾斯碼足夠用了。

傳說夏目漱石還是英語老師的時候,曾問學生“I love you”該如何翻譯。有學生翻譯為“愛しています”(“我愛你”),夏目漱石說,日本人是不會把“我愛你”挂在嘴邊的。日本人會說“月が綺麗ですね”(月色真美)。其實還有比“月色真美”更含蓄的說法,那就是“.. .-.. --- ...- . -.-- --- ..-”

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接下來為你準備了幾句摩爾斯碼編譯的話,破譯出來後你将得到幾句話。

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莫爾斯碼表,可以對照着破譯哦

你還有哪些有趣的“暗号”呢?

你還知道什麼有意思的密碼知識嗎?

你還記得哪些影視劇作品中也有出現密碼相關情節嗎?

歡迎在評論區互動哦~


撰 稿 | 唐蓉婷

編 輯|張 堃

責 編 | 胡庭瑜

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