审核专家：刘为华

信大捷安北京分公司高级信息安全标准专家

移动互联时代，只要拥有网络我们就可以进行各种各样的线上活动，各种平台的登录以及财务往来都需要依靠“密码”来进入，但是我们所熟知的“密码”跟严谨的密码定义是否一致呢？就让我们一起来了解一下吧！

01

什么是“密码”？

2020年1月1日,《中华人民共和国密码法》(以下简称《密码法》)正式施行。在《密码法》中密码是这样定义的：密码是指采用特定变换的方法对信息等进行加密保护、安全认证的技术、产品和服务。

我们日常所用到的手机开机密码、银行卡取款密码、邮箱登录密码等，并不是《密码法》中所说的密码，准确地说，上述常说的“密码”应该称为“口令”。

看来我们所俗称的“密码”并不正确，那我们就先来了解一下真正的密码和它的历史吧。

02

密码的故事

凯撒密码是一种古老、简单且最广为人知的加密方法。就是把字母表中的每个字母，均匀地往后推几个位置，比如每个字母往后移动3位（a变成d、b变成e...以此类推），比如单词apple就变成了dssoh。这个加密方法是以罗马共和时期凯撒的名字命名的，当年凯撒曾用此方法与其将军们进行联系。不过这个方法比较简单，也容易被破解。

意大利的凯撒铜像来源丨维基百科

在大约500年前，苏格兰的玛丽女王因叛国罪被判入狱，在狱中的几年，她没有放弃，时刻准备着东山再起，为此一直用加密信件和外面的同党联络，准备密谋刺杀英格兰女王伊丽莎白一世。

来源丨电视剧截图

为了信件的保密性，玛丽女王专门发明了一套在当时很复杂的加密方法：采用23个符号和数字替代23个字母，又用另外36个符号指代固定的单词和词组，还额外加入了4个根本不具备任何意义的符号，以及1个特殊的符号用来专指后面的一个符号代表两个字母的重复符号。这在当时是非常复杂的一套密码方法，本来觉得万无一失，最后却败在了一个人身上，他就是善用频率分析法的语言学家托马斯·菲利普斯。

菲利普斯建立了一套频率分析的方法，总结每个符号的频率，用最常出现的单词和字母代入尝试，先挑出了4个无意义的符号，然后依次分析出其余大部分符号的含义，剩下的再联系上下文大致猜出来信件内容。

这个方法成功的破译了玛丽女王的密码，菲利普斯还在一封密信的末尾，模仿玛丽女王的笔迹和加密方法，补充了一段话，诱骗她的同党说出了几位刺客的身份，最终把他们一起送上了断头台。

03

传统密码算法的破译

基于密码的重要性，在战争或对抗等领域需要破译加密前的原文，因此密码算法如何破译也成了一项很重要的研究领域，经典密码算法规律性强，通常很容易被破解。许多经典密码算法可仅经由密文而破解，所以它们容易受到唯密文攻击法（仅在已加密信息的情况下进行攻击）攻击。

如上文中的例子，早期多用频率分析法进行破译，在著名侦探小说家柯南‧道尔的侦探小说《福尔摩斯‧归来记》中《跳舞的人》一篇中就运用了这种破译方法，福尔摩斯在墙上看到五个跳舞人的画，他从英语用语对答的常用性与英语使用频率最高的字母E猜出了其中一次跳舞人画所代表的字为Never，从而破解了字谜。

来源丨电视剧截图

后来的密码算法设计就向着不会被“频率分析法”破译的方向努力，如“维吉尼亚密码”：指定一个密钥，在加密时需要先写上明文，在明文下方不断重复密钥；然后根据密钥偏移密钥字母位置，如A表示不偏移，B表示偏移到下一个字母，C表示偏移后两个字母，以此类推。这种密码算法在一定程度上对抗了“频率分析法”。

二战时期德军使用的恩尼格玛密码机

来源丨维基百科

一直到二战时期，最著名的“ENIGMA（恩尼格玛）密码机”也是采用了这种原理，加密可能性达到了1 5896 2555 2178 2636 0000，因此破解难度极高，直到“现代计算机之父”阿兰·图灵专门开发了一种机器用于破解，用强大的电脑机器对抗这种数字庞大的解密算法，终于完成了ENIGMA密码算法的破译。

恩尼格玛密码机的转子

来源丨维基百科

04

21世纪的密码

2004年，来自中国山东大学的教授王小云赶赴美国参加密码学会议，在会议上，王小云直接宣布她及带领的团队已经成功破译了MD5密码哈希算法。会议后，美国迅速用SHA-1替代了MD5，从2005年开始王小云又展开了对美国新密码哈希算法SHA-1的破译工作，王小云仅仅用了两个月的时间，就再次成功破译。王小云如今成为全球公认的顶级密码专家，让中国拥有世界先进的密码破译技术，成为国人的骄傲，更是将中国密码学带领到世界前列。

一举成名以后，王小云依旧潜心研究密码，她带领团队研究出一套独创的密码分析方法，也成功找到了之前被自己破译的MD5与SHA-1这两套密码体系的漏洞。王小云还对此进行查漏补缺，在2007年，成功研发出了一套破译难度远超MD5与SHA-1，更为高级的密码系统，命名为SM3，这套密码系统也是中国密码哈希函数的新标准。

我们国家高度重视商用密码标准化工作，在完成密码行业标准、国家标准的同时，大力推进以我国自主设计研制的SM系列密码算法（包括对称加密、数字签名/非对称加密、密码哈希、标识密码算法等）为代表的中国商用密码标准纳入国际标准，积极参与国际标准化活动，加强国际交流合作。

2011年9月，我国设计的祖冲之（ZUC）算法纳入国际第三代合作伙伴计划组织（3GPP）的4G移动通信标准，用于移动通信系统空中传输信道的信息加密和完整性保护，这是我国密码算法首次成为国际标准。2015年5月起，我国陆续向ISO提出了将SM2、SM3、SM4和SM9算法纳入国际标准的提案。2017年，SM2正式成为ISO/IEC国际标准。2018年，SM3算法正式成为ISO/IEC国际标准。在2021年，SM4、SM9也相继正式成为ISO/IEC国际标准。这样，我国商用密码国际标准体系已基本成型，为密码在全球范围的发展与应用提供了中国方案贡献了中国智慧。

无论何时，密码技术都是保护重要信息的保护伞，涉及到我们生活、工作的方方面面，它们的安全性也关乎着我们的财富、隐私安全，因此，我们也希望，随着时代的发展、科技的进步，虽然密码算法破译的方法在不断进步，我们的密码“护盾”也不断进步，为我们的生活提供一份安心的保障。

来源: 数字北京科学中心