skytale

ATBASH Cipher

西元前5世紀，古希臘斯巴達出現原始的密碼器――skytale（密碼），也就是「天書」，用一條帶子纏繞在一根木棍上，沿木棍縱軸方向寫好明文，解下來的帶子上就只有雜亂無章的密文字母。解密者只需找到相同直徑的木棍，再把帶子纏上去，沿木棍縱軸方向即可讀出有意義的明文。這是最早的換位密碼術。希伯萊文的聖經舊約中，使用了ATBASH――逆序互代法，和albam――折半順序互代法，對三處文字進行了加密。

西元前1世紀，著名的凱撒密碼（caesar cipher，又稱循環移位密碼）被用於高盧戰爭中，這是一種簡單易行的單字母替代密碼。

西元9世紀，阿拉伯的阿爾‧金迪（Al kindi，也被稱為伊沙克Ishaq，801?-873年，同時還是天文學家、哲學家、化學家和音樂理論家）提出解密的頻度分析法（Frequency Analysis），透過分析計算密文字出現的頻率破譯密碼。

Louis XIV The Great Cipher（1626）
西元16世紀中期，義大利的卡爾達諾（G．Cardano,1501-1576）發明了卡爾達諾漏格板，覆蓋在密文上，可從漏格中讀出明文，這是較早的一種分置式密碼。

西元16世紀晚期，英國的菲力浦斯利用頻度分析法成功破解蘇格蘭女王瑪麗的密碼信，信中策劃暗殺英國女王伊莉莎白，這次解密將瑪麗送上了斷頭台。

幾乎在同一時期，法國的維熱納爾（Blaise de Vigenere,1523-1596）提出著名的維熱納爾方陣密表和維熱納爾密碼（Vigenere cipher），這是一種多表加密的替代密碼，可使阿爾‧金迪和菲力浦斯的頻度分析法失效。

摩斯密碼（Morse Code,1845）：是一種時通時斷的信號代碼，透過不同的排列順序來表達不同的英文字母、數字和標點符號。它由美國人艾爾菲德‧維爾發明，當時他正在協助薩繆爾‧摩斯進行摩斯電報機的發明（1835年）。

摩斯電碼是一種早期的數字化通信形式，但是它不同於現代只使用0和1兩種狀態的二進位代碼，它的代碼包括五種：點，劃，每個字元間短的停頓，每個詞之間中等的停頓，以及句子之間長的停頓。

The Telegraph Invented（1753）
西元20世紀初，第一次世界大戰進行到關鍵時刻，英國破譯密碼的專門機構「40號房間」利用繳獲的德國密碼本破譯了著名的「齊默爾曼電報」（The Zimmermann Telegram, 1917），促使美國放棄中立參戰，改變了戰爭進程。

ADFGVX Cipher,1918：是德軍在第一次世界大戰中使用的欄塊密碼。事實上，它是早先一種密碼ADFGX的增補版。1918年3月由Fritz Nebel上校發明並提倡使用。是一種結合了改良過的Polybius方格替代加密與單行移位的分解加密法。這個密碼被命名以使用於密文當中的六個字母 A, D, F, G, V, X。

大戰快結束時，美國的維那姆發明一次性便箋密碼，它是一種理論上絕對無法破譯的加密系統，被譽為密碼編碼學的聖杯。但產生和分發大量隨機密鑰的困難使它的實際應用受到很大限制，從另一方面來說安全性也更加無法保證。

1959積體電路（Integrated Circuit）

第二次世界大戰中，波蘭人和英國人破譯了德國著名的「恩格瑪」（Enigma,1918）密碼機密碼，原本是以語言學家和人文學者為主的解碼團隊中加入了數學家和科學家。電腦之父亞倫‧圖靈（Alan Mathison Turing,1912-1954）就是在這個時候加入了解碼隊伍，發明了一套更高明的解碼方法。同時，這支優秀的隊伍設計了人類的第一部電腦來協助破解工作。顯然，越來越普及的電腦也是軍工轉民用產品。美國人破譯了被稱為「紫密」的日本「九七式」密碼機密碼。靠前者，德國的許多重大軍事行動對盟軍都不成為秘密；靠後者，美軍炸死了偷襲珍珠港的元兇日本艦隊總司令山本五十六。

同樣在二次世界大戰中，印第安那瓦霍土著語言被美軍用作密碼，從吳宇森導演的《獵風行動》（Windtalkers）中能窺其一二。所謂風語者，是指美國二戰時候特別征募使用的印第安那瓦約（Navajo）通信兵。在二次世界大戰日美的太平洋戰場上，美國海軍軍部讓北墨西哥和亞利桑那印第安那瓦約族人使用約瓦納語進行情報傳遞。納瓦約語的語法、音調及辭彙都極為獨特，不為世人所知道，當時納瓦約族以外的美國人中，能聽懂這種語言的也就一、二十人。這是密碼學和語言學的成功結合，納瓦霍語密碼成為歷史上從未被破譯的密碼。

1975年1月15日，對電腦系統和網路進行加密的DES（Data Encryption Standard，資料加密標準）由美國國家標準局頒佈為國家標準，這是密碼術歷史上一個具有里程碑意義的事件。

1976年，美國的迪菲（Diffie）和赫爾曼（Hellman）提出了公開密鑰密碼的新思想，把密鑰分為加密的公鑰和解密的私鑰，這是密碼學的一場革命。

1977年，美國的里維斯特（Ronald Rivest）、沙米爾（Adi Shamir）和阿德勒曼（Len Adleman）提出第一個較完善的公鑰密碼體制──RSA體制，這是一種建立在大數因數分解基礎上的演算法。

1985年，英國的多伊奇（David Deutsch）提出量子電腦的初步設想，這種電腦一旦造出來，可在30秒鐘內完成傳統電腦要花上100億年才能完成的大數因數分解，從而破解RSA運用這個大數產生公鑰來加密的資訊。

同一年，美國的貝內特（Bennet）根據他關於量子密碼術的協定，在實驗室第一次實現了量子密碼加密資訊的通信。儘管通信距離只有30mm，但它證明了量子密碼術的實用性。與一次性便箋密碼結合，同樣利用量子的神奇物理特性，可產生連量子電腦也無法破譯的絕對安全的密碼。

2003，位於日內瓦的id Quantique公司和位於紐約的MagiQ技術公司，推出了傳送量子密鑰的距離超越了貝內特實驗中30mm的商業產品。日本電氣公司在創紀錄的150公里傳送距離的演示後，最早將在隔年向市場推出產品。IBM、富士通和東芝等企業也在積極進行研發。目前，市面上的產品能夠將密鑰透過光纖傳送幾十公里。美國的國家安全局和美聯儲都在考慮購買這種產品。MagiQ公司的一套系統價格在7萬美元到10萬美元之間。

2004年，美國BBN科技公司和美國哈佛大學合作構築了全球第一個量子密碼網路「DARPA量子網路」。

縱觀密碼術的歷史，貫穿著一根主線，就是加密者和解密者的反復對抗，加密者想出一種密碼，很快解密者就拿出破解的辦法，然後加密者又想出更複雜難解的密碼。當凱撒密碼等單字母替代密碼被頻度分析法破解，維熱納爾密碼的出現又使頻度分析法無計可施；當維熱納爾密碼在300年的時間裏獨領風騷，巴貝奇和凱西斯基更複雜的頻度分析法又使它不再成為難題。而由恩格瑪密碼機等發展起來的機電式混合式加密技術日趨完善，DES成為標準，導致頻度分析的作用越來越小；等到依靠解密者個人智慧的頻度分析風光不再，利用窮舉法進行「蠻力攻擊」的電子電腦又登上了解密的主戰場。為對抗功能強大的聯網電腦，RSA等公鑰密碼奮起反擊；但量子電腦整裝上陣，乾淨漂亮地徹底打敗包括RSA在內的所有數學密碼。最後，密碼術面臨絕境，量子密碼臨危受命橫空出世，聯合一次性便箋密碼扮演了終結者的角色，以絕對優勢取得了對解密一方的完勝，一場歷千百年的驚心動魄的密碼史對抗大戰就此硝煙散盡。