17世紀的加密
1、3DES演算法
3DES(即Triple DES)是DES向AES過渡的加密演算法(1999年,NIST將3-DES指定為過渡的加密標准),加密演算法,其具體實現如下:設Ek()和Dk()代表DES演算法的加密和解密過程,K代表DES演算法使用的密鑰,M代表明文,C代表密文,這樣:
3DES加密過程為:C=Ek3(Dk2(Ek1(M)))
3DES解密過程為:M=Dk1(EK2(Dk3(C)))
2、Blowfish演算法
BlowFish演算法用來加密64Bit長度的字元串。
BlowFish演算法使用兩個「盒」——unsignedlongpbox[18]和unsignedlongsbox[4,256]。
BlowFish演算法中,有一個核心加密函數:BF_En(後文詳細介紹)。該函數輸入64位信息,運算後,以64位密文的形式輸出。用BlowFish演算法加密信息,需要兩個過程:密鑰預處理和信息加密。
分別說明如下:
密鑰預處理:
BlowFish演算法的源密鑰——pbox和sbox是固定的。我們要加密一個信息,需要自己選擇一個key,用這個key對pbox和sbox進行變換,得到下一步信息加密所要用的key_pbox和key_sbox。具體的變化演算法如下:
1)用sbox填充key_sbox
2)用自己選擇的key8個一組地去異或pbox,用異或的結果填充key_pbox。key可以循環使用。
比如說:選的key是"abcdefghijklmn"。則異或過程為:
key_pbox[0]=pbox[0]abcdefgh;
key_pbox[1]=pbox[1]ijklmnab;
…………
…………
如此循環,直到key_pbox填充完畢。
3)用BF_En加密一個全0的64位信息,用輸出的結果替換key_pbox[0]和key_pbox[1],i=0;
4)用BF_En加密替換後的key_pbox,key_pbox[i+1],用輸出替代key_pbox[i+2]和key_pbox[i+3];
5)i+2,繼續第4步,直到key_pbox全部被替換;
6)用key_pbox[16]和key_pbox[17]做首次輸入(相當於上面的全0的輸入),用類似的方法,替換key_sbox信息加密。
信息加密就是用函數把待加密信息x分成32位的兩部分:xL,xRBF_En對輸入信息進行變換。
3、RC5演算法
RC5是種比較新的演算法,Rivest設計了RC5的一種特殊的實現方式,因此RC5演算法有一個面向字的結構:RC5-w/r/b,這里w是字長其值可以是16、32或64對於不同的字長明文和密文塊的分組長度為2w位,r是加密輪數,b是密鑰位元組長度。
(1)17世紀的加密擴展閱讀:
普遍而言,有3個獨立密鑰的3DES(密鑰選項1)的密鑰長度為168位(三個56位的DES密鑰),但由於中途相遇攻擊,它的有效安全性僅為112位。密鑰選項2將密鑰長度縮短到了112位,但該選項對特定的選擇明文攻擊和已知明文攻擊的強度較弱,因此NIST認定它只有80位的安全性。
對密鑰選項1的已知最佳攻擊需要約2組已知明文,2部,2次DES加密以及2位內存(該論文提到了時間和內存的其它分配方案)。
這在現在是不現實的,因此NIST認為密鑰選項1可以使用到2030年。若攻擊者試圖在一些可能的(而不是全部的)密鑰中找到正確的,有一種在內存效率上較高的攻擊方法可以用每個密鑰對應的少數選擇明文和約2次加密操作找到2個目標密鑰中的一個。
2. 伏尼契手稿,為什麼沒人能看懂
本書中使用的字母和語言仍然無法識別,它們與現代語言不完全兼容,似乎是中世紀煉金術士的參考書。伏尼契手稿是一本長達240頁的神秘書籍,內容,插圖不詳,作者也不詳。本書的名稱Vonich來自一家名叫Wilfred Vonich的波蘭裔美國書店,後者於1912年在義大利購買了該書。在2005年,這本書進入了耶魯大學的Benecra和手稿圖書館。
3.伏尼契手稿的破譯
但更重要的是,用於分析沃尼克手稿之謎的方法可以應用於拼圖的其他領域。要解決這個古老的奧秘,必須有幾個專業,包括密碼學,語言學和中世紀歷史。研究的主題是「專家推理」,即解決復雜問題的過程。
因此,為了測試我們是否可以找到以這種方式緩解宿醉的新方法,我們將研究Vonich手稿作為非正式測試,最重要的步驟是列出相關領域專業知識的優缺點。
3. 誰了解密碼學的發展歷史
發展歷程
密碼學(在西歐語文中,源於希臘語kryptós「隱藏的」,和gráphein「書寫」)是研究如何隱密地傳遞信息的學科。在現代特別指對信息以及其傳輸的數學性研究,常被認為是數學和計算機科學的分支,和資訊理論也密切相關。
著名的密碼學者Ron Rivest解釋道:「密碼學是關於如何在敵人存在的環境中通訊」,自工程學的角度,這相當於密碼學與純數學的異同。密碼學是信息安全等相關議題,如認證、訪問控制的核心。密碼學的首要目的是隱藏信息的涵義,並不是隱藏信息的存在。
密碼學也促進了計算機科學,特別是在於電腦與網路安全所使用的技術,如訪問控制與信息的機密性。密碼學已被應用在日常生活:包括自動櫃員機的晶元卡、電腦使用者存取密碼、電子商務等等。
密碼是通信雙方按約定的法則進行信息特殊變換的一種重要保密手段。依照這些法則,變明文為密文,稱為加密變換;變密文為明文,稱為脫密變換。密碼在早期僅對文字或數碼進行加、脫密變換,隨著通信技術的發展,對語音、圖像、數據等都可實施加、脫密變換。
密碼學是在編碼與破譯的斗爭實踐中逐步發展起來的,並隨著先進科學技術的應用,已成為一門綜合性的尖端技術科學。它與語言學、數學、電子學、聲學、資訊理論、計算機科學等有著廣泛而密切的聯系。它的現實研究成果,特別是各國政府現用的密碼編制及破譯手段都具有高度的機密性。
進行明密變換的法則,稱為密碼的體制。指示這種變換的參數,稱為密鑰。它們是密碼編制的重要組成部分。
密碼體制的基本類型可以分為四種:錯亂按照規定的圖形和線路,改變明文字母或數碼等的位置成為密文;代替——用一個或多個代替表將明文字母或數碼等代替為密文;密本——用預先編定的字母或數字密碼組,代替一定的片語單詞等變明文為密文。
加亂——用有限元素組成的一串序列作為亂數,按規定的演算法,同明文序列相結合變成密文。以上四種密碼體制,既可單獨使用,也可混合使用 ,以編制出各種復雜度很高的實用密碼。
20世紀70年代以來,一些學者提出了公開密鑰體制,即運用單向函數的數學原理,以實現加、脫密密鑰的分離。加密密鑰是公開的,脫密密鑰是保密的。這種新的密碼體制,引起了密碼學界的廣泛注意和探討。
利用文字和密碼的規律,在一定條件下,採取各種技術手段,通過對截取密文的分析,以求得明文,還原密碼編制,即破譯密碼。破譯不同強度的密碼,對條件的要求也不相同,甚至很不相同。
其實在公元前,秘密書信已用於戰爭之中。西洋「史學之父」希羅多德(Herodotus)的《歷史》(The Histories)當中記載了一些最早的秘密書信故事。公元前5世紀,希臘城邦為對抗奴役和侵略,與波斯發生多次沖突和戰爭。
於公元前480年,波斯秘密集結了強大的軍隊,准備對雅典(Athens)和斯巴達(Sparta)發動一次突襲。
希臘人狄馬拉圖斯(Demaratus)在波斯的蘇薩城(Susa)里看到了這次集結,便利用了一層蠟把木板上的字遮蓋住,送往並告知了希臘人波斯的圖謀。最後,波斯海軍覆沒於雅典附近的沙拉米斯灣(Salamis Bay)。
由於古時多數人並不識字,最早的秘密書寫的形式只用到紙筆或等同物品,隨著識字率提高,就開始需要真正的密碼學了。最古典的兩個加密技巧是:
置換(Transposition cipher):將字母順序重新排列,例如『help me』變成『ehpl em』。
替代(substitution cipher):有系統地將一組字母換成其他字母或符號,例如『fly at once』變成『gmz bu podf』(每個字母用下一個字母取代)。
(3)17世紀的加密擴展閱讀:
研究
作為信息安全的主幹學科,西安電子科技大學的密碼學全國第一。
1959年,受錢學森指示,西安電子科技大學在全國率先開展密碼學研究,1988年,西電第一個獲准設立密碼學碩士點,1993年獲准設立密碼學博士點,是全國首批兩個密碼學博士點之一,也是唯一的軍外博士點,1997年開始設有長江學者特聘教授崗位,並成為國家211重點建設學科。
2001年,在密碼學基礎上建立了信息安全專業,是全國首批開設此專業的高校。
西安電子科技大學信息安全專業依託一級國家重點學科「信息與通信工程」(全國第二)、二級國家重點學科「密碼學」(全國第一)組建,是985工程優勢學科創新平台、211工程重點建設學科。
擁有綜合業務網理論及關鍵技術國家重點實驗室、無線網路安全技術國家工程實驗室、現代交換與網路編碼研究中心(香港中文大學—西安電子科技大學)、計算機網路與信息安全教育部重點實驗室、電子信息對抗攻防與模擬技術教育部重點實驗室等多個國家級、省部級科研平台。
在中國密碼學會的34個理事中,西電占據了12個,且2個副理事長都是西電畢業的,中國在國際密碼學會唯一一個會員也出自西電。毫不誇張地說,西電已成為中國培養密碼學和信息安全人才的核心基地。
以下簡單列舉部分西電信安畢業生:來學嘉,國際密碼學會委員,IDEA分組密碼演算法設計者;陳立東,美國標准局研究員;丁存生,香港科技大學教授;邢超平,新加坡NTU教授;馮登國,中國科學院信息安全國家實驗室主任,中國密碼學會副理事長。
張煥國,中國密碼學會常務理事,武漢大學教授、信安掌門人;何大可,中國密碼學會副理事長,西南交通大學教授、信安掌門人;何良生,中國人民解放軍總參謀部首席密碼專家;葉季青,中國人民解放軍密鑰管理中心主任。
西安電子科技大學擁有中國在信息安全領域的三位領袖:肖國鎮、王育民、王新梅。其中肖國鎮教授是我國現代密碼學研究的主要開拓者之一,他提出的關於組合函數的統計獨立性概念,以及進一步提出的組合函數相關免疫性的頻譜特徵化定理,被國際上通稱為肖—Massey定理。
成為密碼學研究的基本工具之一,開拓了流密碼研究的新領域,他是亞洲密碼學會執行委員會委員,中國密碼學會副理事長,還是國際信息安全雜志(IJIS)編委會顧問。
2001年,由西安電子科技大學主持制定的無線網路安全強制性標准——WAPI震動了全世界,中國擁有該技術的完全自主知識產權,打破了美國IEEE在全世界的壟斷,華爾街日報當時曾報道說:「中國無線技術加密標准引發業界慌亂」。
這項技術也是中國在IT領域取得的具少數有世界影響力的重大科技進展之一。
西安電子科技大學的信息安全專業連續多年排名全國第一,就是該校在全國信息安全界領袖地位的最好反映。
參考資料來源:網路-密碼學
4. 存儲根密鑰為什麼重要
如果這個密鑰泄露的話,會有可能使數據遭到破解。那造成的損失可能是不可估量的。
數據加密技術是一項非常古老的技術,最早可以追溯到公元前2000多年前,當時的埃及人就開始使用特別的象形文字作為信息編碼來保護他們的秘密文件。而始於公元前17世紀由克里特島人發明的Phaistos圓盤更被譽為最難破解的密碼之一。而互聯網因為它本身的開放性,信息安全也難以實現面面俱到。人們越來越重視在數據安全這一領域上技術的革新與創新。
5. 求助:資訊理論與編碼理論的最新發展動態及其成果
你的提問很有創意!!
有一個比知識更天然和更基礎的概念,這個概念便是信息。但信息如若沒有定義,則是個貧乏的概念,其他概念也不能據此得到表達和關聯。而信息流的運作層面,要比知識的獲取和傳播更為基本。因此,信息盡管也通過語言傳遞,但也只在由知覺傳遞,由記憶儲存。
量子理論與相對論是二十世紀物理學兩大支柱,也是二十世紀物理學所取得的最輝煌的成果。到1982年,Wotters和Zurek在《Nature》雜志上發表一篇短文,提出所謂的量子不可克隆定理:即一個未知的量子態不可能被完全精確復制。這個定理,雖然有人認為已經蘊涵在量子態疊加原理的最基本的量子力學原理之中,其實質是量子態疊加原理的一個重要推論,但筆者不完全同意這個結論;量子不可克隆定理給量子信息的提取設置的不可逾越的界限,以及「量子態不可克隆原理」指明環境的不可避免地破壞量子的相乾性,就已經能說明,克隆與不可克隆,其本質是介入傳統問題的新視角。而且量子不可克隆定理已經開始能應對來自信息世界和信息社會新的智力挑戰。
然而早在17世紀的科學革命,使哲學家將其注意力從可知客體的本質轉移到客體與認知主體之間的知識關系,隨後而來的信息社會的發展以及現在管理信息圈的工具、組織、信息圈數百萬人打發他們時間的語義環境的出現,信息已上升為一個基本概念,並突出了信息與計算科學的概念、方法和理論基礎。這是自人工智慧早期工作以來就很清楚的事。特別是1948年,申農(Shannon)指出通信的極限而奠定的資訊理論基礎;這個基礎最初出發點似乎非常簡單,但卻不簡單。申農定義的「信息」概念是,信息的最基本形式是某一事物的對與錯。
這個「對與錯」,和「克隆與不可克隆」 ,介入信息的視角是完全不同的,其本質是電腦(電子計算機)資訊理論。因為「對與錯」可以用一個二進制單位,或者說一個「比特」,以「1」或「0」的形式來表達。在這一過程中,申農有一個驚人的發現,通過信息編碼來對付各種形式的干擾,能將信息從一個地點傳送到另一個地點。目前, 關於電腦與信息研究,已經結出累累碩果,影響也日益廣泛,可以說,現在資訊理論研究的三個范疇:A. 狹義資訊理論;B. 一般資訊理論;C. 廣義資訊理論,其本質都屬於電腦資訊理論,即是可克隆的內容。
同時申農的定義,使信息成為人們對事物了解的不確定性的消除或減少。這也是從「對與錯」的角度下的定義,例如信源發出了某種情況的不了解的「對」的狀態,即消除了不定性;並且能用概率統計的數學方法,來度量為定性被消除的量的大小:如以H(x)為信息熵,是信源整體的平均不定度;而信息I(p)是從信宿角度代表收到信息後消除不定性的程度,所以它只不在信源發出的信息熵被信宿收到後才有意義。在排除干擾的理想情況下,信源發出的信號與信宿接收的信號一一對應,H(x)與I(p)二者相等。所以信息熵的公式也就是信息量的分式。當對數以2為底時,單位稱比特(bit),信息熵是l0g2=1比特。然而在熱力學中,熵是物質系統狀態的一個函數,它表示微觀粒子之間無規則的排列程度,即表示系統的紊亂度。這正如一個系統中的信息量是它的組織化程度的度量,一個系統的熵就是它的無組織程度的度量;即這一個正好是那一個的負數。這也說明信息與熵是一個相反的量,信息是負熵,它表示系統獲得後無序狀態的減少或消除,即消除不定性的大小。
然而,不管是語法信息、語義信息、語用信息;離散信息、連續信息;二元信息、多元信息;自然信息,社會信息,科技信息,文藝信息,經濟信息;前饋信息、反饋信息;真實信息、虛假信息;有用信息、無用信息;概率信息,突發信息,確定信息、模糊信息等,從應用、來源、載體分類來說多麼復雜,但它們具有的,1、可識別;2、可轉換;3、可傳遞;4、可加工處理;5、可多次利用(無損耗性);6、在流通中擴充;7、主客體二重性;8、可度量性;9.可存儲性;10.時效性;11.排序性等,都與「可克隆」的性質類似。特別是關於信息傳輸的有效性、可靠性、保密性和認證性研究中,例如信源熵的定義、量化,信源編碼、信道編碼、加密編碼、解密編碼,以及關於信息的計量、發送、傳遞、交換、接收和儲存等問題,更是屬於的電腦資訊理論的內容。
1956年,法國物理學家布里淵出版《科學與資訊理論》專著,從熱力學和生命等許多方面探討資訊理論,把熱力學熵與信息熵直接聯系起來,使熱力學中「麥克斯韋爾妖」的佯謬得以解釋。1964年,英國神經生理學家W.B.Ashby發表的《系統與信息》等文章,還把資訊理論推廣應用到生物學和神經生理學領域。這些研究,以及後來從經濟、管理和社會的各個部門對資訊理論的研究,使資訊理論遠遠地超越了申農原通信技術的領域。目前的哲學家、經濟學家、計算機和情報工作者以及普通老百姓,可以完全不理會電腦資訊理論中隱藏的「克隆」概念的認同,而且類似天氣預報信息,股價預測信息,謊報軍情信息、經濟信息等和信息價值的度量及優化,好似與電腦資訊理論的研究范圍和數學工具無關,比如有效市場理論中「股票價格反映公司所有公開的信息」的「信息」的用法,一些反對電腦資訊理論的專家認為,這是把公開的資料(文字數據)本身當作信息,實際上各人對資料理解的不同,信息(量)是不同的。因此,他們希望擴大信息的研究范圍和數學工具,但此追求其本質仍然是一個提高「克隆」或「對」質量的問題。
二、量子計算機資訊理論
量子計算機(量腦)和三旋理論的出現,也許能更從多方面揭開「信息」與「克隆」關系的謎底,為「信息」的本質提供更為清晰的圖象。因為量子計算機和電腦的原理是不相同的 。這個中的道理是,量子理論雖然把任何事物包括光、物質、能量甚至時間都看成是以大量的量子形式顯現的,並且這些量子是粒子和波的多種組合,以多種方式運動,但量子的拓撲幾何形狀抽象卻長期沒有統一。一種認為量子是質點,如類粒子模型;一種認為量子是能量環,如類圈體模型。電子計算機屬類粒子模型,因為它的微處理器是以大規模和超大規模半導體集成電路晶元為部件,這是以晶體能帶p-n結法則決定的電子集群粒子性為基礎得以開發的。而量子計算機則屬於類圈體模型,因為一台桌式量子計算機的基本元件如核磁共振分光計,它操縱的是量子的自旋,而類圈體模型最具有自旋操作的特色。類圈體的三旋即面旋、體旋、線旋不僅可以用作誇克的色動力學編碼,而且也可以用作量子計算邏輯門的建造。因為類圈體的三旋根據排列組合和不相容原理,可構成三代62種自旋狀態,並且為量子的波粒二相性能作更直觀的說明:在類圈體上任意作一個標記(類似密度波),由於存在三種自旋,那麼在類圈體的質心不作任何運動的情況下,觀察標記在時空中出現的次數是呈幾率波的,更不用說它的質心有平動和轉動的情況。這與量子行為同時處於多種狀態且能同時處理它的所有不同狀態是相通的。而這正是量子計算機開發的理論基礎,並且能提高計算速度。即由信息與電子計算科學(電腦)、信息與通信技術,引起的實踐與概念的轉換,正在導致一場大變革,然而電腦的信息革命卻誤導了人們,以為僅僅是電子計算機正面臨晶體管的尺寸縮小到常規微晶元的極限,顯示的量子行為的限制,才要求功能強大的量子計算機的。
並且,這也不是有的人認為的,量子計算機的研究范圍和數學工具,與電腦資訊理論並沒有本質的不同。例如,量子計算機利用量子行為能同時處於多種狀態且能同時處理它的所有不同狀態,類似打開一把有兩位的號碼鎖,在電子計算機中,一位的狀態由0或1規定,兩位就構成4種不同,即0與0,0與1,1與0,1與1。隨著計算過程的進行,數據位就能很有秩序地在眾多的邏輯門間移動,因此在電子計算機中可能需要進行4次嘗試才能打開的計算,在類似的一台由極少量的氯仿構成的兩位量子計算機中,一個量子位可同時以0和1的狀態存在,兩個量子位也構成類似的4種不同狀態,而量子位卻不需移動,要執行的程序被匯編成一系列的射頻脈沖,通過各種各樣的核磁共振操作把邏輯門帶到量子位那裡,該鎖只用一步就被打開。
當然,也有更多的人認為,不應低估接受「克隆與不可克隆」 範式,所要遇到的不可逾越的困難。然而,正是量子不可克隆的不可逾越,才能理解愛因斯坦關於「我不相信上帝在擲骰子」的話。因為筆者認為,愛因斯坦是從宏觀物質的清楚、精確的信息非常多,而不可克隆,說的對物質實體、實在、結構最為本質的看法。在這一點上,愛因斯坦和玻爾並沒有本質的分歧。不信,就看下面以「克隆與不可克隆」 範式,對微觀物質和宏觀物質作的對比分析研究。
1、由於事物能「一分為二」或有「雙重解」結構,例如物質可分為微觀物質和宏觀物質,我們也把信息「一分為二」,類似「實體」的信息,設叫「結構信息」;類似「關系」的信息,設叫「交換信息」,這僅是和「克隆與不可克隆」作的近似對應,即假設「交換信息」是「可克隆」的,而「結構信息」是「不可克隆」的。現以 「人」代表宏觀物質,以「量子」代表微觀物質,作對比分析研究。
2、從時序上來說,宏觀物質「結構信息」的「人」,只能從「活」到「死」,不能從「死」到「活」。這是非常清楚、精確的信息;因一個「人」的清楚、精確的信息非常多,這是不能作假的,所以這個真「人」「不可克隆」,即真品克隆就成了贗品。但宏觀物質「結構信息」的「人」的這種清楚、精確的信息雖然非常多,而類似發生從「活」到「死」的概率少,且類似相同信息發生的間隔大,所以是一種弱「不可克隆」。因此對「交換信息」的「人」,是可以克隆的,例如戲劇、電影,拌演真人的演員這種克隆「人」,就可以從「活」到「死」,也可以從「死」到「活」。其原因不光是改變了時序問題,而且還存在「速度」問題。從速度上來說,宏觀物質一般遠離「光速」,「結構信息」的「人」也遠離「光速」,因此「交換信息」的「人」容易「克隆」,而且這是一種強「克隆」。
3、再說微觀物質,由於存在不確定性原理,量子存在漲落,因此好似不清楚、精確的信息非常多,容易克隆,即如俗話說的:「畫鬼易,畫人難」,因為人,大家清楚,而鬼大家不清楚,可隨便畫。但事實上,從時序上來說,「結構信息」的「量子」不但能從「存在」到「消失」,而且也能從「消失」轉到「存在」,這些清楚、精確的信息非常多,因此「量子」克隆既難又不容易。其次,從速度上來說,微觀物質一般接近「光速」,「結構信息」的「量子」也接近「光速」,量子漲落的速度也接近「光速」,而且這種類似相同信息發生的間隔小,概率又多,因此「量子」是「不可克隆」的;而且這是一種強「不可克隆」。是否「交換信息」的「量子」也不可克隆的呢?這要取決於具體情況。否定隨機性的學者認為,隨機性並非無序性;在真正的無序系統中,小誤差會以幾何級數迅速發展,所以類似擲骰子的隨機或概率是由兩個原因引起的,一是像擲骰子一樣,人們不知道它的初始狀態;二是它的無序運動。
量子不可克隆為量子編碼的絕對安全性提供了基礎,但也存在概率誤差迅速發展的環節。這讓我國以郭光燦、段路明教授為首的科學家獨辟蹊徑,避開量子不可克隆的研究方向,提出了「量子概率克隆機」,這一理論隨後被國際許多著名的實驗室所證明,被譽為「段-郭概率克隆機」,他們推導出的最大概率克隆效率公式,被國際上稱為「段-郭界限」。其原理是,量子態在超輻射的條件下會發生集體效應,能在消相乾的環境下保持其相乾性,這一研究成果被國際學術界稱為「無消相乾子空間理論」。他們運用「無消相乾子空間理論」,在國際上首創了「量子避錯編碼原理」,從根本上解決了量子計算中的編碼錯誤造成的系統計算誤差問題。即這里「交換信息」的「量子」的克隆,是一種弱「克隆」。
4、綜合上述「信息」的「雙重解」結構,不管是強「不可克隆」,還是弱「不可克隆」,「結構信息」一般是「不可克隆」的。而不管是強「克隆」,還是弱「克隆」 ,「交換信息」一般是「克隆」的。而所謂的觀察、測量,其本質也是一個「克隆」問題。但量子計算機的計算本質,則不類似電腦是一個提高「克隆」質量的問題,而是一個把「不可克隆」的問題,轉化為一個可觀察、測量的「克隆」問題。
三、信息范型、結構信息、交換信息的定義
人類需要隨時獲取、傳遞、加工、利用信息,否則就不能生存。人類早期只是用語言和手勢直接進行通訊,交流信息。人們獲得信息的方式也是兩種;一種是直接的,即通過自己的感覺器官,耳聞、目睹、鼻嗅、口嘗、體觸等直接了解外界情況;一種是間接的,即通過語言、文字、信號……等等傳遞消息而獲得信息。人類的社會生活是不能離開信息的。人類不僅時刻需要從自然界獲得信息,而且人與人之間也需要進行通訊,交流信息。長期以來,人們對結構信息、交換信息和信息范型的認識都比較模糊,也眾說紛紜。現在通過對電腦資訊理論到量子計算機資訊理論的研究,已能對它們作出定義。
結構信息:觀察、測量的事物不管是強「不可克隆」,還是弱「不可克隆」,一般是指「不可克隆」的結構交換。
交換信息:觀察、測量的事物不管是能強「克隆」,還是弱「克隆」 ,一般是指能「克隆」的交換結構。
信息范型:指對信息作的「克隆與不可克隆」的「雙重解」分類,一般僅指結構信息和交換信息這兩類範式。
人們對於信息的了解,比對於物質和能量的了解晚,至今信息是什麼?尚未形成一個公認的、確切的定義。 英文信息一詞(Information)的含義是情報、資料、消息、報導、知識的意思。所以長期以來人們就把信息看作是消息的同義語,簡單地把信息定義為能夠帶來新內容、新知識的消息。但是後來發現信息的含義要比消息、情報的含義廣泛得多,不僅消息、情報是信息,指令、代碼、符號語言、文字等,一切含有內容的信號都是信息。有人還把消息、情報、信號、語言等等,都認為是信息的載體,而信息則是它們荷載著的內容。現何能定義信息范型、結構信息、交換信息等概念呢?其實,通過對電腦資訊理論到量子計算機資訊理論的研究,也提高了人們對信息是宇宙中除物質和能量外的第三個「要素」的認識,而且已經能給「信息」作出一個完整、全面的定義。
信息:是除物質和能量外包含時序與概率的第三個「要素」,既能包容「對與錯」,又能包容「克隆與不可克隆」的結構與交換。
這里,包容「對與錯」,就有「熵」的存在,也有不確定性的消除或減少。這里,包容「克隆與不可克隆」,就有「構成論」與「生成論」,或「物質實體」與「關系實在」,或「自在實體」與「現象實體」的存在,也有「顯析序」與「隱纏序」,或「現實世界」與「可能世界」的分辯。本文不準備對此作更的解釋,這里再以愛因斯坦針對玻爾的量子論的關於「我不相信上帝在擲骰子」的說法作些分析。這個跨世紀影響的爭論,讓半個多世紀以來的許多理論物理學家和哲學家,競相誤導和誇大愛因斯坦與玻爾之間的分歧。其實,從信息范型的「雙重解」看,愛因斯坦與玻爾之間沒有矛盾,他們倆人研究的都是「結構信息」,得出的研究成果也都是「交換信息」,只不過愛因斯坦的相對論研究的是宏觀物質,玻爾的量子論研究的是微觀物質,其研究成果「交換信息」,宏觀物質與微觀物質在「克隆與不可克隆」方面有強和弱的差異,而20世紀只有電腦資訊理論而沒有量子計算機資訊理論,因此讓他們倆人討論了半天無結果。
1923年,M·玻恩向哥廷根科學院提交一封信,提名玻爾和愛因斯坦為該院外籍院士;他在玻爾的推薦中說:「他對我們這個時代的理論和實驗研究的影響,比任何其他物理學的影響都大」。過了40年,1963年,H·海森伯在一篇玻爾悼文中寫道:「玻爾對本世紀物理學家們的影響,比任何其他人的影響都更大,甚至比阿爾伯特·愛因斯坦的影響也更大。」又過了40年,現在本文想說明的是,蓋爾曼在《誇克與美洲豹》一書的「量子力學的當代觀」這一章結語中說:「我們正在努力建構量子力學的現代詮釋的目的,是想終止尼爾斯·玻爾所說的時代。」這是從實數+虛數的「結構信息」角度來理解空間「描述長度」,是一種偏重實數的「交換信息」;從歷史求和的角度來理解,又是對「結構信息」虛數的依賴。但這都能用觀控相對界的眼孔三旋理論統一起來,從而有可能站在超越玻爾和愛因斯坦的高度作出量子力學新解釋,即不停留在愛因斯坦的「結構信息」的「不可克隆」范圍,強調要從玻爾的「不可克隆」高度進入歷史求和的「交換信息」層次。就這個意義上說,愛因斯坦的光速界面是立本,玻爾的二重互補是立標,愛因斯坦和玻爾的超前思想難道還有多大的矛盾嗎?
四、量子計算機資訊理論與三旋
有學者認為,由於量子力學向信息學科的滲透和拓展而重新熱鬧起來的有關「量子力學詮釋」的討論和研究,目前如果尚有100道物理難題的困擾,那麼比起其他99道物理難題來說,愛因斯坦的相對論和以玻爾為代表的量子力學之間的協調在20世紀留給21世紀物理學的第一朵『烏雲』,就具體表現在「EPR實驗」和「薛定鍔貓佯謬」兩個問題上。如果中國人發明的環量子三旋理論,能夠在解釋微觀粒子的波粒二象性以及「EPR實驗」方面有所建樹,使量子力學擺脫EPR佯謬的折磨;但是它能否解除「薛定鍔貓佯謬」的折磨,也還要有所期待,因為三旋理論還沒有在解決「薛貓」佯謬方面做文章。即使類似《潘建偉教授的多粒子糾纏態隱形傳輸與三旋理論》一文,也不外乎是說明量子多粒子糾纏能「超光速」的傳輸並非是「超光速」。 而與「EPR實驗」問題相比,「薛定鍔貓佯謬」是量子資訊理論中的關鍵問題,也是研製「量子計算機」的理論基礎之一,三旋理論避開資訊理論,其意圖是否在為自己找突破口?因為三旋理論曾聲稱,解決相對論與量子力學之間不協調的矛盾,出路是把信息看成宇宙的組成部分;全息理論是否真能革量子場論的命,還不得而知,但環量子及其三旋能部分革量子場論的命,其本質是拓撲學和微分幾何的環面與球面不同倫。
是的,如果在三旋理論不討論「薛定鍔貓佯謬」,這是不負責任的表現。現在可以看到這個突破口,是資訊理論應分為電腦資訊理論和量子計算機資訊理論雙重解。三旋理論對波粒二象性和EPR佯謬的解釋,用的是電腦資訊理論,即用環量子的三旋就能解釋波粒二象性和EPR佯謬,這里涉及的結構信息、交換信息,只需「對與錯」的判斷;而對「薛定鍔貓佯謬」的解釋,卻要用到量子計算機資訊理論,即用環量子的三旋還不能直接解釋「薛定鍔貓佯謬」,這里涉及的結構信息、交換信息,還需要用「克隆與不可克隆」對環量子三旋作出的解釋。
眾所周知,球面和環面在拓撲上不一樣。也就是說:把球面拉拉扯扯,只要不破不粘上其它東西,它可以變大、變小、變長、變扁,但還是個球面,總也變不成環面;反過來,環面經過彈性變形之後也變不成球面。象球面和環面這兩種在拓撲上不同的曲面區別,深化了微觀物質「結構信息」的整體性觀念,通過三旋及轉座子方法,可以找到了一種基於對稱原理的嚴格數理性證明:①自旋:有轉點,能同時組織旋轉面,並能找到同時對稱的動點的旋轉。②自轉:有轉點,但不能同時組織旋轉面,也不能找到軌跡同時重復的旋轉。③轉動:可以沒有轉點,不能同時組織旋轉面,也不存在同時對稱的動點的旋轉。按以上定義,類似圈態的客體(簡稱類圈體)存在三種自旋:A、面旋:類圈體繞垂直於圈面的軸的旋轉;B、 體旋:類圈體繞圈面內的軸的旋轉;C、 線旋:類圈體繞圈體內中心圈線的旋轉。以上三種旋簡稱三旋。正是從嚴格的語義學出發,才證明類圈體整體的三旋是屬於自旋,而類圈體的部分(即轉座子)不是在作自旋,而僅是作自轉或轉動,即整體與部分是不同倫的。在類圈體表面用經線和緯線畫出網塊,即把類圈體分成環段,再把環段分成格,做成一種象魔方那樣能轉動的魔環器,這種網塊就是轉座子(即子系統)。任取一網塊都能在類圈體面上沿體內中心圈線作面旋;繞體內中心圈線作線旋;或隨同圈體整體作體旋。並且這三旋還可兩者、三者交叉組合運動。另外,轉座子還可在圈面局部地區作圓圈運動,即局部旋。與有26個轉座子54格面的魔方相比,同樣轉座子數和著色的魔環器旋轉,由於線旋時表面積還可變,就比魔方的4325億億余種圖案變化還要多得多。在這里,轉座子可以看成魔環器系統的子系統;反之,魔環器系統的子系統就是轉座子。在物質演變的各種層次,三旋現象都存在。微觀層次,環量子三旋「不可克隆」是顯然的。在宏觀層次,由於魔環器線旋時轉座子在內外的表面積要變化,也能證明類似的魔環器難製造,而「不可克隆」。
所以微觀層次環量子的三旋,本質上是一種量子計算機;三旋理論其本質也類似量子計算機是一個把「不可克隆」的問題,轉化為一個可觀察、測量的「克隆」問題。其結果支持以下兩個結論:第一,電腦人工智慧資訊理論,還不是成熟的範式。第二,量子計算機資訊理論的創新,與正統的物質和能量哲學達到了一種新的辨證。而由信息與量子計算科學和信息與電腦、通信技術引起的實踐與概念的轉換,正導致一場大變革,這便是所謂的「量子計算機革命」或「資訊理論轉向」。其中「克隆與不可克隆」的作用,就像特洛伊木馬,是把一種更具包容性的量子計算機的與信息的範式引入哲學的城堡。因此,像丘奇(Church)、申農、司馬賀(Simon)、圖靈、馮·諾依曼(Von Neumann)或維納(Wiener)這樣的思想家,基本上只被傳統的電腦資訊理論「對與錯」所承認。信息和量子計算機資源的利用,信息與量子計算科學和信息與量子通信技術,將是最發達的後工業社會使之不斷增氧的機器,信息社會因此還會迎來歷史上最快的技術增長,且成為新千年的一種象徵。。
量子計算機資訊理論為哲學提供的一套簡單而又令人難以置信的豐富觀念——新穎而又演變著的環量子三旋准備的主題、方法和模式,將為傳統的哲學活動帶來新的機遇和挑戰;在這個意義上,克隆作為基礎性的信息設計,可以解釋和指導知識環境有目的的建構,並可以為當代社會的概念基礎提供系統性處理。它可以使人類理解世界並負責任地建構這個世界。顯而易見,從克隆的角度出發,可以對信息做出規定和立法,以及信息應如何適當地生成、處理、管理和利用,它將影響到我們處理新老人文科學的整個方式,引起人文科學體系湧入自然科學的結構信息、交換信息中去作實質性的創新。
6. 17世紀是什麼時間
17世紀是什麼時間
17世紀是 從公元1601年到公元1700年。
世紀,指計算年代的單位。一個世紀是一百年,通常是指連續的一百年。
當用來計算日子時,世紀通常從可以被100整除的年代或此後一年開始,例如2000年或2001年。這種奇數的紀年法來自於耶穌紀元後,其中的1年通常表示「吾主之年」(year of our lord),因此第一世紀從公元1年到公元100年,而20世紀則從公元1901年到公元2000年,因此2001年是21世紀的第一年。不過,有人將公元1世紀定為99年,而以後的世紀則為100年,如果按照這種定義的話,2000年則為21世紀的第一年。
7. 一堆感嘆號和問號是什麼加密方式
可你是否見過這個符號「?!」(感嘆號與問號相迭)?這是感嘆問號,1962年由美國人馬丁·史貝特所發明,等於問號加上感嘆號。這符號應該最適合漫畫家使用。
你是否又見過問號(?)或感嘆號(!)之下的一點換成逗號?1992年美國人李奧納·史托奇、恩斯特·范哈根、席蒙·施爾柏三人首創此一用法,在句子中間加入這種新型的問號或感嘆號。!感嘆號(!)最早是由古希臘兩個字母IO合成:I在上,O在下。IO的意思是「天哪!」,今天的感嘆號是印刷機出現後演變而成的。?中世紀時,要表示問句,就是在句號上加個彎曲符號。到了17世紀,這個符號演變成今天的問號(?)。問號的形狀可能來自字母Q,也就是拉丁文Quaestio的縮寫。Quaestio是「疑問」的意思。
8. 有沒有加密演算法提供,最好是復雜的
RSA加密演算法
該演算法於1977年由美國麻省理工學院MIT(Massachusetts Institute of Technology)的Ronal Rivest,Adi Shamir和Len Adleman三位年輕教授提出,並以三人的姓氏Rivest,Shamir和Adlernan命名為RSA演算法。該演算法利用了數論領域的一個事實,那就是雖然把兩個大質數相乘生成一個合數是件十分容易的事情,但要把一個合數分解為兩個質數卻十分困難。合數分解問題目前仍然是數學領域尚未解決的一大難題,至今沒有任何高效的分解方法。與Diffie-Hellman演算法相比,RSA演算法具有明顯的優越性,因為它無須收發雙方同時參與加密過程,且非常適合於電子函件系統的加密。
RSA演算法可以表述如下:
(1) 密鑰配製。假設m是想要傳送的報文,現任選兩個很大的質數p與q,使得:
(12-1);
選擇正整數e,使得e與(p-1)(q-1)互質;這里(p-1)(q-1)表示二者相乘。再利用輾轉相除法,求得d,使得:
(12-2);
其中x mod y是整數求余運算,其結果是x整除以y後剩餘的余數,如5 mod 3 = 2。
這樣得:
(e,n),是用於加密的公共密鑰,可以公開出去;以及
(d,n),是用於解密的專用鑰匙,必須保密。
(2) 加密過程。使用(e,n)對明文m進行加密,演算法為:
(12-3);
這里的c即是m加密後的密文。
(3) 解密過程。使用(d,n)對密文c進行解密,演算法為:
(12-4);
求得的m即為對應於密文c的明文。
RSA演算法實現起來十分簡捷,據說英國的一位程序員只用了3行Perl程序便實現了加密和解密運算。
RSA演算法建立在正整數求余運算基礎之上,同時還保持了指數運算的性質,這一點我們不難證明。例如:
(12-5);
(12-6)。
RSA公共密鑰加密演算法的核心是歐拉(Euler)函數ψ。對於正整數n,ψ(n)定義為小於n且與n互質的正整數的個數。例如ψ(6) = 2,這是因為小於6且與6互質的數有1和5共兩個數;再如ψ(7) = 6,這是因為互質數有1,2,3,5,6共6個。
歐拉在公元前300多年就發現了ψ函數的一個十分有趣的性質,那就是對於任意小於n且與n互質的正整數m,總有mψ(n) mod n = 1。例如,5ψ(6) mod 6 = 52 mod 6= 25 mod 6 =1。也就是說,在對n求余的運算下,ψ(n)指數具有周期性。
當n很小時,計算ψ(n)並不難,使用窮舉法即可求出;但當n很大時,計算ψ(n)就十分困難了,其運算量與判斷n是否為質數的情況相當。不過在特殊情況下,利用ψ函數的兩個性質,可以極大地減少運算量。
性質1:如果p是質數,則ψ(p) = (p-1)。
性質2:如果p與q均為質數,則ψ(p·q) = ψ(p)·ψ(q) = (p-1)(q-1)。
RSA演算法正是注意到這兩條性質來設計公共密鑰加密系統的,p與q的乘積n可以作為公共密鑰公布出來,而n的因子p和q則包含在專用密鑰中,可以用來解密。如果解密需要用到ψ(n),收信方由於知道因子p和q,可以方便地算出ψ(n) = (p-1)(q-1)。如果竊聽者竊得了n,但由於不知道它的因子p與q,則很難求出ψ(n)。這時,竊聽者要麼強行算出ψ(n),要麼對n進行因數分解求得p與q。然而,我們知道,在大數范圍內作合數分解是十分困難的,因此竊密者很難成功。
有了關於ψ函數的認識,我們再來分析RSA演算法的工作原理:
(1) 密鑰配製。設m是要加密的信息,任選兩個大質數p與q,使得 ;選擇正整數e,使得e與ψ(n) = (p-1)(q-1)互質。
利用輾轉相除法,計算d,使得ed mod ψ(n) = ,即ed = kψ(n) +1,其中k為某一正整數。
公共密鑰為(e,n),其中沒有包含任何有關n的因子p和q的信息。
專用密鑰為(d,n),其中d隱含有因子p和q的信息。
(2) 加密過程。使用公式(12-3)對明文m進行加密,得密文c。
(3) 解密過程。使用(d,n)對密文c進行解密,計算過程為:
cd mod n = (me mod n)d mod n
= med mod n
= m(kψ(n) + 1) mod n
= (mkψ(n) mod n)·(m mod n)
= m
m即為從密文c中恢復出來的明文。
例如,假設我們需要加密的明文代碼信息為m = 14,則:
選擇e = 3,p = 5,q = 11;
計算出n = p·q = 55,(p-1)(q-1) = 40,d = 27;
可以驗證:(e·d) mod (p-1)(q-1) = 81 mod 40 = 1;
加密:c = me mod n = 143 mod 55 = 49;
解密:m = cd mod n = 4927 mod 55 = 14。
關於RSA演算法,還有幾點需要進一步說明:
(1) 之所以要求e與(p-1)(q-1)互質,是為了保證 ed mod (p-1)(q-1)有解。
(2) 實際操作時,通常先選定e,再找出並確定質數p和q,使得計算出d後它們能滿足公式(12-3)。常用的e有3和65537,這兩個數都是費馬序列中的數。費馬序列是以17世紀法國數學家費馬命名的序列。
(3) 破密者主要通過將n分解成p·q的辦法來解密,不過目前還沒有辦法證明這是唯一的辦法,也可能有更有效的方法,因為因數分解問題畢竟是一個不斷發展的領域,自從RSA演算法發明以來,人們已經發現了不少有效的因數分解方法,在一定程度上降低了破譯RSA演算法的難度,但至今還沒有出現動搖RSA演算法根基的方法。
(4) 在RSA演算法中,n的長度是控制該演算法可靠性的重要因素。目前129位、甚至155位的RSA加密勉強可解,但目前大多數加密程序均採用231、308甚至616位的RSA演算法,因此RSA加密還是相當安全的。
據專家測算,攻破512位密鑰RSA演算法大約需要8個月時間;而一個768位密鑰RSA演算法在2004年之前無法攻破。現在,在技術上還無法預測攻破具有2048位密鑰的RSA加密演算法需要多少時間。美國Lotus公司懸賞1億美元,獎勵能破譯其Domino產品中1024位密鑰的RSA演算法的人。從這個意義上說,遵照SET協議開發的電子商務系統是絕對安全的。
另MD5加密演算法:
1、MD5演算法是對輸入的數據進行補位,使得如果數據位長度LEN對512求余的結果
是448。
即數據擴展至K*512+448位。即K*64+56個位元組,K為整數。
具體補位操作:補一個1,然後補0至滿足上述要求
2、補數據長度:
用一個64位的數字表示數據的原始長度B,把B用兩個32位數表示。這時,數據
就被填
補成長度為512位的倍數。
3.初始化MD5參數
四個32位整數(A,B,C,D)用來計算信息摘要,初始化使用的是十六進製表示
的數字
A=0X01234567
B=0X89abcdef
C=0Xfedcba98
D=0X76543210
4、處理位操作函數
X,Y,Z為32位整數。
F(X,Y,Z)=X&Y|NOT(X)&Z
G(X,Y,Z)=X&Z|Y¬(Z)
H(X,Y,Z)=XxorYxorZ
I(X,Y,Z)=Yxor(X|not(Z))
5、主要變換過程:
使用常數組T[1...64],T[i]為32位整數用16進製表示,數據用16個32位的
整
數數組M[]表示。
具體過程如下:
/*處理數據原文*/
Fori=0toN/16-1do
/*每一次,把數據原文存放在16個元素的數組X中.*/
Forj=0to15do
SetX[j]toM[i*16+j].
end /結束對J的循環
/*SaveAasAA,BasBB,CasCC,andDasDD.*/
AA=A
BB=B
CC=C
DD=D
/*第1輪*/
/*以[abcdksi]表示如下操作
a=b+((a+F(b,c,d)+X[k]+T[i])<<<s).*/
/*Dothefollowing16operations.*/
[ABCD071][DABC1122][CDAB2173][BCDA3224]
[ABCD475][DABC5126][CDAB6177][BCDA7228]
[ABCD879][DABC91210][CDAB101711][BCDA112212]
[ABCD12713][DABC131214][CDAB141715][BCDA152216]
/*第2輪**/
/*以[abcdksi]表示如下操作
a=b+((a+G(b,c,d)+X[k]+T[i])<<<s).*/
/*Dothefollowing16operations.*/
[ABCD1517][DABC6918][CDAB111419][BCDA02020]
[ABCD5521][DABC10922][CDAB151423][BCDA42024]
[ABCD9525][DABC14926][CDAB31427][BCDA82028]
[ABCD13529][DABC2930][CDAB71431][BCDA122032]
/*第3輪*/
/*以[abcdksi]表示如下操作
a=b+((a+H(b,c,d)+X[k]+T[i])<<<s).*/
/*Dothefollowing16operations.*/
[ABCD5433][DABC81134][CDAB111635][BCDA142336]
[ABCD1437][DABC41138][CDAB71639][BCDA102340]
[ABCD13441][DABC01142][CDAB31643][BCDA62344]
[ABCD9445][DABC121146][CDAB151647][BCDA22348]
/*第4輪*/
/*以[abcdksi]表示如下操作
a=b+((a+I(b,c,d)+X[k]+T[i])<<<s).*/
/*Dothefollowing16operations.*/
[ABCD0649][DABC71050][CDAB141551][BCDA52152]
[ABCD12653][DABC31054][CDAB101555][BCDA12156]
[ABCD8657][DABC151058][CDAB61559][BCDA132160]
[ABCD4661][DABC111062][CDAB21563][BCDA92164]
/*然後進行如下操作*/
A=A+AA
B=B+BB
C=C+CC
D=D+DD
end/*結束對I的循環*/
6、輸出結果。
9. 求伏尼契手稿
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伏尼契手稿編輯
威爾弗雷德·伏尼契手稿中有天體、奇形怪狀的植物等奇怪的裝飾圖片,並且以奇特的文字寫成,與任何已知語言都對不起來。這份手稿目前收藏在美國耶魯大學貝內克珍本書與手稿圖書館中。
中文名
伏尼契手稿
外文名
The Voynich manuscript
內 容
有天體、植物
收 藏
美國耶魯大學貝內克珍本書
破 解
至今無人破解
文 字
文字是由左至右書寫
目錄
1簡介
2關於原文
3破譯?
4破解
5專家推理
6其他觀點
7最新發現
8相關爭議
1簡介編輯
——謎題
伏尼契手稿(Voynich manuscript)是一份內容不明的神秘書籍,附有插圖,書成大約在400年前(另一說是成書於600年前[1] ),書中所用字母及語言至今無人能識別。手稿中有天體、幻想植物和裸女等奇怪的裝飾圖片,並且以奇特的文字寫成,與任何已知語言都對不起來。
1912 年,美國珍本書商威爾弗雷德·伏尼契(Wilfrid Voynich)在羅馬附近一所耶穌會大學圖書館的地下,找到他一生中最大的發現:一份厚達230多頁,以奇特字體寫成的手稿,手稿中還有許多植物、天體和出浴美女等奇異的圖片。伏尼契立刻認定這是極為重要的新發現。這份手稿雖然看來像是中世紀煉金術士或草葯醫生的參考書,但似乎完全以密碼寫成。從插圖中的發型等特徵看來,這本書的製作時間應該介於1470~1500年間,手稿上的信中的17世紀字母說明,這份手稿在1586年由神聖羅馬帝國的魯道夫二世收購。 1600年代,至少有十位學者曾試圖解讀這份手稿,後來它消失了將近250年,直到伏尼契發現才重見天日。
伏尼契敦請當時頂尖的密碼學家破解這份奇特的手稿,但它似乎和任何已知的密碼語言都對不起來。90年來,許多世界頂尖的解碼專家努力鑽研,但是沒有人能破解這種稱為「伏尼契文」的文字,這份手稿的真面目和來源仍是個謎。一連串的失敗令伏尼契手稿儼然成為密碼術歷史中的聖杯,讓人懷疑手稿是否有內容可供破解。伏尼契文說不定完全沒有意義,手稿也可能只是個精心設計的騙局。
這份手稿收藏在美國耶魯大學貝內克珍本書與手稿圖書館中。
2關於原文編輯
由右邊不對稱的段落推斷,文字是由左至右書寫。段落沒有明顯的標點符號。從流暢的字型及排列整齊,似乎謄寫員清楚明白自己在寫什麼,而不是落筆前故意逐字編造。
手稿含有17萬個字跡,字跡之間有窄分隔,大部分由一至兩筆寫成。一套有20至30種不同字跡的字母系統幾乎說明了整個手稿。關於某些字跡是否為個別字母存在一些爭論。部分奇怪的字母僅出現一或兩次。較闊的分隔可分辨出約3.5萬個不同長度的「詞彙」,大致符合語音學的規律,例如部分字母在每一個詞彙經常出現(正如英語的韻母)等。
統計分析發現,文稿的文字規律與自然語言類似。例如,詞彙的出現頻率符合齊夫定律,而詞彙的熵(每詞約10位元)亦與英語或拉丁語相類似。
然而,手稿的語言與歐洲語言不太相似。例如,幾乎沒有詞彙是多過10個字母,亦幾乎沒有1或2個字母的詞彙。詞彙內的字母分布獨特,有些字母僅出現在字首,有些在字尾,有些在詞彙中間,這特點與阿拉伯字母相似,但不見於拉丁字母、希臘字母或西里爾字母。詞彙的重復程度也高於一般歐洲語言。同一詞彙可能一氣出現三次(相當於在英語出現and and and)。統計學上,手稿的詞彙數目相對較少。
3破譯?編輯
它曾經難倒過許多20世紀頂尖的密碼學家。美國的密碼破譯之父——赫伯特·奧斯本·亞德利[2] 曾在一戰期間破解過德國人和日本人的密碼,卻對這份手稿束手無策。破解密碼的關鍵在於找到其中的「破綻」,它是泄露天機的規則。難以置信,在伏尼契密碼面前,各種語言的統計規律統統失效。
手稿中的圖畫與文藝復興時期的玻璃遙相呼應
線索
威尼斯的弗朗切斯科家族從威尼斯建城伊始就從事商業政治與學術。弗朗切斯科·達·莫斯托是一名威尼斯著名的建築學家和歷史學家,他對手稿中的圖畫提出了自己的看法:「這是一個容器,這有點特別,這種材料不像是金屬,很脆弱但你可以隨意擺弄它,沒錯,這有點像玻璃。」 「容器的底座像是那個時期的威尼斯玻璃。製作玻璃有很多秘方,在當時,沒有人可以把這些秘方泄漏出去:玻璃的製作過程所用的材料組成部門都有很嚴格的規定,泄漏出去會遭到嚴厲的懲罰。」 「有些人去了法國,威尼斯共和國就寫信給他們說:『如果你泄漏了秘密,你的家人就會有大麻煩,或者我們會殺了你。』 」
弗朗切斯科認為伏尼契手稿的作者是中世紀的商業間諜,竊取並販賣威尼斯人的商業秘密,為隱瞞意圖用似乎無法破解的密碼書寫了這份手稿。
追蹤
羅莎·曼塔斯蒂是威尼斯早期玻璃專家,在穆拉諾玻璃博物館的保管室里存有一些文藝復興時期的玻璃,手稿中的圖畫似乎與它們遙相呼應。
斯福爾扎家族密碼引索(局部)
破譯
密碼學家約翰·查德威克認為,密碼學的核心在於演繹和控制試驗,「形成假說,進行檢驗,頻繁地拋棄假說」。如何向他人證明某種破譯方案是正確的,也並非易事,它需要密碼破譯者提供4個步驟:其一:指出密碼系統及其密鑰;續而:針對密文進行加密過程的逆過程,得出待檢驗的明文;其三:確保明文是有意義的信息,而非胡言亂語;最後:密鑰可以簡潔地表達。
4與40
對於試圖破譯《伏尼契手稿》的人而言,上述4個步驟是無法逾越的屏障。英國基爾大學高級講師、知識建模小組組長,開放大學高級客座研究員戈登·魯格宣布,《伏尼契手稿》是一場精妙絕倫的騙局,首要嫌犯是伊麗莎白女王的一名律師,他可能是利用一種「卡登格」,把字母等符號寫在方格里,然後用一張有著規則的孔的卡片蓋住,把從孔中露出的符號拼湊起來造出假冒的「單詞」。
密碼專家菲利普·辛納格拉認為手稿的密碼系統與復興時期米蘭的某個系統相似,強大的斯福爾扎家族曾經使用過這個密碼系統。」這是米蘭斯福爾家族的密碼索引,上面是密碼字母。我們發現4所代表的是C,40代表是S,伏尼契手稿里也有這個密碼,符號相同,4和40。」(註:讀作四零)
綜合(9張)
另一條線索
「世界上圓形的城鎮共有9個,我能想起的一個是巴格達,一個是耶路撒冷,米蘭也是圓的。如果這是一座城市中間就是有塔的城堡還有相當獨特的V型的城垛。「米蘭的城垛也是V形的。
15世紀的米蘭非常強大,常常與鄰近的威尼斯大動干戈。它由強大的斯福爾扎王朝統治。在米蘭的中心正是斯福爾扎的城堡。如今斯福爾扎里的菲拉雷特塔已經成為米蘭的地標,它與手稿中圖畫十分相似。在十九世紀重建以前,城堡最古老的部分是一座獨立的V形城堡,它立在護城河的中央,守候著城堡。
V形城垛
菲拉雷特塔以建築師安東尼奧·阿維利諾的名字命名,他的名字綽號為」菲拉雷特「意為」崇尚美德的人「。
公元1400左右,阿維利諾生於佛羅倫薩,後經培訓成為一名建築師,他在羅馬居住過一段時期,因為被控參與盜竊施洗者聖約翰的頭顱的行動而入獄,出獄後他逃到威尼斯然後前往米蘭。
菲拉雷特約在米蘭奠定了新建築傳統
他最大的成就不是建築而是一本書,名為「建築論文」,他在書中描述了自己想像中的理想城市,在1465年完成,他在書中使用大量的密碼和暗語,這也成為他是伏尼契手稿作者的重要依據。
弗朗切斯科這樣大笑著評論說:「他把靈魂賣給了魔鬼!」
(註:關於建築師安東尼奧·阿維利諾。他在米蘭工作了十五年,設計了 菲拉雷特塔,和他最大的成就之一——。曾學習過密碼。)
4破解編輯
1921年,出現了第一個宣稱破解伏尼契手稿的人。美國賓州大學哲學教授紐柏德指出,伏尼契文字的字母中包含放大後才看得見的小筆畫,這些筆畫是古希臘速記文字。依據由密碼讀出的內容,紐柏德斷定伏尼契手稿是13世紀的哲學科學家培根(Roger Bacon)所撰寫,旨在描述他的發現,例如顯微鏡的發明等。但不到10年,批評者就推翻了紐柏德的說法,證明所謂字母中的細小筆畫其實是墨水的自然裂痕。
手稿插圖,有人認為這是圓形的城市(城堡)
紐柏德的努力只是一連串失敗的開始。1940年代,業余的解碼家菲利和史壯運用密碼代換法,將伏尼契文字母轉譯成羅馬字母,但如此轉譯出來的文字沒什麼意義。二次世界大戰末期,曾破解日本海軍密碼的美國軍方密碼人員,利用閑暇研究古代密文。他們破解了所有密文,唯一無法破解的就是伏尼契手稿。
1978年,業余文獻研究者史托濟科指出,這種文字是以去掉母音的烏克蘭文寫成,不過他轉譯出來的內容(包括「小上帝的眼睛要爭奪的是空虛」)並不符合手稿上的插圖,跟烏克蘭歷史也沒什麼關系。1987年,醫師利瓦伊托夫指出,這份文件由在中世紀法國相當盛行的凈化派(Cathar)信徒所製作,伏尼契文則是多種語言的混合體。不過利瓦伊托夫譯寫出來的內容也和凈化派完整保存的教義不相符合。
此外,這些解答方案在碰到相同的伏尼契字時,往往在手稿中某些部份用的是一種翻譯,在其它部份用的又是另一種翻譯。舉例來說,紐柏德的解答中包含以迴文方式解譯文字,這種方式是出了名的不精確。例如ADER這字就可以看成READ、DARE或DEAR。大多數學者認為,這些伏尼契手稿破解方法多少都有令人無法信服的地方。另外,這些方法都無法將明文(看得懂的文字)轉譯成與伏尼契文特性相同的密文。
如果手稿不是密碼,那麼會是一種不為人知的文字嗎?雖然我們無法解譯內容,但看得出它具有驚人的規則性。舉例來說,最常見的一些字每行會出現兩三次。在寫出文字時,我使用歐洲伏尼契字母(EVA)將伏尼契文轉寫成羅馬字母(請參見右頁〈伏尼契文ABC〉)。手稿第78頁有一段是這樣的:qokedy qokedy dal qokedy qokedy。這種重復程度在任何已知語言中都不曾出現。相反地,伏尼契文中只有極少數片語,在片語中,兩三個不同的字會規律地一起出現。這些特徵顯示伏尼契文不大可能是人類語言,因為和其它語言差別實在太大了。
第三種可能是,這份手稿是用來詐財的騙局,或是某個瘋狂煉金術士的信手塗鴉。手稿在語言學上的復雜程度,似乎可以反駁這種說法。手稿中的文字,除了會重復出現,其本身的組成結構也有相當的規律性。例如經常出現的音節qo一定位於前綴。chek這個音節有時會出現在前綴,但如果和qo出現在同一個字中,chek一定會在qo之後。常見的音節dy通常出現在字尾,偶爾會出現在前綴,但從來沒有出現在字的中間。
光靠隨機混合音節的假造方式,不可能產生規律性這么高的文字。伏尼契文也比腦部損傷或有心理疾病的患者所使用的病態語言復雜得多。即使發瘋的煉金術士真的為某種胡謅的語言制訂了文法,又花了好幾年時間依據這種文法寫作,寫出的東西也不會具備伏尼契手稿的各種統計特徵。舉例來說,伏尼契文的文字長度呈現二項分布,也就是最常見的字由5~6個字母組成,字母較多或較少的字,出現的頻率和對稱鍾形曲線的最高峰相比,大幅降低。這種分布在人類語言中極為罕見。在絕大多數人類語言中,字長的分布較廣而且不對稱,比較長的字出現頻率會比較高。伏尼契文字長度的二項分布,不太可能是騙子刻意編造出來的,因為這種統計概念要到手稿寫就後數百年才會出現。
5專家推理編輯
總而言之,伏尼契手稿若不是極為罕見的密碼或奇怪的未知文字,就是個精心設計的騙局,以往一直沒有明確的方法可以打開僵局。剛好幾年前,我同事海德和我正在尋找這樣的謎團。我們發展出一種深入的評估方法,用來分析與探討在研究難題時使用的專門知識和推理過程。
認為伏尼契文的特徵與人類語言不一致的說法,有大量的語言學相關專門知識做為後盾。這個結論看來相當可靠,因此我進一步研究騙局說。大多數研究過伏尼契手稿的人認為伏尼契文十分復雜,不可能是騙局。但這種說法只是單純的想法,沒有實際證據。沒有專家研究過如何摹寫大段中世紀密文,因為要找到真實文字的實例都不容易,想要找出假造的文字就更難了。
幾位研究人員,包括巴西坎皮納斯大學的史托非等,曾經懷疑伏尼契手稿是以隨機文字產生表製作出來的。這種表中列出了字母或音節,使用者選擇一連串格子(可能是擲骰子決定),將格子中的字母或音節組合成一個字。這種方法可能產生伏尼契文字中的某些規則性。在史托非的方法中,表中第一欄是qo等只會出現在前綴的前綴音節,第二欄是chek等中綴(出現在字中間)音節,第三欄為y等後綴音節。依序從每欄選出一個音節,就可造出具伏尼契文特徵的字。某些格子可能是空的,這樣就可以造出沒有前綴、中綴或後綴的字。
不過伏尼契文的其它特徵就沒這么容易仿造了。舉例來說,有些字母很常見,但極少連在一起。轉寫為a、e、l的字母很常見,al的組合也常見,但el的組合就很少。透過表格隨機混合字母無法做出這種效果,因此史托非等人排除了這種方法。真正的關鍵是「隨機」。對現代的研究人員而言,隨機是非常寶貴的概念。但手稿寫成之後過了很久,這種概念才發展出來。中世紀的騙子很可能用不同的方法來組合音節,而這種方法在嚴格的統計定義上不是隨機的。伏尼契文某些特徵可能是以一種早已棄而不用的工具所造成的。
此書的標題無人理解,便乾脆以伏尼契,一位波蘭籍科學家兼藏書家的名字命名,他同時是小說《牛虻》的作者的丈夫。1912年,伏尼契在羅馬附近一所耶穌會大學圖書館找到了這份手稿,它在消失將近250年後重見天日。此書大約出現於15世紀末期,曾被神聖羅馬帝國皇帝魯道夫二世以相當於今天8萬美元的價錢收購。
反對這個說法的人士則主張,伏尼契文如此復雜,不可能毫無意義。一個中世紀的騙子怎麼可能偽造出230頁的文字,而且結構和文字的分布又有許多精微的規律呢?但有人發現,只要利用一種16世紀常見的簡單編碼工具,就可仿造出許多伏尼契文的特徵。用這種方式製作出來的文字看起來相當接近伏尼契文,但是完全沒有意義,也沒有任何隱含的訊息。這個發現並不能證明伏尼契手稿是個騙局,但確實支持了一個存在已久的說法:英國冒險家凱利假造這份文件,用來詐騙魯道夫二世。據說這個皇帝總共花了600達卡特金幣(相當於今天的八萬美元)買下這份手稿。
不過可能更重要的是,分析伏尼契手稿之謎所用的方法,也可應用在其它領域的難題上。要解決這個古老謎團,必須旁及好幾個領域的專門知識,包括密碼學、語言學和中世紀歷史等。我研究的主題是「專家推理」,也就是解決復雜問題的過程,因此我將研究伏尼契手稿視為一次非正式測試,試驗一下這種方法是否能找出新途徑以解決懸宕許久的科學問題。其中最重要的步驟是列出相關領域中專門知識的長處與短處。
6其他觀點編輯
於是,在各種猜測中,不可避免地出現了這種聲音:「手稿根本就是偽造的,那隻是一堆毫無意義的符號。
」如何鑒別一組符號是否包含信息,是知識研究中最令人頭疼的問題之一,盡管如此,還是能找到鑒別的辦法。
密碼學家通常依賴對語言的統計分析。在真正的密碼中,字母被符號替代,某些字母組成的「對」應該比其他的「對」更常見,比如在英語中,「th」和「is」是很常見的組合,而「q」後面幾乎總是跟著「u」。反過來,有些字母對則相對罕見,如「c」和「d」很常見,但是「cd」組合就很難看到。科學研究認為,這些原理提供了一種鑒別密碼真偽的方法。
通過對伏尼契手稿的詳細審查,密碼學家發現它具備與真實語言非常相似的統計模式。字母或其他符號在文本中的重復程度可用一個統計量「熵」來表示。手稿中的每個字母對應的熵與波利尼西亞語大致吻合。人類的大腦不可能創造出真正的隨機性,而伏尼契密碼比任何已知的歐洲語言更少隨機性,比大多數自然語言更有規則。
威廉姆·龐德斯通曾經有兩部著作獲得普利策獎提名,他在「令人眼花繚亂」的力作《推理的迷宮》一書中認為,這是支持伏尼契手稿是真正的密碼的有力證據,他很難相信,「一部贗品能做得如此精密,竟然騙過了語言統計學」。
在種種加密方案中,有一種因羅馬皇帝使用而得名的「愷撒密碼」,即一個字母始終用某個字母替換。破譯者可以通過識別出最常見的幾個字母而輕易破解。愷撒密碼共有26種,如果在一份密文中對每一個字母應用不同的愷撒密碼,就可以設計出不可破解的密碼,即「一次性便箋密碼」。
龐德斯通假設《伏尼契手稿》原文是一種基於羅馬字母的歐洲語言,其中每個符號對應一個字母,加密方法就是一次性便箋密碼。在無法得到「密鑰」的情況下,他試著用「暴力法」來檢驗手稿可能採用的所有加密方案。結果行不通。因為,對於每一個字母都需要檢驗26種可能性,如果樣本包括100個符號,則需要考慮26的100次方種可能性,這個任務無法完成。
更復雜的情況在於,也許伏尼契手稿還採用了除愷撒密碼之外的加密方式,因為有很多辦法可以把字母轉化成符號。
7最新發現編輯
英國貝德福德大學應用語言學教授Stephen Bax近期聲稱,他成功破譯了部分《伏尼契手稿(Voynich manuscript)》,成為歷史上第一位破譯該手稿的語言學家。在此之前,唯一能破解這600年以來最
難的一本書的人只有--印第安納·瓊斯(電影《奪寶奇兵》中主人公)。這本聞名世界的手稿中有很多奇株異草、星體和神秘人像的插圖,並著有大量未知文字。它被視為世界上最神秘的書籍。
《印第安納·瓊斯》三部曲中,印第安納破解了《伏尼契手稿》,並利用書中信息找到了「賢者之石」。但在現實世界中,這本15世紀的神秘書籍難倒了一眾學者,密碼員和破譯專家絞盡腦汁都無法解開手稿中任何一個詞,甚至是一個字元。
Bax教授參考了中世紀各類手稿,並運用閃米特語系中的阿拉伯語來破譯《伏尼契手稿》的神秘含義。他結合嚴謹的語言分析,逐個字元推敲,現在已經破譯了17個象徵符號,揭示出了10個單詞的意思。Bax教授聲稱,他破譯出了包括杜松(juniper)、芫荽、鹿食草 (hellebore)、黑枯茗(Nigella Sativa)、棉花(cotton)和藏紅花(saffron)等植物名詞,以及希臘神話中半人馬的名字喀戎(Chiron)。
Bax教授說:「我不認為這本書來自外星球或是什麼魔法師的傑作諸如此類的。我想它本質上就是一本關於大自然的書,不然怎麼會畫滿了植物和各類星體。我破譯的第一個單詞是『金牛座(Taurus)』,單詞旁邊有一幅七星圖。這七星圖畫的是金牛座里的一個叫昂宿星的星團。人們很早就猜到『金牛座』這個詞,我再結合有關手稿方面的知識,幾乎可以確定它就是『金牛座』;以此類推又發現了17處可解的地方,得出了10個單詞。我用以阿拉伯文和其他語言文字記載的中世紀葯草手稿來破解那些圖形,它們中很多都指向植物類,而且會是你意想不到的種類。我覺得,這手稿源自亞洲,因為如果是歐洲的,那我們肯定能窺解一二。手稿上的語言至今仍未被鑒定出來,它是獨一無二的,寫法很淘氣,像來自中土世界。」
他補充道:「我做這一切完全是出於對語言和語言學的喜愛,它對我而言是一個終極挑戰。我把目前的研究結果報告出來是為了鼓勵其他語言學家能和我一起用這個方法破譯整本手稿。此去任重道遠,但繼續走下去我們一定會弄明白手稿作者到底想告訴我們些什麼東西。而我的研究結果也已明確肯定,《伏尼契手稿》並不像某些人所說的只是一場惡作劇。」
用破譯『金牛座』的方法,Bax教授還解得了一個新詞『kantairon』,這是中世紀知名葯草矢車菊(Centaury)的另一個叫法。
雖然Bax教授破解的只是手稿中很小的一部分,但在破譯界和語言學界都引起了極大回響,他的研究發現對將來全面破解整本《伏尼契手稿》的工作至關重要。
據悉,《伏尼契手稿》最初由一名叫Wilfred Voynich的書商於1912年在一個義大利修道院中發現。早前研究伏尼契手稿的學者推測其發源地是歐洲,但美國特拉華州立大學植物學教授Arthur
Tucker在2月發表言論,否認了這一推測。他強調,書中303種植物中至少有37種生長於中美洲,也就是現在的墨西哥一帶。手稿寫於15至16世紀,那麼很有可能使用的是納瓦特族(墨西哥南部和中美洲印第安各族)的納瓦特語。
8相關爭議編輯
有人認為伏尼契手稿只是文字顯得很復雜的騙局。但另一方面質疑如果是騙局,隨之而來的問題:作者為什麼會採用這樣一個復雜而艱苦的騙局,如果沒有一個預期的觀眾(即創作者的同時代人)?但有人認為,當初這手稿疑似被神聖羅馬帝國皇帝魯道夫二世買下,顯然作者是以精美的圖,運用卡登格填上文字來騙錢。
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參考資料
1. 耶魯大學藏600年前神秘手稿曝光 .鳳凰網 .2013-08-01 [引用日期2013-08-1] .
2. 雅德利 .網路 [引用日期2013-09-19] .
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