万历十五年到咸丰十年的密码学：维吉尼亚加密法

今天的内容是密码学步入近代化的前奏，虽然还没有到比特币区块链的加密算法，但是，今天出现了一个真正意义上的东西：钥匙。请认真看，文中的举例是在Excel表格中做出来的，为的是简单明了，你一看就明白了。

本文将从法国外交官讲到炼金术士，从明朝万历十五年讲到咸丰十年，认真的。——前言

频率分析法出来后，移位和替换法不好用了，那么怎么才能消解掉这种概率呢？

万历十五年

“小高呀，最近有看什么书了？”

“最近在看黄仁宇的《万历十五年》”

“咱们小高也看万历十五年”

“就觉得这本书把有明一代的历史讲明白了”

“看历史要对比要纵横着看，那你知道在法国万历十五年的时候发生了什么吗”

“怎么叫纵横着看历史，还真不知道呢”

“你知道维吉尼亚加密法吗？”

“不知道呀”

“小高，光太亮了，你把窗帘拉上，我给你好好讲讲维吉尼亚加密法”

——改编自电视剧《人民的名义》

大家都听说过或者看过一本书叫做《万历十五年》（万历十五年就是1587年），作者黄仁宇先生写的是那一年明朝由盛转衰，维吉尼亚加密法诞生于万历十四年，也就是1586年，那个时候这种加密法如果传到中国就算是奇门遁甲一类了。

这倒不是开玩笑，因为那个时候欧洲的化学家叫做“炼金术士”，化学家这个词要到两百年之后，化学的祖师爷拉瓦锡先生出生后才有。中国也有炼金术，比如东晋葛洪、南宋王重阳都是炼金术士或者炼丹家。中国的炼丹术没有发展成化学，中国的周易八卦也没发展成密码学。所以，过两百年后要挨打的。

言归正传，维吉尼亚加密法发明人是一名法国外交官，叫布莱斯·德·维吉尼亚，也就不要奇怪，那个时期的外交官经常在一个叫做“黑房厅”的地方把信件加密再发出去，有时候，黑房厅的同事还会接外面的活儿，加密解密信件，是要收费的。

维吉尼亚加密法算是第三代加密法，主要目的是对抗频率分析的解密，使用外交家的这个加密法之后，字母出现的概率就会消失不见。

怎么做到呢？很简单，同一个原文字母在信件中出现的时候，却是不同的密文表达。

直接上图吧。

这就是维吉尼亚加密法的密码表。

这是一个26X26的表格，第一行和第一列都是26个英文字母。第一行代表着原文信息，第一列代表着加密的钥匙。两者交汇就是密文。

估计还是有点懵，这样，钥匙简单一点，就一个字母C，那么，ABCDEFG字母表的顺序也是这个表格的顺序，C就是第三个字母。那么，第一排的D加密后得到什么呢？

就是F，相当于移位两位，D变成F。这个图中的第一排的D是原文，第一列中的C就是秘钥，箭头汇合之处的F就是加密后的密文。同样的，如果原文是C，而钥匙是F，那么密文就应该是H。

那么，如果我的钥匙不是一个字母呢，而是几个字母呢，比如说，ABC、ABC、ABC就这么循环下去，但是呢，这个ABC顺序性太强不适合做钥匙，可以是CASH，COIN，你看BCH也不适合做钥匙，因为B和C挨着加密性就弱了。

你看这样一串字母看得懂吗？CVGDQPO

当然看不懂，这就是加密后的样子，当然看不懂，我现在告诉你钥匙是BCH。

也就是说BCH三个字母循环作为钥匙。你能解出原文吗？

好了，第一个密文是C，钥匙中对应的是B，先在表格中找钥匙也就是第一列，也就是B，然后往右边看到C再往上就是B了，这几个字母离得太近，我找个远点的，密文中的J是第三个字母，对应循环中的bch也就是h，所以h是钥匙，看下图的箭头顺序，就知道怎么破解的了。

好了，下面我把Excel表格中做出来的例子，直接呈现给大家，再揣摩一下。

以上加密法是不是很不错呢？

不是的，以上加密法看似精巧，却犯了一个大忌，太慢了。加密法要兼顾安全性和效率性，像刚刚这么搞加密解密，写信的人非常累，解密的人也非常累。B/C/H这个钥匙的传递还要保密，如果别人知道了也麻烦。对称加密法就是这样，对称加密法是什么？就是加密和解密是可逆的，只要给我钥匙，给我点时间，我随时可以解密——这是后话。

咸丰十年开始应用

所以呢，这个加密法发明出来之后的两百年，基本没有什么大用，只是小密圈子的娱乐游戏。后来到了美国南北战争时期（1861年到1865年）这个加密法才大规模的使用，原因是后来有了机械法，为了解密专门做了机器破解，这样的机器未来也会有一些很著名的，比如摁你个马机（恩尼格玛密码机 德语发音Enigma），也就是说法国人在明朝万历年间发明出来这个加密法，到了1860年（也就是咸丰十年）火烧圆明园之后，才广泛使用。

为什么呢？答案是工业革命。1860年的时候蒸汽机有了。电动机也有了，再枯燥的体力破解的活儿都能交给机器，设计好破解规律就好了。

从这一点来说，当时的清政府就单单在密码学上就落后了一大截。

如果双方战争再重演一次，很可能是英法联军截获清军情报后，直接破解，清军截获英法联军文件后，直接懵逼。这仗还怎么打？先不说西方船坚炮利，就这一条密码学你就得废了。而且，清军还没话说，说什么！

背出来《孙子兵法》“知己知彼，百战不殆”又怎么样，怎么样知己知彼，没有近代科技，不懂破译的方法，你啥都不知道。祖先给你方法，你得把路径找出来。

其实，从本文的脉络，您也看出来下面的密码学发展了。

密码学起源于战争也会回归于战争，从隐藏法、移位替换法到今天讲的维吉尼亚加密法无时无刻不是伴随着战争。下面的密码学要大发展了，以上的加密还是传统，不够神乎其技。为什么大发展？第一次世界大战，第二次世界大战要来了，没有世界大战，人类不会这么快搞出来核裂变；没有世界大战，密码学也不会这么突飞猛进的发展；没有经济危机，中本聪发布比特币可能还需要一些时间。

历史的车轮滚滚向前，如果想从另外一个角度看待所处的世界，从另外一个角度看待目前的区块链行业，请稍微懂一些密码学。

我之所以从法国外交官讲到炼金术士，从明朝万历十五年讲到咸丰十年，一方面密码学的发展中国在之前掉队了（注意是之前），一方面是为了增加一些趣味性，只有科技的理念进入到每个人的脑子里，才会迎来真正的大发展。还有一点，密码学本身是很枯燥的，隐秘的，大家不关注的。

密码学从来都不是显学，就像一些真相永远在历史的角落里。

作者：村头二旧