從電報說到密碼學

精選系列：齊來做溝通達人作者：兔爾斯最後更新： 07/01/2021

古時，長途通訊主要依靠驛送、信鴿、信狗以及烽煙，但因為這些方法耗時久成本高，所以只有最重要的消息才會被傳送。電報的發明就使長途通訊方便了許多，也促進了密碼學，甚至電腦的發展！

電報——加速長途通訊

在人類對電的研究取得突破之後，早在1753年，就有一名英國人提出利用靜電來傳遞資訊。原理為26條電線代表26個英文字母，發電報的人按順序在電線上加靜電，接收電報的人就在電線上放上小紙條，當有靜電產生時紙條就會跳起。接收的人只需將紙條跳動的順序記錄下來，就可以讀懂對方發的訊息。電報——加速長途通訊

1930年的電報機 by Illger, Willi

摩斯電碼

上面的方法可以傳遞英文資訊，但如果還想要傳輸數字的話，就要有更多的電線，如果再加上標點符號呢？若想傳送的資訊種類越多，就要增加電線，那麼成本就會大大增加。所以在1836年，美國人艾爾菲德·維爾與薩繆爾·摩斯發明了摩斯電碼。

傳送摩斯電碼的電鍵 by Lou Sander

摩斯電碼只有5種代碼：

點（ . ）：1個單位
劃（ _ ）：3個單位
字母內部的停頓（在點和劃之間）：1個單位
字母之間的停頓：3個單位
單詞之間的停頓：7個單位

不同的代碼排序代表了不同的字，要讀懂摩斯電碼，必須對照代碼表才能知道每個詞對應的代碼。

摩斯電碼對照表 by Rhey T. Snodgrass & Victor F. Camp

將「MORSE CODE」用摩斯電碼加密後：

_ _ _ _ _ . _ . . . . . _ . _ . _ _ _ _ . . .

M O R S E C O D E

由摩斯電碼衍生出的中文電碼

有了摩斯電碼之後，就可以傳送英文與數位資訊，但卻無法傳送中文。所以在1873年，法國駐華人員威基傑（S·A·Viguer）挑選了6800多個常用中文字，並為每個字編寫了電碼，每個字的電碼由四個數字組成，從此人們就能使用電碼來傳送中文資訊了。

香港永久性居民身份證上都有姓名的中文電碼，這是為了以前的電腦在還沒有中文輸入法時也能輸入中文字，但現今的電腦幾乎都有中文輸入法了，因此中文電碼也就很少用了。

香港永久性居民身份證上的中文電碼

密碼學

電碼也可以被運用在密碼學裏。密碼學中有加密演算法和解密演算法。

加密演算法：將普通資訊（所有人都能看懂的資訊）轉換成難以理解的資訊（不是每個人都能看得懂的資訊）的過程。

解密演算法：破譯密碼，轉換成普通資訊。

最初的密碼

密碼學以前經常在戰爭、軍事中傳遞秘密資訊時使用。公元前405年，在雅典與斯巴達之間的戰爭之中，斯巴達軍隊捕獲了一名雅典信使，並在他身上搜出一條寫着雜亂無章的雅典文的腰帶。斯巴達軍隊統帥嘗試了各種辦法也沒法解讀腰帶上的資訊，但在他無意中把布條纏在劍鞘上時，他發現腰帶上的字母竟組成了一段文字，於是斯巴達知道了雅典的作戰計畫，並一舉擊潰雅典軍隊，獲得了勝利。這條腰帶的密碼，便是世界上最早的密碼情報，之後密碼學亦不斷發展至今。

古希臘的密碼棒 by Luringen

電腦之父——圖靈

密碼學還有一段非常有名的歷史，便是發生在二戰時的密碼戰爭，這也為將來的電腦發明奠定了雛形。在二戰時期，納粹德國使用當時最先進的Enigma密碼機傳遞軍事情報，由法國、波蘭、英國等國家組成的同盟國一直沒有辦法破解。當時負責分析德國海軍密碼的艾倫·麥席森·圖靈，通過改進波蘭戰之前研製的解碼機器Bombe，設計了一種能找到Enigma密碼機設置的機器，幫助同盟國破譯德國軍事情報，贏得了戰爭。這也為將來的電腦發明帶來了很大的靈感，因此圖靈也被稱為「電腦之父」。