Chaocipher是John F. Byrne于1918年设计出的一套加密系统。 1954年,他在他的自传《Silent Year》中加入了一个用Chaocipher加密后的消息作为谜题来挑战读者。2010年5月,Byrne家族将所有与Chaocipher相关的文件和物件捐献给美国国家密码博物馆英版维基百科资料页面存档备份,存于互联网档案馆)),Chaocipher的加密方式才就此大白于天下,书中的谜题也由此得到破解页面存档备份,存于互联网档案馆)。

加密方式

实体模型

实体的加密机模型由两个密码盘和基座组成,基座内有齿轮,保证与密码盘连接的两个齿轮旋转方向相反,转速相同。密码盘分为左盘和右盘,左盘为加密后的字母(密文),右盘为加密前的字母(明文)。密码盘可从齿轮上快速卸下。密码盘上各有26个字母,每个字母可从密码盘上快速卸下。

标准的Chaocipher密码字母盘如下:

左盘(按逆时针方向排列): HXUCZVAMDSLKPEFJRIGTWOBNYQ
右盘(按顺时针方向排列): PTLNBQDEOYSFAVZKGJRIHWXUMC

各个人可以指定各自的字母盘

定义两个位置:高点(+),低点(*)(在密码盘上位置相对)。在我们用字符串表示出的密码盘状态里,两个位点分别对应第一位和第十四位。

加密过程

准备工作

1、选定一个初始状态:这里我们简单点,就以上面给出的标准盘的顺序。当然我们也可以比如说让左盘从W开头(WOBNYQ...)。加密的文字我们用WELLDONEISBETTERTHANWELLSAID(说得好不如做得好)

获取密文

2、在右盘中找到要加密的字母,这里是W。

3、找出W对应的密文(实物模型上相当于将右盘旋转使W在高点,因为会带动左盘,左盘高点对应的字母就是密文。在字符串里我们先直接用感叹号表示出来),这里是O,记下来。

标识:+            *       !
左: HXUCZVAMDSLKPEFJRIGTWOBNYQ
右: PTLNBQDEOYSFAVZKGJRIHWXUMC

更改码盘

这里是Chaocipher的精髓,通过对码盘的时时变换,把简单的[单字母表对应]转变成了随机关键词对应。

4、刚才在实体模型上我们已经把那两个字符都转到了高位上,但是字符串这儿还没有。转一下。

标识:+            *       
左: OBNYQHXUCZVAMDSLKPEFJRIGTW
右: WXUMCPTLNBQDEOYSFAVZKGJRIH

5、把左盘高位字母逆时针方向的第一个字母取下来(字符串的第二个字母)

标识:+            *       
左: O.NYQHXUCZVAMDSLKPEFJRIGTW
右: WXUMCPTLNBQDEOYSFAVZKGJRIH

6、把从逆时针第二个字母(字符串第三个字母)到低位的所有字母前移一位,并把刚才取下的字母放到低位

标识:+            *     
左: ONYQHXUCZVAMDBSLKPEFJRIGTW
右: WXUMCPTLNBQDEOYSFAVZKGJRIH

7、现在是右盘。转变方式和左盘不同!先将右盘向逆时针方向旋转一位(对于实体模型,要把右盘卸下来,因为这一步不能带动左盘旋转),也就是在字符串上将右盘每个字符前移一位,第一个字符放到最后。

标识:+            *       
左: ONYQHXUCZVAMDBSLKPEFJRIGTW(左盘不动)
右: XUMCPTLNBQDEOYSFAVZKGJRIHW

8、把右盘高位字母顺时针方向的第二个字母取下来(字符串的第三个字母)

标识:+            *       
左: ONYQHXUCZVAMDBSLKPEFJRIGTW
右: XU.CPTLNBQDEOYSFAVZKGJRIHW

9、把从逆时针第三个字母(字符串第四个字母)到低位的所有字母前移一位,并把刚才取下的字母放到低位

标识:+            *       
左: ONYQHXUCZVAMDBSLKPEFJRIGTW
右: XUCPTLNBQDEOYMSFAVZKGJRIHW

10、重复获取密文和更改码盘这两个部分直到加密完成。

解码过程

跟加密大同小异,只是要从左盘的密文找到右盘对应的明文罢了,码盘更改方式是一样的。

参考资料