密码学|密码（图解密码技术）_第二章_Enigma密码机密码学|密码学

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什么是Enigma
Enigma是由亚瑟·谢尔比乌斯于20世纪初发明的一种能够进行加密解密的机器。Enigma在德语里是“谜”的意思。亚瑟·谢尔比乌斯使用能够转动的圆盘和电路，创造成了人类手工所无法实现的高强度密码。在刚刚发明之际，Enigma被用在了商业领域，后来到了纳粹时期，德国国防军采用了Enigma，并将其改良后进行了军事用途。
用Enigma进行通讯加密
发送者和接受则各自拥有一个Enigma。发送者用Enigma将明文加密，将生成密文通过无线电发送给接收者。接收者将接收到的密码用自己的Enigma解密。由于发送者和接收者必须使用相同的密钥才能完成加密通信，所有发送者和接收者会实现收到一份叫做国防军密码本的册子。（每日一码）
用Enigma进行加密通信的过程
发送者—>消息（明文）—>加密（国防军密码本中的“每日密码”）—>密文—————通过无线电通信———>密文---->解密（国防军密码本中的“每日密码”）---->消息(明文)—>接收者

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Enigma的构造
Enigma能够对字母表26个字母进行加密解密由于复杂程度，简化为4个

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摁下输入键盘上的一个键后，带你信号就会通过复杂的电路，最终点亮输出用的灯泡。
接线板是一种通过改变接线方式来改变字母的对应关系的部件。接线板上的接线方式是根据国防军密码本的每日密码来决定的。
在电路中，我们还能看到三个转子的部件。转子是一个圆盘状的装置其两侧的接触点之间通过电线相连。尽管每个转子内部的连接方式是无法改变的，但转子可以在没输入一个字母时自转。当输入一个字母是，转子1就旋转1/4圈（4是由多少个字母决定的），转子1每旋转1圈，转子2就旋转1/4圈，转子2每旋转1圈，转子3就旋转1/4圈.这三个转子都是可以拆卸的，在对Enigma进行设置的时候可以选择转子的顺序以及它们的初始位置。
示意图中我们只画了六个键，下面的示意图表示了连续键入3个b的情况：当第一次键入b时，信号通过转子中的连线，灯A亮起来，放开键后，转子转动一格，各字母所对应的密码就改变了；第二次键入b时，它所对应的字母就变成了C；同样地，第三次键入b时，灯E闪亮。

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Enigma的加密发送者将一个包含5个字母的德语单词nacht(夜晚)进行加密并发送。

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第1步：设置Enigma
按照每日密码，设置Enigma，具体来说，就是在接线板上接线，并将3个转子进行排列。
第2步：加密通信密码
发送者想出3个字母，并将其加密。这3个字母称为通信密码。通信密码也是Enigma完成的。假设发送者选择通信密码为psv，那么就要在键盘上输入两次通信密码，也就是输入psvpsv这6个字母，输入完后，发送者可得到psvpsv的密文ATCDVT。
第3步：重新设置Enigma
通信密码中的3个字母实际代表了3个转子的初始位置。每个转子的上面都印有字母，根据字母来设置转子的初始位置。通信密码psv就表示需要将转子1、2、3分别转到p、s、v所对应的位置。
第4步：加密信息
键盘输入nacht5个字母，并记录下所对应的5个字母（KXNWP）。
第5步：拼接
发送者将ATCDVT和KXNWP进行拼接，拼接成ATCDVTKXNWP，然后通过无线电发送出去。
五每日密码和通信密码
每日密码：每日密码是用来加密通信密码的。这种密钥被称为密钥加密密钥。
通信密码：通信密码来加密消息。
六避免通信错误
两次输入通信密码psv，是为了避免通信错误，接收者解密后，如果通信密码不是3个字母重复两次这样的形式，就说明通信错误。
七 Enigma解密

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第1步：分解
将收到的ATCDVTKXNWP分解为ATCDVT和KXNWP两部分。
第2步：设置Enigma
按照每日密码，设置Enigma，具体来说，就是在接线板上接线，并将3个转子进行排列。这一步和发送者操作相同。
第3步：解密通信密码
对ATCDVT进行解密，键盘输入对应字母，输出psvpsv，psv重复两次，接收者判断通信过程没有错误。
第4步：重新设置Enigma
根据通信密码psv，重新设置Enigma，这一步和发送者的第三步相同。
第5步：解密消息
对KXNWP进行解密，键盘输入KXNWP，输出明文natcht5个字母。
八 Enigma的弱点
1 Enigma可以在每次输入时，通过3个转子的旋转来改变电路。然而，在加密通信密码这一重要步骤，实际只有一个转子1会旋转，这是弱点之一。
2 将通信密码连续输入两次并加密也是一个弱点。
3 通信密码是人为选的的也是一个弱点。
【密码学|密码（图解密码技术）_第二章_Enigma密码机】4 必须派发国防军密码本也是一个弱点。