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技术视点 | 长安望楼？这只是中国古代密码学应用的一角

2019-08-12 419 区块链

01 引言

天保三载，元月十四日，巳正。 长安城一百零八坊沐浴在上午灿烂的阳光中。西市署署吏站在望楼上宣布西市开市，长安城暂停宵禁，全城沸腾。在这盛事背景下，长安城中暗藏的杀机开始显现，突厥狼卫伺机而动，一场惊心动魄的反恐行动就此展开。

技术视点 | 长安望楼？这只是中国古代密码学应用的一角

图 | 网络

张小敬能够在追击狼卫的过程中处处取得先机得益于 望楼及其通信系统。长安城中每一坊都设有二到三栋耸立的望楼，实时监视着城中异样，并用紫白色方格加以不同的组合，将消息快速传递给张小敬以及情报中心靖安司，以便他们快速作出决策。

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图 | 网络

望楼上的武侯掌握着一套密码通信系统，这是消息能较为安全传送的保证。简单来说，经过精心训练的坊间望楼武侯首先将要传递的消息按照既定的密码本将消息编码成算筹表示的数字，再用紫白色方格将数字表示并传递出去。接收到消息的靖安司大望楼武侯把颜色方格再转回数字，并将消息解码出来。

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图 | 中国科学技术馆所展示的算筹

值得一提的是，中国古代在春秋战国时期就开始采用算筹计数法，在数学史上留下了一个个辉煌的记录，古代大将更是 “运筹帷幄”，决胜千里之外。

 

02 中国古代的密码应用

今天，密码被广泛应用在生活中，银行卡刷卡、社交通信以及区块链交易等生活的方方面面都无时不刻在使用密码学保护金融安全和通信安全等。而在古代以及近代，无论是中国还是外国，密码一般都用于军事活动中。古罗马军事统帅凯撒在军队中使用替换加密技术来传递消息，而 Enigma 密码机的破译则加速了二战的结束，中国古代也有很多关于密码应用的记载。
2.1 阴符阴书通密语

公元前一千多年，姜子牙凭着满腹韬略辅佐周武王兴周灭商，为中国历史上存在时间最长朝代的建立创下了坚实的基础。据传为姜子牙所著的《六韬》更被被誉为是兵家权谋类的始祖。在这其中，姜子牙提出了采用阴符和阴书来进行保密通信。
姜子牙以八种不同长短的阴符分别表示八种战局结果，如长一尺的阴符表示大获全胜。只有君王和主将才明白这八种阴符代表的意义，这样敌人就较难识破它。可以看到，阴符可以传递的消息比较少，如果两军要配合出军作战，则可以使用阴书来进行联络军机要情。两军联络时，军情被拆分成三份，三个传令兵各持一份传递，只有合起来才能了解整个军情。阴书可以看作是较为典型的秘密分享方案原型。
2.2 虎符相合令千军

1973年，西安出土了一枚秦朝虎形兵符—— 秦杜虎符。作为国宝级的珍贵文物，该虎符现存于陕西历史博物馆中。虎符分为两半，右半符掌握在国君手中，左半符在将军手中。平时，将军持左半符可以命令五十人以下的士兵采取军事措施。凡要调动五十人以上的士兵，就要求左符和右符相合才能行动。但在紧急情况下，如狼烟起，将军亦可持半符便宜行事。
 

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图 | 陕历史博物馆的秦杜虎符

我们可以看到，现代在密码学中的认证也继承着这种精神，并把“我拥有什么”这样的认证进一步发展成“我知道什么”以及“天然的属性是什么”等多样化的认证方式。
2.3青鹅字拆宰相亡

公元684年，武则天废唐中宗李哲，开启则天朝的时代。徐敬业在扬州起兵反对武则天，同时由骆宾王主笔著名的《为徐敬业讨武曌檄》以号召天下勤王救国。此时，时任宰相裴炎和徐敬业的一封信被武则天获得，这封书信上并没有其它东西，只是上书“青鵝”两字。武则天破译了其中的密码规律，即把“青鵝”两字拆开，就变成“十二月，我自与”，这是相约时间做内应的意思。于是，裴炎被武则天当场拿下。
值得一提的是，在《资治通鉴》和《唐史》等正史均未有记载该青鹅事件。另外，骆宾王正是初唐四杰之一，于七岁成五言古诗《咏鹅》的唐代著名诗人。
2.4 太子梦破矾书显

白矾，是由明矾石经加工提炼而成。将白矾溶于水中，毛笔蘸着白矾水写字晾干后字迹会消失，重新浸于水中字迹就会重现。白矾水是中国古代军事和政治活动中应用较为广泛的一种隐写术。严格意义来说，隐写书并不属于密码学，但常用来进行秘密通信。
清康熙晚年，西北战事起。废太子胤礽想出征并领大将军的职务，并以此复出。于是胤礽托人用矾书代为传信，请人保举自己作为领兵大将。后来他人发现了该矾书，并向康熙告发。至此，胤礽恢复皇太子身份的计划彻底失败。
03 后记

古典密码学在古代和近代军事等活动中发挥了重大作用。如今，现代密码学在日常生活中展示着它的强大魅力，更是区块链技术的一个重要组成部分。本体技术团队将对相关密码学技术，如门限技术、零知识证明以及聚合签名等进行研究分析，为区块链安全以及区块链的广泛应用提供重要技术支撑。
本文的完成参考了包括国家密码管理局网站以及陕西历史博物馆网站等大量资料，受篇幅所限，并不一一列出，在此一并感谢。
注：本文部分图片及文字来源于网络，仅供交流学习使用，不具有任何商业用途。

封面图来源： https://107cine.com/stream/112883

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