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電碼

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中文名稱;電碼 外文名稱;code 構成;莫爾斯電碼，五單位電碼 最早電碼;莫爾斯電碼

電碼，是利用若干個有、無電流脈衝或正負電流脈衝所組成的不同的信號組合，其中每一個信號組合代表一個字母、數字或標點符號。 電碼構成的方法很多，現在一般通用的有「莫爾斯電碼」和「五單位電碼」 兩種。莫爾斯電碼由點、劃兩種符號組成。五單位電碼由五個單元組成，每個單元可以是「空」（。）或「傳」（.）的符號。另一種電碼是一組字母或一組數碼代表電文中的一個字或一個短句，如在我國標準電碼本上「0022」代表「中」字。

簡介

每個國家都有自己專用的密電碼，一套至幾套不等（軍事）密電碼。二戰期間日軍的密電碼因系統不同，電碼各別，其中以陸軍密電碼為最難破譯，整個抗戰期間，日軍陸軍與海軍的密電碼始終未曾被破譯過；空軍密電碼則比較簡單，容易破譯。有英文字母的，有數字組成的，也有日文的，其中以英文的為最多。但不論哪種形式，都有一個共同特點，那就是字符之間不留任何空檔，一律緊密連接，不像英文電報每個單詞一組，也不像中文電報每四個數字一組。 另外，各種行業也都有通用的國際電碼。（航海，航空，救援）等等。

莫爾斯電碼

莫爾斯電碼是美國人摩爾斯於1844年發明的。

歷史背景

最早的莫爾斯電碼是一些表示數字的點和劃。數字對應單詞，需要查找一本代碼表才能知道每個詞對應的數。用一個電鍵可以敲擊出點、劃以及中間的停頓。 雖然莫爾斯發明了電報，但他缺乏相關的專門技術。他與Alfred Vail簽定了一個協議，讓他幫自己製造更加實用的設備。Vail構思了一個方案，通過點、劃和中間的停頓，可以讓每個字符和標點符號彼此獨立地發送出去。他們達成一致，同意把這種標識不同符號的方案放到莫爾斯的專利中。這就是現在我們所熟知的美式莫爾斯電碼，它被用來傳送了世界上第一條電報。 這種代碼可以用一種平穩時斷時續的無線電信號來傳送，通常被稱做連續波(Continuous Wave)，縮寫為CW。它可以是電報電線里的電子脈衝，也可以是一種機械的或視覺的信號(比如閃光)。 一般來說，任何一種能把書面字符用可變長度的信號表示的編碼方式都可以稱為莫爾斯電碼。但現在這一術語只用來特指兩種表示英語字母和符號的莫爾斯電碼：美式莫爾斯電碼被使用了在有線電報通信系統；今天還在使用的國際莫爾斯電碼則只使用點和劃(去掉了停頓)。 電報公司根據要發的信的長度收費。商業代碼精心設計了五個字符組成一組的代碼，做為一個單詞發送。比如：BYOXO ("Are you trying to crawl out of it?"；LIOUY ("Why do you not answer my question?",；AYYLU ("Not clearly coded, repeat more clearly."。這些五個字符的簡語可以用莫爾斯電碼單獨發送。在網絡用辭中，我們也會說一些最常用的莫爾斯商用代碼。現在仍然在業餘無線電中使用的有Q簡語和Z簡語：他們最初是為報務員之間交流通信質量、頻率變更、電報編號等信息服務的。 1838年1月8日，Alfred Vail展示了一種使用點和劃的電報碼，這是莫爾斯電碼前身。 作為一種信息編碼標準，莫爾斯電碼擁有其他編碼方案無法超越的長久的生命。莫爾斯電碼在海事通訊中被作為國際標準一直使用到1999年。1997年，當法國海軍停止使用莫爾斯電碼時，發送的最後一條消息是：「所有人注意，這是我們在永遠沉寂之前最後的一聲吶喊」！

構成原則

1.一點為一基本信號單位，每一划的時間長度相當於3點的時間長度。 2.在一個字母或數字內，各點、各劃之間的間隔應為兩點的長度。 3.字母（數字）與字母（數字）之間的間隔為7點的長度。 1918年德國發明家亞瑟·謝爾比烏斯（Arthur Scherbius）和理查德·里特（Richard Ritter）創辦了一家新技術應用公司，曾經學習過電氣應用的謝爾比烏斯想利用現代化的電氣技術來取代手工編碼加密方法，發明一種能夠自動編碼的機器。

工作原理

謝爾比烏斯給自己所發明的電氣編碼機械取名「埃尼格瑪」（ENIGMA，意為啞謎），乍看是個放滿了複雜而精緻的元件的盒子，粗看和打字機有幾分相似。可以將其簡單分為三個部分：鍵盤、轉子和顯示器。 鍵盤一共有26個鍵，鍵盤排列和現在廣為使用的計算機鍵盤基本一樣，只不過為了使通訊儘量地短和難以破譯，空格、數字和標點符號都被取消，而只有字母鍵。鍵盤上方就是顯示器，這可不是現在意義上的屏幕顯示器，只不過是標示了同樣字母的26個小燈泡，當鍵盤上的某個鍵被按下時，和這個字母被加密後的密文字母所對應的小燈泡就亮了起來，就是這樣一種近乎原始的「顯示」。在顯示器的上方是三個直徑6厘米的轉子，它們的主要部分隱藏在面板下，轉子才是「埃尼格瑪」密碼機最核心關鍵的部分。如果轉子的作用僅僅是把一個字母換成另一個字母，那就是密碼學中所說的「簡單替換密碼」，而在公元九世紀，阿拉伯的密碼破譯專家就已經能夠嫻熟地運用統計字母出現頻率的方法來破譯簡單替換密碼，柯南·道爾在他著名的福爾摩斯探案《跳舞的小人》里就非常詳細地敘述了福爾摩斯使用頻率統計法破譯跳舞人形密碼（也就是簡單替換密碼）的過程。——之所以叫「轉子」，因為它會轉！這就是關鍵！當按下鍵盤上的一個字母鍵，相應加密後的字母在顯示器上通過燈泡閃亮來顯示，而轉子就自動地轉動一個字母的位置。舉例來說，當第一次鍵入A，燈泡B亮，轉子轉動一格，各字母所對應的密碼就改變了。第二次再鍵入A時，它所對應的字母就可能變成了C；同樣地，第三次鍵入A時，又可能是燈泡D亮了。——這就是「埃尼格瑪」難以被破譯的關鍵所在，這不是一種簡單替換密碼。同一個字母在明文的不同位置時，可以被不同的字母替換，而密文中不同位置的同一個字母，又可以代表明文中的不同字母，字母頻率分析法在這裡絲毫無用武之地了。這種加密方式在密碼學上被稱為「複式替換密碼」。 但是如果連續鍵入26個字母，轉子就會整整轉一圈，回到原始的方向上，這時編碼就和最初重複了。而在加密過程中，重複的現象就很是最大的破綻，因為這可以使破譯密碼的人從中發現規律。於是「埃尼格瑪」又增加了一個轉子，當第一個轉子轉動整整一圈以後，它上面有一個齒輪撥動第二個轉子，使得它的方向轉動一個字母的位置。假設第一個轉子已經整整轉了一圈，按A鍵時顯示器上D燈泡亮；當放開A鍵時第一個轉子上的齒輪也帶動第二個轉子同時轉動一格，於是第二次鍵入A時，加密的字母可能為E；再次放開鍵A時，就只有第一個轉子轉動了，於是第三次鍵入A時，與之相對應的就是字母就可能是F了。 因此只有在26x26=676個字母後才會重複原來的編碼。而事實上「埃尼格瑪」有三個轉子（二戰後期德國海軍使用的「埃尼格瑪」甚至有四個轉子！），那麼重複的概率就達到26x26x26=17576個字母之後。在此基礎上謝爾比烏斯十分巧妙地在三個轉子的一端加上了一個反射器，把鍵盤和顯示器中的相同字母用電線連在一起。反射器和轉子一樣，把某一個字母連在另一個字母上，但是它並不轉動。乍一看這麼一個固定的反射器好像沒什麼用處，它並不增加可以使用的編碼數目，但是把它和解碼聯繫起來就會看出這種設計的別具匠心了。當一個鍵被按下時，信號不是直接從鍵盤傳到顯示器，而是首先通過三個轉子連成的一條線路，然後經過反射器再回到三個轉子，通過另一條線路再到達顯示器上，比如說A鍵被按下時，亮的是D燈泡。如果這時按的不是A鍵而是D鍵，那麼信號恰好按照上面A鍵被按下時的相反方向通行，最後到達A燈泡。換句話說，在這種設計下，反射器雖然沒有象轉子那樣增加不重複的方向，但是它可以使解碼過程完全重現編碼過程。

操作方法

使用「埃尼格瑪」通訊時，發信人首先要調節三個轉子的方向（而這個轉子的初始方向就是密匙，是收發雙方必須預先約定好的），然後依次鍵入明文，並把顯示器上燈泡閃亮的字母依次記下來，最後把記錄下的閃亮字母按照順序用正常的電報方式發送出去。收信方收到電文後，只要也使用一台「埃尼格瑪」，按照原來的約定，把轉子的方向調整到和發信方相同的初始方向上，然後依次鍵入收到的密文，顯示器上自動閃亮的字母就是明文了。加密和解密的過程完全一樣，這就是反射器的作用，同時反射器的一個副作用就是一個字母永遠也不會被加密成它自己，因為反射器中一個字母總是被連接到另一個不同的字母。 埃尼格瑪」加密的關鍵就在於轉子的初始方向。當然如果敵人收到了完整的密文，還是可以通過不斷試驗轉動轉子方向來找到這個密匙，特別是如果破譯者同時使用許多台機器同時進行這項工作，那麼所需要的時間就會大大縮短。對付這樣「暴力破譯法」（即一個一個嘗試所有可能性的方法），可以通過增加轉子的數量來對付，因為只要每增加一個轉子，就能使試驗的數量乘上26倍！不過由於增加轉子就會增加機器的體積和成本，而密碼機又是需要能夠便於攜帶的，而不是一個帶有幾十個甚至上百個轉子的龐然大物。那麼方法也很簡單，「埃尼格瑪」密碼機的三個轉子是可以拆卸下來並互相交換位置，這樣一來初始方向的可能性一下就增加了六倍。假設三個轉子的編號為1、2、3，那麼它們可以被放成123－132－213－231-312－321這六種不同位置，當然現在收發密文的雙方除了要約定轉子自身的初始方向，還要約好這六種排列中的一種。 而除了轉子方向和排列位置，「埃尼格瑪」還有一道保障安全的關卡，在鍵盤和第一個轉子之間有塊連接板。通過這塊連接板可以用一根連線把某個字母和另一個字母連接起來，這樣這個字母的信號在進入轉子之前就會轉變為另一個字母的信號。這種連線最多可以有六根（後期的「埃尼格瑪」甚至達到十根連線），這樣就可以使6對字母的信號兩兩互換，其他沒有插上連線的字母則保持不變。——當然連接板上的連線狀況也是收發雙方預先約定好的。 就這樣轉子的初始方向、轉子之間的相互位置以及連接板的連線狀況就組成了「埃尼格瑪」三道牢不可破的保密防線，其中連接板是一個簡單替換密碼系統，而不停轉動的轉子，雖然數量不多，但卻是點睛之筆，使整個系統變成了複式替換系統。連接板雖然只是簡單替換卻能使可能性數目大大增加，在轉子的複式作用下進一步加強了保密性。讓我們來算一算經過這樣處理，要想通過「暴力破譯法」還原明文，需要試驗多少種可能性： 三個轉子不同的方向組成了26x26x26=17576種可能性； 三個轉子間不同的相對位置為6種可能性； 連接板上兩兩交換6對字母的可能性則是異常龐大，有100391791500種； 於是一共有17576x6x100391791500，其結果大約為10000000000000000！即一億億種可能性！這樣龐大的可能性，換言之，即便能動員大量的人力物力，要想靠「暴力破譯法」來逐一試驗可能性，那幾乎是不可能的。而收發雙方，則只要按照約定的轉子方向、位置和連接板連線狀況，就可以非常輕鬆簡單地進行通訊了。這就是「埃尼格瑪」密碼機的保密原理。

參考來源

字母的摩爾斯電碼怎麼發？字母解釋法怎麼讀？看了這視頻建議收藏