### PURPLE Revealed:模拟与计算机辅助密码分析 #### 概述 "PURPLE Revealed"是一篇关于二战期间日本外务省所使用的密码机——紫罗兰(Purple)的研究文章。该研究不仅揭示了这款密码机的结构、内部布线情况以及密钥设置过程,还介绍了用于电报中的缩写系统,并且开发了一个计算机模拟程序来模拟Purble机器的工作原理。通过解密1941年12月7日传递给美国的14部分电报,演示了模拟器的操作方式。此外,文章还提出了一种针对Purble系统的自动化密码分析方法。 #### PURPLE机器简介 Purble是美国密码分析员对二战前及战争期间日本外务省用于安全通信的密码机的称呼。日本官方称其为“97式暗号机”或“Angooki Taipu B”。当美国开始对其进行密码分析时,为了保密目的,采用了一个代号“Purble”。 #### 结构与内部布线 文章详细描述了Purble机器的内部结构和布线方式。这种密码机采用了复杂的机械设计,包括多个旋转盘、开关和其他物理组件,使得它能够产生复杂的加密效果。这些细节对于理解Purble机器如何工作至关重要。 #### 密钥设置过程 除了内部结构之外,密钥设置也是确保通信安全的关键步骤。文章解释了Purble机器是如何通过一系列密钥设置来确保每次通信都使用不同的加密算法,从而增加了破解难度。 #### 缩写系统 在实际通信中,为了提高效率并减少传输时间,Purble机器使用了一套缩写系统。这套系统将常用的词汇或短语简化为更短的形式,这不仅可以加快消息的发送速度,还可以进一步增加解密的难度。 #### 计算机模拟 为了更好地理解和测试Purble机器的功能,研究人员编写了一个计算机模拟程序。这个程序可以模拟Purble机器的整个加密和解密过程,这对于验证理论假设和技术细节非常有用。 #### 实际应用示例 文章通过解密1941年12月7日传递给美国的14部分电报来演示模拟器的操作方式。这份电报在日本偷袭珍珠港之前送达美国,标志着美日之间的谈判破裂,具有重要的历史意义。 #### 自动化密码分析方法 文章介绍了一种自动化密码分析方法,这种方法旨在快速破解Purble系统加密的消息。通过对已知的加密算法进行逆向工程,并结合统计分析等技术手段,可以提高破解密码的速度和成功率。 #### 关键词解释 - **Pearl Harbor**:珍珠港,位于夏威夷的一个海军基地,在1941年12月7日遭到日本偷袭。 - **Purble**:日本外务省在二战前及战争期间使用的密码机。 - **RED**:另一个密码机的名称,可能与Purble有关联。 - **Rowlett**:美国密码学家威廉·弗雷德里克·罗威尔特(William Frederick Friedman),他是密码学领域的重要人物之一。 - **Stepping Switch**:步进开关,一种用于控制电路的设备,在早期的密码机中常用到。 - **Computer Simulations**:计算机模拟,利用计算机软件模拟真实世界的系统或过程。 - **Hill Climbing**:爬山法,一种搜索算法,常用于解决优化问题。 - **Roma-ji**、**Romazi**:罗马字,一种用拉丁字母拼写日语的方法。 ### 总结 "PURPLE Revealed"提供了对二战时期日本外务省使用的密码机Purble的深入解析,不仅揭示了其内部结构和工作原理,还展示了如何利用现代计算机技术对其进行模拟和密码分析。这项研究对于了解当时的技术水平以及密码学的发展具有重要意义。
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