如何把机密的信息写成一种别人看不懂、自己却能看懂的形式呢？密写，也就是把文本加密的方法广泛应用在战争、银行、商业、情报等领域；在日常生活中也是有用的。比如，你想在日记中记录一件很重要的事情；或者，你和你的情人互传纸条（现在的学生有手机，已经不用这种古老的传讯手段了；但是特定场合，也许还会用得到，谁知道呢？）；或者，你想在一个公共信息栏给特定的人传递信息；或者，你是一个记性不太好的人，你想在某处写下你的银行密码而又不被人窃取......在这些场合下，你会发现密码学相当有用。
　　给文本加密的方法有很多。日常手工加密，大多数方法在拥有强大计算机的专业人士手里不堪一击；不过也有少数能够经受考验，这些方法如果不是优秀的破译团队，就很难破解。况且你也不太可能碰到国家安全局劳师动众来破译你的日记的情况。所以这些简单的加密方法可以认为是很安全的，只要你的密码不泄露。下面介绍几种简单实用的加密方法，并分别对其安全性和方便程度作出评估。这几种方法都是对于英文文本进行加密的，不过也可以用于汉语拼音文本，只是稍为麻烦一些。
　　首先介绍两项基本原则。
　　1.在密码学中，通常把英文26个字母从0到25编号，并经常用这些数字代替字母：0-A,1-B,2-C,3-D,4-E,5-F,6-G,7-H,8-I,9-J,10-K,11-L,12-M,13-N,14-O,15-P,16-Q,17-R,18-S,19-T,20-U,21-V,22-W,23-X,24-Y,25-Z。这里从零开始编号是有用意的，因为这样可以进行一些模运算，见下文。
　　2.加密文本的时候，单词之间的空格要挤掉，也就是说不算空格。
　　
　　
　　1.简单移位系统（推荐星级：＊）。
　　设定1－25之间的任何数字作为密码。例如，用3作密码。那么，在你写的密文中，把原文（明文）的每个字母在字母序里向后移动3位，就变成密文（暗文）。这样，加密I love you： I向后移三位变为L, l-o, o-r, v-y, e-h, y-b(注意这里，y往后移两位就超出z了，于是把a放在z的后面继续),o-r, u-x。于是密文变成：loryhbrx。注意密文最好不要留空格，也不要保留大小写，因为这样会增加被破解的危险。
　　解密的时候，只要记住密码3，把密文每个字母往前移3位就可以了。
　　评价：这种方法安全性很低，但是使用方便。某些场合不妨用之。在我介绍的几种方法之中，这种方法安全性最低。下面几种方法就相对安全一些，如果你周围的人对密码学都一无所知，那么都可以放心使用。
　　
　　
　　2.Caesar系统（推荐星级：＊＊＊）。
　　因罗马时代的发明人Julius Caesar得名。传说被恺撒大帝使用过。
　　Caesar系统的密码是自己选的一个单词。例如，选mountain，写出以下的字母序列：mountaibcdefghjklpqrstvwxyz。看出来了吗？就是在正常字母序列中抽掉你的密码mountain。由于mountain中有两个n，把第二个去掉。 然后，把正常字母序列写在这个序列下面：
　　Mountaibcdefghjklpqrsvwxyz.......密文字母序
　　Abcdefghijklmnopqrstuvwxyz.......明文字母序
　　在加密的时候，用上面那个序列里的字母代替原文中的字母写成密文。例如，m代替a，o代替b。解密时方向相反。所以，加密heishere的结果是：btcqbkpt。
　　如果你的文本中有数字，那么不妨写一个36字符的序列，并把数字加在你的密码中。
　　评价：这种方法比简单移位系统安全，可以在你的日记中使用。但是，如果加密的文字有（大约）400字符以上，那么攻击者手工花费1天时间即可破解，因为英文和其它语言中每个字母都有一定的使用频率，破解者根据这些频率就可以破译。
　　
　　
　　3.仿射系统（推荐星级：＊）。
　　和上面的两种方法一样，都是把一个字母用另一个字母代替。这样的方法叫做单字母替换，也称单表系统。如果象下面的Playfair系统那样，两个字母两个字母地替换，就称为双字母系统。以此类推，有三字母系统，多字母系统。替换单元越长，安全性越高。
　　首先，设定两个密码a,b。a是1－25之间的整数，并且要和26互素，也就是说没有大于1的公约数。A有以下12种选择：1,3,5,7,9,11,15,17,19,21,23,25。B可以是0－25之间的任何整数，一共有26种选择。这样一来，仿射系统的密码a,b的组合就一共有12＊26＝312种。但是，a=1的时候b不能选0。所以实际的选法一共有311种。下面大家将会看到为什么。这种方法的使用需要模运算。如果你不懂模运算，没有关系，我会解释。很简单。
　　参看上面的英文字母编号。从a=0开始，把每一个字母用另一个字母代替。如果你选密码a=3,b=1,那么加密的时候，把原字母的数字代号作以下运算：数字代号＊a+b。这样，你会得到另一个数字。把它对26做模运算，也就是说，把它除以26所得的余数作为计算结果。例如，你要用a=3,b=1加密字母t。由于t的数字代号是19（参见上文），所以：t*a+b=19*3+1=58。58对26求余得6。而数字代号为6的字母是g，所以，在密文中，就用g代替t。
　　如果设定密码 a=3,b=1，加密序列如下：
　　原文：a b c d e f....x..y z(省略的部分大家自己算吧！)
　　代号：0 1 2 3 4 5....23.24 25
　　密文：1 4 7 10 13 16...18.21.24
　　就是：b e h k n q s v y
　　现在来看一下为什么a不能和26有大于1的公约数。如果设定密码 a=2,b=1，加密序列如下：
　　原文：a b c d e f g h I j k....x..y z
　　代号：0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10...23.24 25
　　密文：1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21...21.23.25
　　就是：b d f h j l n p r t v....v..y..z
　　可以看到，对于不同的原文字母k,x，却使用相同的字母v代替。这给阅读带来混淆。
　　阅读：如果你知道密码，就可以写出上面的替换关系，把密文翻译成明文。还有一种线性代数解密的方法，这里请容我省略。
　　评价：可以看到，仿射系统当a=1的时候其实就是简单移位系统。所以它包括了简单移位系统，并且写法（311种）比简单移位系统（26）多，所以安全性也高于后者。但是，比起可以任意选择单词作为密码的Caesar系统来，它的写法又太少了。所以，它又没有Caesar安全。不过，仿射系统不失为一种有趣、方便的密码系统，在比较短的文本加密中可以放心使用。
　　
　　以上的单表系统，在善于运用计算机、又知道你用的是单字母替换方法、并且掌握英文字母使用频率的统计资料的破译者面前是不太安全的。下面的双表、多表系统就安全得多。虽然也有双字母、三字母的使用频率统计，但是要破译密文，理论上文本必须达到上万个（双字母）、数十万个字符。
　　
　　4.Playfair系统（推荐星级：＊＊＊＊）。
　　曾经被英国军队在第一次世界大战中使用过。
　　例如，你和战友在战争开始约定了用这种方法加密，并且密码是fight4。现在你们分散在两地，你要传递35 enemies are coming这条信息给战友。
　　首先，把英文26个字母和0－9这10个数字写成一个6*6的正方形：
　　F I G H T 4
　　A B C D E J
　　K L M N O P
　　Q R S U V W
　　X Y Z 0 1 2
　　3 5 6 7 8 9
　　看出来了吗？以密码fight4开头，其余的按照音序和字母序写下来就可以了。现在把要加密的信息去掉空格，每两个字符写成一组：35 EN EM IE SA RE CO MI NG。
　　对于每两个字母，Playfair有其加密规则。如果两个字符在上面的正方形中不在同一行或同一列中，例如EN，那么由于EM-CO组成一个小矩形，就用C0代替EM。注意顺序，不要写成OC。同样的道理，EN用DO代替，IE-TB，SA-QC,RE-VB,CO-EM,MI-LG,NG-MH。对于两个字符在同一行或一列的情况，把它们分别往右或往下移一个位置就可以了。例如，35变成56（3往右移位成5，5往右移位成6）。再如：KN-LO，MZ-S6,89-93(注意这里，8移位成9，9往右移位就出了正方形，这时，在这一行从头开始)。这样一来，你要写给战友的信息就变成56 DO CO TB QC VB EM LG MH了。谁能看懂？相当安全。同时，你的战友只要记住这种方法和你们约定的密码fight4，就可以解读了。你写日记、传纸条的时候也一样，但是要记住密码。
　　说明：1、最开始的Playfair不包含数字，把英文26个字母中很少使用的k省掉，写成5*5的正方形。我略加变通，写成6*6。2、Playfair只能加密长度为偶数的文本，因为字符都是成对加密的。不过，你可以省掉最后一个字符，或者加上一个无关紧要的字符呀！
　　评价：Playfair是相当安全的。只要你不泄露密码。记得写完后，把草稿纸销毁。
　　
　　
　　5.Hill系统（推荐星级：＊＊）。
　　这种方法需要线性代数知识，使用起来不方便，并且如果手工加密，由于计算量大，限于3＊3以下的矩阵，安全性还比不上下面的Vigenere。我个人认为，这种方法的实用性比不上Playfair。不叙述了。
　　
　　
　　6.Vigenere（推荐星级：＊＊＊＊＊）。
　　由法国人Blaise de Vigenere和一位海军司令（哪个国家的我记不得了）Francis Beaufort分别独立发明。这种方法是很安全的，如果你使用得当，即使你周围有顶级的密码学家，也不容易破译。
　　Vigenere的密码也是一个使用者任选的单词。例如，选择swordsman作为密码。它的长度是9个字符。于是我们写出一个26＊10的方阵来：
　　A S W O R D S M A N
　　B T X P S E T N B O
　　C U Y Q T F U O C P
　　D V Z R U G V P D Q
　　E W A S V H W Q E R
　　F X B T W I X R F S
　　G Y C U X J Y S G T
　　H Z D V Y K Z T H U
　　I A E W Z L A U I V
　　J B F X A M B V J W
　　K C G Y B N C W K X
　　L D H Z C O D X L Y
　　M E I A D P E Y M Z
　　N F J B E Q F Z N A
　　O G K C F R G A O B
　　P H L D G S H B P C
　　Q I M E H T I C Q D
　　R J N F I U J D R E
　　S K O G J V K E S F
　　T L P H K W L F T G
　　U M Q I L X M G U H
　　V N R J M Y N H V I
　　W O S K N Z O I W J
　　X P T L O A P J X K
　　Y Q U M P B Q K Y L
　　Z R V N Q C R L Z M
　　我们用密码为swordsman的这个方阵加密heisgoingtoflee...。把密码词和明文相对：
　　swordsman swords...
　　heisgoing toflee....
　　在加密的时候，把明文按照密码词的长度（这里是9个字符）分成若干段，分别和密码词相对。然后，逐个字母加密。在上面的方阵第一行中找到密码词的第一个字母s，第一列中找到明文的相应字母h它们相交的地方是第2列第8行的字母z。这就是密文的第一个字母。接下来，w和e相交于a,o和i相交于w,...于是，密码词、明文、密文变成下面的对应关系：
　　swordsman swords...
　　heisgoing toflee....
　　zawjjgunt...lktchw...
　　解密的时候，只要在第一行中找到密码词的相应字母，在它所在的那一列中找到相应的暗文字母，那么，暗文字母横过去的最左边，就是你要的明文。请记住，不论是加密还是解密，都先在第一行中找密码词的字母。
　　大家会认为上面的方法很烦琐，不论对于加密还是解读都是如此。确实，如果每次都要写方阵的话很费时间。不过，还有不用方阵、甚至连草稿都不需要打的加密、解密方法。为此你必须记住每个字母的数字代号。在上面的方阵中，s和w相交得到z，其实是s和w的数字代号相加，得到z的数字代号25。以此类推，w和e相加得到a，o+i=w，等等，见下表。当然，如果加和的结果大于25，就对26求余数。一定要记住，求余是密码学中最常用的运算之一。
　　这样一来，就不用写出庞大的方阵了。加密过程轻松快捷。解密的时候也同样方便，只要用暗文字母的数字代号减去密码词相应字母的数字代号，就得到相应明文字母的数字代号。如果差是一个负数，例如下面第2列a(0)-e(4)=-4，怎么办呢？没关系，-4对26求正余数，或者-4加上26，就等于22(w)了。
　　密码 s w o r d s m a n
　　 18 22 14 17 3 18 12 0 13
　　明文 h e i s g o i n g
　　 7 4 8 18 6 14 8 13 6
　　暗文 z a w j j g u n t
　　 25 26=0 22 35=9 9 32=6 20 13 19
　　评价：如果你记住了每个字母的数字代号，Vigenere方法对于你来说，就是简单实用、安全系数很高的加密方法了。由于你可以选取很长的密码词，大大增加了攻击者破解的难度。况且如果你熟练，还免去了草稿，让那些专门在垃圾箱里动脑筋的间谍没有可乘之机。在安全性上，Playfair和Vigenere是不可同日而语的。如果说你可以在日记、秘密信函中放心地使用Playfair的话，那么，当你使用Vigenere的时候，请抱着“肆无忌惮“的心理吧！但记住，密码词越长越好。
　　
　　附注
　　1.现代的密码学
　　除了上面所说的这些，在计算机时代之前还有许多著名的密写系统，例如二战中德军使用的ENIGMA，美军使用的SIGABA，日军使用的RED和PURPLE，等等。其中当然是ENIGMA最出名，因为它被英国破译了！我不知道ENIGMA加密的方法，但是，它从明文到密文肯定要经过很多次复杂的运算（这些运算不是用手工，而是用密码机进行的），不光是象Playfair、Vigenere那样写方阵、加加减减就行了。因此，这些二战中使用的密码系统一定要比一战中的安全。不过，由于原理都是字母替换，破解的时候都是频率统计，可能也安全不到哪里去。呵呵，我是外行。
　　计算机发明之后，更复杂的密码系统被开发出来，这些系统手工操作几乎是不可行的，不论是加密还是解密。例如，DES(美国数据加密标准，IBM在1975年发明的)、背包系统、公钥系统，等等。其中，使用公钥系统时，双方不需要事先认识，或者事先约定加密密码，而是各自有各自的密码。但是，这样怎么能读懂对方的密文呢？第三者为什么读不懂呢？其实公钥系统相当于把明文加密两次，加、解密的时候两个密码词的使用顺序可以颠倒也得到相同的结果。打个比方，A通过邮局寄一口箱子给B,上面上了他的锁。B收到箱子之后自然打不开。于是，B在箱子上又加了一道锁，然后给A寄回来。箱子上现在有两把锁。A收到箱子后把自己的那把锁打开，再次把箱子寄给B。现在，箱子上只有B的锁了。这样，B收到箱子后就可以打开。而作为有间谍嫌疑的邮局C，始终无法打开箱子！真是聪明！公钥系统的好处，除了可以不用事先约定密码词之外，作为使用的任一方，都可以随时更换密码而不影响交流。不重复使用密码是公钥系统增加安全性的秘诀。
　　但是，尽管有这么多“强壮“（安全）的密写系统，我们还是可以放心地使用我们古老的手工加密。为什么呢？首先，加密方法虽然随着计算机、数学的发展大大进步，破解的手段却没有成比例地进步。我们只要在Vigenere中增加密钥词的长度，就可以增强安全性。此外，加密方法是人发明的，我们自己也可以发明出许多密写系统，仅供我们自己使用。如果我们不把这些希奇古怪的法子告诉密码学家，他们很多时候也是一筹莫展的。要知道，现在市面上流行的许多加密系统，他们的加密方法都是公布的，只有密码词，使用者各自保密。在知道加密方法的前提下（例如，我知道你用Playfair方法加密）去破解，就要相对容易一些。而我们是不必公布自己希奇古怪的方法的。如果我们想保护自己的top secret，我们可以想出很多方法。市面上的密码系统为什么公布他们的加密方法呢？我想，首先是为了专利。很多加密系统是作为商业软件出售的。另外，他们要建立一套标准流程，大家都用同一种方法，个人管好密码就行。标准流程的建立有利于进一步的开发。
　　总之，在可以忽略国家安全局对你产生兴趣的前提下，放心地在日记、纸条，甚至公函中使用古老的密码系统吧！
　　同时，请开动脑筋，开发自己喜欢的密写系统。
　　
　　2.上面6种密写系统的总结
　　密写系统 便捷性 安全性 推荐程度
　　简单移位 ＊＊＊＊＊ ＊ ＊
　　Caesar ＊＊＊＊ ＊＊ ＊＊＊
　　仿射 ＊＊ ＊ ＊
　　Hill ＊ ＊＊＊ ＊＊
　　Playfair ＊＊＊＊ ＊＊＊ ＊＊＊＊
　　Vigenere ＊＊＊＊ ＊＊＊＊＊ ＊＊＊＊＊