ASCII 編碼
ASCII（American Standard Code for Information Interchange，美國資訊交換標準程式碼）是最基本的字元編碼系統，用於在電腦系統中表示文字。
ASCII 特性
- 發展自電報編碼
- 包含 128 個字元（7位元表示）
- 擴展ASCII（Extended ASCII）增加了額外的 128 個字元（8位元表示）
- 只能表示英文字母、數字和部分符號，不支援中文等其他語言
ASCII 編碼示例
每個字元都對應一個特定的數值：
字元 'A' 對應 ASCII 值 65 (十進制) = 01000001 (二進制)
字元 'a' 對應 ASCII 值 97 (十進制) = 01100001 (二進制)
字元 '0' 對應 ASCII 值 48 (十進制) = 00110000 (二進制)
資料儲存基本單位
- 1 bit：一個二進制位元，只能儲存 0 或 1
- 8 bits = 1 byte：一個位元組，基本的資料儲存單位
- 1 byte = 1 word：一般來說一個字元需要一個位元組來表示
字元編碼過程
字元編碼是將人類可讀的字元映射到一組唯一的數字的過程，使電腦能夠處理文字資料。
凱撒密碼概述
凱撒密碼（又稱凱撒加密、凱撒變換、變換加密）是一種最簡單且最廣為人知的加密技術。凱撒密碼是一種替換加密技術，明文中的所有字母都在字母表上向後（或向前）按照一個固定數目進行偏移後被替換成密文。
歷史背景
- 這個加密方法是以羅馬共和時期凱撒的名字命名的
- 據稱當年凱撒曾用此方法與其將軍們進行聯繫
- 是最早的加密技術之一
- 也是了解現代密碼學基礎的入門知識
加密原理
凱撒密碼的工作原理是將字母表中的每個字母向前或向後移動固定數量的位置。
例如，位移量為3時：
- A → D
- B → E
- C → F
- ...
- Z → C
凱撒密碼範例
以位移量（密鑰）= 3 為例：
| 明文 | H | E | L | L | O |
|---|---|---|---|---|---|
| 密文 | K | H | O | O | R |
明文 "HELLO" 加密後變成 "KHOOR"
安全性提醒： 凱撒密碼非常容易被破解，因為只有26種可能的密鑰（英文字母表有26個字母）。使用頻率分析就可以輕易破解凱撒密碼。
實作提示
許多線上工具可以幫助加密和解密凱撒密碼：
- https://www.dcode.fr/caesar-cipher
- http://rumkin.com/tools/cipher/caesar.php
破解方法：
- 暴力破解（嘗試所有可能的位移量）
- 頻率分析（英文中E、T、A、O是最常見的字母）
瑪麗·史都華密碼概述
瑪麗·史都華密碼是由蘇格蘭瑪麗女王（又被稱為瑪麗·史都華）所使用的一種歷史密碼。這種密碼是一種同音替代密碼，用於在她被囚禁期間與外界聯繫。
歷史背景
- 瑪麗·史都華是十六世紀最著名和最具爭議的君主之一
- 她僅六天就登上了蘇格蘭王位
- 因涉入刺殺伊莉莎白一世的陰謀，使用密碼與外界聯繫
- 信件遭英國間諜破譯，成為定罪關鍵
- 在被囚於此地時，說出了「In my end is my beginning」（我死即我生）這句名言
加密原理
瑪麗·史都華密碼是一種同音替代密碼：
- 每個字母可對應多個不同符號，避免頻率分析
- 使用特殊符號表示整個單詞（稱作「nulls」或「code words」）
- 加入假符號混淆視聽
- 密碼表會定期更改，增加安全性
密碼解析
破解者托馬斯·費利普斯使用了以下方法破解密碼：
- 頻率分析：識別最常出現的符號，可能代表常用字母如 E、T、A
- 釣魚策略：故意傳遞部分已知信息，誘使對方回應並使用相同的詞語
- 上下文猜測：根據上下文推斷某些詞語的可能含義
這展現了古典密碼的脆弱性，也顯示了情報戰的重要性。
實作提示
解碼瑪麗·史都華密碼可以使用線上工具：
- https://www.dcode.fr/mary-stuart-code