二戰時期密碼決戰中的數學故事 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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王善平，張奠宙 著

圖書標籤:

• 密碼學
• 數學史
• 二戰史
• 圖靈
• 破譯
• 數學
• 曆史
• 戰爭
• 科學
• 計算機科學

齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040229912

版次：1

商品編碼：10000796

包裝：平裝

叢書名： 數學文化小叢書

開本：32開

齣版時間：2008-02-01

用紙：膠版紙

頁數：118

正文語種：中文

編輯推薦

　　《二戰時期密碼決戰中的數學故事》精選對人類文明發展起過重要作用、在深化人類對世界的認識或推動人類對世界的改造方麵有某種裏程碑意義的主題，深入淺齣地介紹數學文化的豐富內涵、數學發展史中的一些重要篇章以及一些著名數學傢的曆史功績和優秀品質等內容，適於包括中學生在內的讀者閱讀。

內容簡介

　　本叢書精選對人類文明發展起過重要作用、在深化人類對世界的認識或推動人類對世界的改造方麵有某種裏程碑意義的主題，深入淺齣地介紹數學文化的豐富內涵、數學發展史中的一些重要篇章以及一些著名數學傢的曆史功績和優秀品質等內容，適於包括中學生在內的讀者閱讀。《二戰時期密碼決戰中的數學故事》是其中之一！

作者簡介

　　王善平，1990年華東師範大學數學係現代數學史方嚮碩士研究生畢業。現為《華東師範大學學報》編輯部編審。已發錶《數學無國界》、《數字化信息技術與技能導引》等數學史、信息科學技術和圖書館學方麵的論著30餘篇／部。
　　張奠宙，國際歐亞科學院院士，華東師範大學數學係教授，專長算子譜論。著名數學教育傢和數學史傢，曾當選國際數學教育委員會執行委員。著有《20世紀數學經緯》、《中國數學的現代發展》和《陳省身傳》等數學史著作。

目錄

法西斯的陰霾籠罩著數學界
一、希特勒排猶狂潮葬送瞭德國數學
二、新的世界數學中心：普林斯頓
三、數學傢大力投入反法西斯戰爭
運籌學誕生在戰場
為戰爭服務的美國“應用數學計劃”
來自德國的柯朗參與反德國法西斯戰爭
馮·諾伊曼的反法西斯努力

二戰時期密碼破譯的傳奇故事——幕後的數學戰
一、“超級”情報扭轉戰爭局麵
不列顛空戰
阿拉曼戰役
大西洋海戰
法萊圍殲
中途島海戰
山本五十六之死
二、德國“隱謎”密碼機的齣現
三、波蘭數學傢的功績.、
四、英國布雷契萊莊園的故事
布雷契萊莊園成為英國二戰時期的密碼中心
圖靈等人製造破譯“隱謎”密碼的“炸彈”機
圖靈破譯德國海軍的“隱謎”密碼
英國數學傢破譯德軍最高統帥部的“洛倫茲”密碼
五、美國人的破譯故事
美國海軍造齣破譯“隱謎”密碼的“炸彈”機
破譯日本“紫色”密碼的“魔術”
破譯日本海軍的JN係列密碼
餘音
參考文獻

精彩書摘

　　雖然密碼的應用已經在第一次世界大戰中大顯身手，但密碼學作為一門學科，在當時並沒有很大的發展，使用的加密方法與古代相比並沒有什麼創新，隻是增加瞭一些難度，
　　當時的加密方法大都采用字母替換，比如說在一個未加密的文本（稱作“明文”）中，用f代替a，用h代替b，再用i代替f，用z代替h，如此等等，就得到瞭一個加密文本（稱作“密文”），在早期的加密方法中，這種字母替換的規則大多是固定的，即隻有一張關於每個字母的替換錶，所以被稱作“單錶替換加密”，2000年前的“愷撒密碼”，就屬於這種加密方法，所有的單錶替換加密都可以通過運用字母頻率分析的手段來破解，因為概率論和統計學告訴我們，每個字母在一個文本中齣現的頻率幾乎不變，一些字母的組閤和單詞齣現的概率也是如此，比如說在英文的文本中，字母“e”齣現的頻率最高，字母“z”齣現的頻率最低；字母組閤“eh”齣現的概率很小，而組閤“he”齣現的概率很大，運用這些知識對密文進行分析，就能夠發現字母替換的規則，從而破解密文，
　　後期的加密方法開始采用變化的替換規則，即根據每個字母在明文中齣現的位置和齣現的次數，使用不同的替換錶，這種方法被稱為“多錶替換加密”，如16世紀法國外交官維吉尼亞發明的密碼，就屬於這種加密方法，維吉尼亞密碼使用瞭26張通過字母順序平移産生的替換錶。

前言/序言

　　整個數學的發展史是和人類物質文明和精神文明的發展史交融在一起的。數學不僅是一種精確的語言和工具、一門博大精深並應用廣泛的科學，而且更是一種先進的文化。它在人類文明的進程中一直起著積極的推動作用，是人類文明的一個重要支柱。要學好數學，不等於拼命做習題、背公式，而是要著重領會數學的思想方法和精神實質，瞭解數學在人類文明發展中所起的關鍵作用，自覺地接受數學文化的熏陶。隻有這樣，纔能從根本上體現素質教育的要求，並為全民族思想文化素質的提高夯實基礎。

《二戰時期密碼決戰中的數學故事》 一、 引言：數字的戰場，智慧的較量 第二次世界大戰，一場席捲全球的浩劫，不僅是鋼鐵洪流與血肉之軀的較量，更是一場隱秘而激烈的數字戰場上的決戰。在這場宏大的曆史畫捲中，人類文明的存亡，在很大程度上被隱藏在無數電波、紙張中的秘密代碼所左右。而這些看似神秘的代碼背後，卻跳動著一顆顆理性而嚴謹的心髒——數學。 本書並非僅僅是一部戰爭史的旁述，也不是一本枯燥的數學定理匯編。它旨在揭示一個鮮為人知的秘密：數學，作為人類最古老、最普適的智慧語言，在第二次世界大戰的關鍵時刻，是如何化身為一把銳利的雙刃劍，深刻地影響瞭戰爭的走嚮，甚至在一定程度上決定瞭最終的勝利天平。我們將跟隨曆史的腳步，深入二戰時期那些充滿戲劇性與傳奇色彩的密碼破譯與加密故事，探尋數學原理如何在實戰中發揮齣驚人的力量，如何成為各國情報機構、軍事部門手中不可或缺的戰略武器。 在那個風雲變幻的時代，數學不再僅僅是書齋中的抽象概念，它被賦予瞭前所未有的實際意義。從納粹德國的“恩尼格瑪”機到日本的“紫密”，從盟軍的密碼分析專傢到軸心國的加密技術團隊，無數智慧的火花在數學的指引下碰撞、交織，構成瞭這場無聲戰爭中最動人心魄的篇章。本書將帶領讀者穿越時空，親曆那些扣人心弦的密碼破譯時刻，感受數學的優雅與力量，理解數字如何在戰爭的陰影下，無聲地塑造著曆史的進程。 二、 密碼學的誕生與早期發展：數學的雛形應用 在二戰爆發之前，密碼學早已在人類曆史的長河中留下瞭深深的印記。古代的簡易替換密碼、置換密碼，雖然原理粗糙，卻已初步展現瞭信息隱藏的思想。然而，隨著科技的進步和戰爭規模的擴大，傳統的密碼方法逐漸顯得力不從心。 數學，作為邏輯與規律的科學，自然而然地成為瞭密碼學發展的基石。早期的密碼學傢們，便開始嘗試將一些基本的數學概念融入到密碼的設計與分析中。例如，簡單的頻率分析法，便是基於統計學原理，通過統計明文中字母齣現的頻率來推斷密文中對應字母的方法。這種方法在分析一些簡單的替換密碼時，屢試不爽，但麵對更復雜的密碼係統，其局限性也日益凸顯。 直到19世紀末20世紀初，數學理論的飛速發展，特彆是代數、數論、概率論等分支的突破，為現代密碼學的誕生奠定瞭堅實的基礎。群論、有限域等抽象代數概念，開始被引入到密碼學的研究中，使得設計更為復雜的置換和替換組閤成為可能。這些早期數學原理的應用，雖然與二戰時期的密碼技術相比，顯得較為稚嫩，但卻為後來的重大突破埋下瞭伏筆，也預示著數學在信息安全領域將扮演越來越重要的角色。 三、 “恩尼格瑪”的魅影：數學在破解納粹德國核心密碼中的威力 提起二戰密碼戰，最負盛名的莫過於德國“恩尼格瑪”（Enigma）密碼機的破解。這款集成瞭轉子、插綫闆等多種復雜機械裝置的密碼機，被納粹德國視為不可逾越的軍事通信屏障，其密文的復雜性一度讓盟軍情報部門束手無策。然而，正是數學，成為瞭撕裂這層神秘麵紗的關鍵。 “恩尼格瑪”的破解並非一蹴而就，而是一個漫長而艱辛的過程，其中蘊含著無數數學傢的智慧結晶。早期，波蘭密碼分析局的數學傢們，如馬裏安·雷耶夫斯基（Marian Rejewski），便大膽地運用瞭群論等數學概念，對“恩尼格瑪”的內部結構進行瞭逆嚮工程分析。他們通過對大量截獲的密文進行統計分析，識彆齣機器的轉子組閤和接綫闆的配置，並利用數學的抽象能力，設計齣能夠模擬“恩尼格瑪”工作的機器——“波蘭炸彈”（Polish Bomba）。 “波蘭炸彈”的成功，標誌著人類曆史上第一次大規模利用數學原理成功破解高度復雜的機械密碼係統。然而，隨著戰爭的深入，“恩尼格瑪”的配置也日益復雜，波蘭的成果被轉移到英國布萊切利園（Bletchley Park）後，又迎來瞭一批傑齣的數學傢和邏輯學傢，如艾倫·圖靈（Alan Turing）。 在布萊切利園，數學傢的工作變得更加係統化和高效。圖靈設計的“圖靈炸彈”（Turing Bombe）是“波蘭炸彈”的升級版，它進一步優化瞭破解算法，能夠更快速地嘗試各種可能的設置。同時，統計學、概率論在分析“恩尼格瑪”的弱點，例如“恩尼格瑪”永遠不會將一個字母加密成自身，這一數學特性被利用得淋灕盡緻。通過對成韆上萬的密文進行概率分析，數學傢們能夠縮小搜索範圍，最終找到正確的設置。 “恩尼格瑪”的破解，不僅是情報戰的巨大勝利，更是數學理論在實戰中應用的典範。它證明瞭，即使是看似無懈可擊的機械係統，也可能隱藏著數學上的弱點，而對這些弱點的洞察，往往需要深厚的數學功底。這場密碼決戰，徹底改變瞭戰爭的進程，盟軍得以提前獲知德軍的軍事部署和意圖，極大地縮短瞭戰爭的持續時間，挽救瞭無數生命。 四、 隱秘的戰綫：日本“紫密”與統計學的勝利 與“恩尼格瑪”的機械復雜性不同，日本在二戰時期使用的“紫密”（Purple cipher）更多地依賴於數學上的組閤和置換。這款代號為“紫”的密碼機，其結構相對於“恩尼格瑪”更為簡單，但其背後同樣蘊含著深奧的數學原理，也麵臨著嚴峻的破解挑戰。 負責破解“紫密”的美國情報機構，同樣派遣瞭一批數學纔能齣眾的專傢。他們首先通過細緻的模式識彆和統計分析，發現瞭“紫密”係統的一些關鍵特徵。與“恩尼格瑪”不同，“紫密”在每次加密中會隨機選擇一個密鑰，這使得傳統的頻率分析法失效。然而，數學傢們並沒有因此放棄，他們開始轉嚮更高級的統計方法。 通過對大量加密信息進行比對和分析，數學傢們逐漸摸索齣“紫密”的生成規則。他們運用瞭信息論中的熵概念，來衡量密碼的隨機性和復雜性。同時，他們也從概率論的角度齣發，尋找密碼係統中的統計規律。例如，他們會關注某些特定字母組閤在不同密文中的齣現頻率，以及不同密鑰序列的概率分布。 一個重要的突破點在於，他們發現瞭“紫密”係統在某些條件下會産生可預測的模式，盡管這種模式非常隱蔽。通過數學上的推理和實驗，他們能夠逐步推導齣密鑰的長度、字符集以及更復雜的置換規則。這個過程就像是在解一個巨大的數學謎題，每找到一個綫索，都意味著離真相更近一步。 最終，通過巧妙地結閤數學理論與信息論的知識，美國情報部門成功地構建瞭能夠模擬“紫密”工作原理的破解設備，並開始破譯日軍的通信。這一成就同樣具有劃時代的意義，它錶明數學在破解基於數學組閤和置換的密碼係統方麵，同樣具有無可匹敵的力量。 五、 數學在密碼創新中的角色：加密技術的演進 除瞭在密碼破解中扮演關鍵角色，數學同樣是二戰時期密碼創新的核心驅動力。各國情報機構和軍事部門都在不斷探索更先進、更安全的加密技術，以期在信息戰中占據優勢。 例如，在早期，一些基於算術和代數的簡單加密方法便得到瞭應用。這些方法通常涉及到對明文進行數值化處理，然後應用一係列數學運算，如加法、乘法、模運算等，來生成密文。雖然這些方法在今天看來相對簡單，但在當時，它們已經能夠有效抵禦基礎的密碼分析。 隨著密碼學理論的發展，更為復雜的數學概念開始被引入。例如，一些利用置亂（permutation）和代換（substitution）結閤的密碼係統，其背後都離不開組閤數學和代數結構的研究。設計這些密碼需要精確地計算各種排列組閤的可能性，以及設計復雜的代換錶，以最大化密碼的安全性。 到瞭戰爭後期，隨著電子技術的興起，數學傢們開始嘗試將連續數學的概念引入到密碼設計中。例如，一些基於隨機數生成器（pseudorandom number generator）的加密方法，其核心便是利用復雜的數學算法來生成看似隨機的密鑰序列。這些算法的安全性，直接取決於其數學上的不可預測性。 此外，在信息論的指導下，數學傢們也在研究如何設計具有更高熵的密碼係統，以避免統計學上的漏洞。他們關注的信息冗餘度、信源編碼等概念，都直接來源於數學理論。 可以說，二戰時期的密碼創新，是一場數學理論與工程實踐緊密結閤的盛宴。無數數學傢和密碼學傢，在戰爭的緊迫需求下，將抽象的數學公式轉化為實際的加密設備和通信係統，為國傢的安全和戰爭的勝利做齣瞭不可磨滅的貢獻。 六、 數學思維在情報戰中的價值：超越計算的智慧 本書所呈現的，不僅僅是具體的數學公式和算法，更是一種深刻的數學思維。在二戰的密碼決戰中，數學傢們所展現齣的，不僅僅是精湛的計算能力，更是其獨特的邏輯推理、抽象概括、模式識彆以及問題分解的能力。 “恩尼格瑪”的破解，並非僅僅依靠蠻力嘗試，而是通過對機器結構的深刻理解，以及對數學規律的敏感洞察，纔得以找到突破口。艾倫·圖靈對“恩尼格瑪”的分析，便是典型的數學思維在實踐中的體現：他能夠將一個復雜的機械係統，抽象為一係列數學模型，並利用邏輯推理來推導齣其內在的弱點。 日本“紫密”的破解，同樣需要高度的統計學思維和概率論分析能力。情報分析人員需要從海量的密文中，識彆齣那些隱藏在噪音之下的微弱信號，並利用概率模型來推斷其生成規律。這是一種從不確定性中發現確定性的能力，而這正是數學思維的核心價值所在。 更重要的是，數學思維培養瞭一種嚴謹的科學態度。在密碼戰中，任何微小的錯誤都可能導緻功敗垂成。數學傢們必須精確計算，細緻分析，確保每一個步驟的正確性。這種嚴謹性，是情報工作成功的基石。 本書將通過講述一個個生動的故事，展現數學思維如何在情報戰的復雜環境中發揮作用，它如何幫助分析人員看穿迷霧，如何指引技術人員設計齣更強大的加密係統。它證明瞭，數學的價值，遠遠超越瞭純粹的計算，它是一種強大的思維方式，能夠幫助我們理解世界，解決復雜的問題，並在關鍵時刻做齣明智的決策。 七、 結語：數學之光，永不熄滅 第二次世界大戰的硝煙早已散去，但那場驚心動魄的密碼決戰，以及其中閃耀的數學之光，卻永遠銘刻在人類文明的曆史長捲中。本書希望通過深入淺齣的方式，展現數學在二戰時期所扮演的至關重要的角色，揭示隱藏在戰爭史料背後，那些由數字和邏輯構建起的輝煌篇章。 從“恩尼格瑪”的破解到“紫密”的攻陷，從加密技術的創新到情報分析的突破，數學的力量貫穿始終。它不僅是戰爭勝負的砝碼，更是人類智慧的象徵。這本書試圖告訴讀者，數學並非遙不可及的象牙塔，而是深入我們生活，影響我們世界的強大力量。 希望通過閱讀本書，讀者能夠對數學産生新的認識，理解數學在現實世界中的廣泛應用，尤其是在信息安全領域。更希望能夠激發讀者對數學的興趣，認識到數學思維的獨特價值，以及它在解決復雜問題時的關鍵作用。 《二戰時期密碼決戰中的數學故事》，不僅僅是一部曆史的敘述，更是一麯獻給數學智慧的贊歌。它證明瞭，在人類文明的無數次挑戰麵前，數學，永遠是那盞指引方嚮的明燈，是解決一切問題的有力武器。

評分☆☆☆☆☆

質量真的很不錯價錢給力

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就是簡單瞭一點，還有打摺低瞭點

評分☆☆☆☆☆

送貨及時，服務質量、態度不錯，書本質量也非常不錯！

評分☆☆☆☆☆

活動購入，劃算～～～～

評分☆☆☆☆☆

該書可以算是對20世紀30-40年代（二戰時期）的數學史的描述，作者為當代知名學者。該書雖然篇幅不大，但內容卻比較豐富，讀來令人輕鬆愉快，它對於大眾瞭解數學的作用、意義絕對有益。這是弘揚數學文化的優秀科普讀物，尤其值得廣大在校師生一讀。

評分☆☆☆☆☆

給孩子買的，應該還是不錯的

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評分☆☆☆☆☆

馬奈在當時的巴黎可算是個畫壇風雲人物，他的作品不斷地挑戰著當時的傳統價值觀，但是另一方麵，他又不願意放棄他在官方沙龍的地位。不過這也不能怪他，畢竟官方沙龍是當時法國唯一的藝術平颱。 　　馬奈喜歡交朋友，在結識印象派的那群叛逆青年之後，馬奈很快就和他們混到瞭一塊兒，並成為瞭他們之中的領軍人物。馬奈經常被人們稱為“印象派之父”，但他的繪畫風格卻一點兒也不“印象派”。光就畫風而言，馬奈甚至還受到瞭這群年輕人的影響，在後期纔開始變得“印象派”。既然這樣，那為什麼還說馬奈是印象派創始人呢？其實原因很簡單—因為他有名！ 　　打個比方，比如說我是個音樂愛好者，找瞭幾個誌同道閤的小夥伴搞瞭個樂隊，寫瞭幾首歌自己覺得不錯，但卻因為沒名氣而不受關注。為瞭齣名我們便去報名參加春晚，但春晚卻覺得我們的歌不上檔次不讓我們上。於是我們把歌錄下來寄給瞭周傑倫，周傑倫聽瞭以後說：“哎喲～不錯哦。” 從此我們的名氣也水漲船高。但是春晚還是不肯讓我們上，於是我們決定自己開演唱會，並且還請來瞭周傑倫做演唱會的嘉賓為我們“站颱”。接下來，我們紅瞭…… 　　在頒奬典禮上除瞭感謝祖國和各種TV外，當然最重要的還要感謝周傑倫，因為沒有周董就沒有今天的我們，並把周傑倫當作我們的“精神領袖”。但說到底其實周傑倫並不是我們樂隊的成員，當然周董也不可能因為支持我們而拒絕春晚的邀請。 　　這裏的“春晚”就好比官方沙龍，“個人演唱會”就好比第一次印象派畫展，那“周傑倫”差不多就是馬奈瞭…… 　　雖然一個是音樂，一個是畫畫，但道理是一樣的。就這樣，馬奈成為瞭印象派的精神領袖之後，把他的好友德加介紹到瞭印象派。 　　那德加和馬奈又是怎麼成為朋友的呢？ 　　他們認識的情況大概是這樣的：馬奈年輕時也經常光顧盧浮宮，幾乎每次去都會看到一個麵無錶情的年輕人，對著各種名作畫啊畫…… 　　“這小子畫什麼呢？”齣於好奇心，馬奈有一次湊上去看瞭一眼……然後徹底震驚瞭：“這小子年紀輕輕居然有如此功力！”於是兩顆冉冉升起的“未來之星”擦齣瞭友情的火花。後來他們還一起參過軍打過仗，算是好戰友＋好兄弟，這關係可不是一般的鐵。 　　其實這倆人能成朋友還有另一個原因…… 　　“物以類聚，人以群分，富二代最愛高富帥。”

評分☆☆☆☆☆

通俗易懂，有趣，容易理解