超越007：今天的我們是如何進行信息加密的？

最近受區塊鏈的影響，種種加密演算法也跟著火了起來。在區塊鏈之前，我們理解的「加密」多半是像007和《潛伏》里那樣，用各種手段對文字信息進行加密處理，好讓絕密的消息在敵人的眼皮子低下瞞天過海。

不過在今天，加密的目的除了進行間諜行動，還有維護數據安全等等。與此同時，信息加密的手段也在隨著區塊鏈、深度學習等技術的發展不斷進步。

007的老手段，

能不能應對AI時代的新需求？

在傳統的信息加密手段中，大致分為兩種，一種是物理方法，另一種則是數學方法。

物理方法，就是我們經常在影視劇里能看到的遇水顯字、火烤顯字等等。把需要顯示的明文寫在紙張、布料上，再通過沉澱反應、氧化還原等等化學反應讓字元隱藏起來。

這種方法除了用在早期間諜活動、考試作弊之外，也可以用於解決商品侵權問題。像是在2016年，阿里巴巴就曾傳出和柯達共同資助初創公司eApeiron的消息，這家初創公司的主要業務是開發一種隱藏墨水，把肉眼不可見的數字追蹤標記印在商品之上，基於此打造出一套完整的識別和通過供應鏈跟蹤的產品標籤系統。

數學方法則歸屬於密碼學範疇，利用公式把明文信息進行加工，變成常人不理解的亂碼，擁有公式的人才能反向推解出真正內容。

數學方法中比較典型的有摩斯電碼，利用時通時斷的信號代碼代表不同的字母，或者是凱撒密碼，把原字母向後位移幾位得出加密後內容。

不過隨著科技水平的發展，這些信息加密的方法的作用正在逐漸消解。

物理方法應用成本較高，其本質是利用化學制方或製作工藝的門檻來防止他人造假。好比大牌皮具用獨特工藝製作皮紋、五金等等，造假者承受不了高昂的原料費用和開模成本，無法複製其中的細節。

可要說真能拿物理方法做信息加密，卻有很多不切實際的地方。最主要的就是現在用紙張這些實物傳遞信息已經非常低效，做間諜工作的人寫好了信，用化學藥水塗塗抹抹加火烤，可快遞發到接頭人手裡時沒準黃花菜都涼了。

至於在數學方法上，深度學習帶來的強大算力讓破解文字密碼變得更加容易。過去幾十個數字密碼專家花費大量時間都不能破解的密碼，或許在今天只要把一點點明文和加密信息丟進神經網路的黑盒子里，就能得出人們想要的結果。

用「護甲」和「法抗」寫下一段密文

不過我們加密信息的手段也在不斷提升，當大量信息數字化後，批量處理加密信息同樣也變得容易了起來。其實即使是處理數字化信息，我們也可以分為物理方法和數學方法。

物理方法就像遊戲里的「護甲」，將信息隔絕起來防止被其他人接觸。目前較為常見的是建立私有雲、區塊鏈私鏈的方式保證信息的安全。

像是在此前我們介紹的「密碼錨定」加密技術中，IBM就製作了只有沙粒大小的晶元，與區塊鏈技術結合，將加密公式存儲於其中，使得每次解密信息都要通過晶元進行計算。將這種硬體晶元放置在商品之中，晶元實時記錄商品的位置信息，配合解開密碼才能錄入信息，就難出現他人遠程破解獲知商品信息並加以篡改的情況。

數學方法則像是遊戲里的魔法防禦，不依賴硬體只使用演算法讓信息更加安全。比如凱撒密碼這種「小兒科」的加密模式，用演算法可以批量產生。但有趣的是，因為機器學習對圖像處理的把握十分精準，今天的加密信息不一定要是一段亂碼，很可能是一段正常的文字。

最近哥倫比亞大學研究出的FontCode演算法就是這樣，FontCode可以通過神經風格遷移對普通字體進行一些細微的改變，比如對字母中的某一線條進行加粗或減細。利用五十幾種變化對應大小寫字母和數字，通過圖像識別功能，就可以從正常文字中找到加密信息了。

不光是FontCode，此前也有高校研究出調整空格字元的大小，來設定成密碼隱藏信息。這類加密方式都通用於數字介質和紙質介質，也許下一部007電影中，就會出現詹姆斯·邦德拿出手機攝像頭對報紙輕輕一拍，獲取了絕密信息的情節。

再見二維碼，

信息加密對於你我還有哪些用途？

當然，今天我們所談論的信息加密，大多都不再應用於間諜活動。信息加密在今天的作用早已不再是軍政專屬，早已進入了民用和企用。

今天的信息加密，大致有以下幾個用途：

1. 數字簽名技術。數字簽名技術通常是信息發送者發送一段他人無法偽造的數欄位，接收方再利用運算進行驗證。不管是區塊鏈加密還是用演算法進行圖形、字體上的加密，都可以幫助信息發送者更好地驗明自己的身份。可以用於電子合同、身份驗證等等多種場景。

2. 版權保護。目前應用比較廣泛的版權保護方式還是暴力搜索和防止複製，像一些網站會在前端進行編輯，使得文字的排版看起來是正常的，一經複製就會錯版。或者對大量圖片和文字進行比對搜索，看看是否有抄襲現象。FontCode則提出利用特殊字體作為驗證途徑的概念，這樣的少變數的比對法在驗證速度上要比暴力搜索快很多。

3. QR碼融合。現在所處可見的二維碼、條形碼已經成為常態，可這些馬賽克和線條圖形的出現的確很礙眼。現在利用神經風格遷移對普通字體進行肉眼不可見的改變，除了加入加密信息以外也可以加入跳轉鏈接的入口。以後再需要掃碼的時候，就不用再浪費一大片空間放置二維碼，只要把跳轉入口隱藏在正常的信息中就行。

在科技發展歷史上有一個典型的規律，即技術往往先應用于軍事，然後再進入民用市場創造出無限價值。信息加密技術也是一樣，在高度信息化的和平年代，或許這一技術即將發揮出無限可能。

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