顯示具有 文明之網~資訊史(儲存與傳播) 標籤的文章。 顯示所有文章
顯示具有 文明之網~資訊史(儲存與傳播) 標籤的文章。 顯示所有文章

2024年9月14日 星期六

《碼書》~編碼與解碼的戰爭


讀者:朱志德

本次要推薦的書籍是《碼書~編碼與解碼的戰爭》,作者是Simon Singh

第一二章講述講述密碼學的基礎知識,並以幾個重大歷史事件為例,講述編碼和解碼技術是如何逐漸複雜化的。

要秘密傳遞訊息,最常見的做法是隱匿法,利用各種夾帶、隱形墨水,再到近代的微縮攝影,此法歷久不衰。然而一旦訊息被攔截到,內容就完全曝光,因此必須要配合密碼法,讓資訊即使被攔截,也沒辦法看出內容。

密碼法主要有兩種,調換字母順序的移位法,和替代字母或單詞的替代法

早期常見的移位法包括籬笆法、斯巴達密碼棒,而替代法包括凱薩挪移式、希伯來文替代式。但是被知道原理後都容易破解。於是後來又出現了金鑰和演算法分離的單套字母替代式密碼法

收發信雙方先挑選一個單詞(金鑰),當作密碼字母集的起始字母,再依序將剩餘字母填入。攔截者即使知道演算法是替代式,但不知道金鑰是甚麼,就難以破解。簡易與強固的特性,讓單套字母替代式密碼法風行了將近一千年。

然而在公元十世紀,阿拉伯世界發展出了頻率分析法,透過分析文章中字母出現的百分比,就能把密碼還原成最常見的字母和單字。當這套做法入歐洲時,還在使用替代式密碼法的人就倒了楣,對手不但可以破解內容,還能偽造干擾訊息,蘇格蘭的瑪莉女王就應為政變陰謀被破解而被處死。

為了對抗頻率分析法,十六世紀出現了維瓊內爾密碼法,發展了26x26的字母矩陣,而金鑰則指示使用者要依序挑哪幾行來加密。等於每個字母加密時,都使用不同的密碼表,同一個字母會被轉換成不同的字母,因此難以再用頻率分析。當方便傳訊但容易被攔截的摩斯電碼出現時,用維瓊內爾密碼法來加密大為流行。

進入十九世紀,維瓊內爾密碼法又分別被巴貝奇和卡西斯基破解了。由於金鑰長度有限,當文章長度夠長,明文一些常用的單字(例如the)會被重複改寫成相同的密文,再次藉由更複雜的頻率分析,終究能破解金鑰的內容。

第三四章的時間軸進入二十世紀,專家們發現,維瓊內爾密碼法被破解的原因,是因為那是有意義的文字,且長度有限。如果編寫又長又隨機的金鑰,且每次使用後都銷毀再用新的,那破解的機率應該更低。

隨著密碼的複雜化,再用人力進行編碼和解碼太過耗費時間精力了,使用自動化系統編碼和解碼的需求開始出現,工業革命後日新月異的機械設備正好能能滿足這個需求。

在這個情況下,納粹德國雪畢伍斯的奇謎機出現了,而同盟國為了破解奇謎,以圖靈為首的學者們設計的炸彈機帶領大眾進入了電腦資訊時代。

第六七章,講述戰後我們常用的密碼。電腦和網路的出現,解決了機械式密碼需要實體構造的問題,而可以在虛擬空間中進行模擬,不但節省空間和零件設計,速度更快。而隨著電晶體和積體電路取代真空管,電腦也從軍方的專用儀器,變成公司和一般民眾可以方便使用的設備,加密訊息的需求大量增加。

新一代的資訊學家,認為關鍵在於金鑰,金鑰如何在傳遞過程不被攔截?如何設計的足夠複雜即便攔截了也無法解析?最終有兩種方式被提出。

第一種方法是雙重加密。A將訊息加密後寄給B,B再將訊息加密後還給A,A用自己的金鑰將訊息部分解密後傳給B,B再用自己的金鑰將訊息完全解密。在整個過程中,A和B的金鑰都在自己手上,不用傳給對方。方法是透過Y=mod(P)的單向函數,難以逆向破解。

第二種方式是非對稱金鑰,相當於A同時擁有金鑰和掛鎖,掛鎖設計十分複雜難以破解,A將掛鎖直接複製公開寄送,B拿到A的掛鎖後,將自己的資訊上鎖(上鎖後B自己也解不開了),然後再寄給A,A再用自己的金鑰解開。方法是透過兩個質數的乘積,乘積就是那個掛鎖,其中一個質數就是金鑰。這個變成如今網路上最常用的RSA系統。

當時的設計者使用了130位數的質數用以公開說明此系統的效用,花了50年後,集合眾人之力才解開,而目前常見的金鑰大多在308位數以上。

新一代的密碼分析家,難以再從攔截公開資訊破解金鑰,於是最新的手段就是,使用電腦病毒和特洛伊木馬程式,透過網路直接潛入A的電腦,試圖在資訊的汪洋大海中撈出可能的金鑰。

第五章是個小插曲,藉由二戰時期美軍徵調北美原住民,透過將明文翻譯成罕見語言來當作密碼,讓我們回顧古文字解碼的歷史。第八章的量子密碼,究竟已經成為現實,還是仍在未來的幻想,尚不得而知。

2024年6月18日 星期二

《書架:閱讀的起點》~書籍和藏書空間是如何演化成如今的樣式的?

 


讀者:朱志德

本次要推薦的書籍是《書架:閱讀的起點》,作者為Henry Petroski 

當我們看向書架上排列的書,通常是垂直放置,封面封底在左右兩旁,將頁面黏合、寫有書名的書背/書脊朝外,用來翻閱的頁面朝內,被稱前切口/書口/版心。只有少數展示用的則是封面朝外。

這一切似乎理所當然,無論是家中、書店還是圖書館皆如此。然而曾經有數百年的時間,書背都是朝裡的放置的,且沒有印上書名,那古人要怎麼找到自己想要的書呢?如果回顧書籍和書架的歷史,類似這樣的變化比比皆是。

本書正是這樣一本探討書籍構造和儲藏空間演化的歷史的書籍,古人究竟如何製作、閱讀和蒐藏書籍,和我們有那些異同、有甚麼值得參考借薦的地方,相信今日的愛書人看了會有不少感觸。

本書的章節依照主題,大致可分為以下三部分:

貴重的手抄書

早期的書,無論是卷軸、還是冊頁,都得一字一句用手抄,耗時耗力,每完成一本都很困難。由於數量不多,讀者較容易會記得自己想找的內容在某本書的某一頁,因此書名和目錄並非必需品。又因為物以稀為貴,藏書家不會將書本輕易示人,甚至要動用密室、保險櫃多重封藏,取出閱讀也相對不易。

然而還是有些人有本事蒐羅大量的書籍,例如中世紀的修道院、行會建立的大學。書一多還要用這種嚴苛的保管方式,無論是閱讀、抄寫都太不方便了,因此鎖鏈便派上了用場。

鎖鏈的出現,對於書本排列和使用的方式產生重大影響。因為書被拴上了,古代又照明不佳,因此書櫃必須靠近窗戶旁邊,而且最好附上讀書台避免拿了手痠,而建物的窗戶有限,因此如果要放置更多書,整個建築的結構、開窗的大小都得隨之調整。

鎖鏈如果互相打結,那書本要取出就不方便了,因此不能再任意放置,必須使用封面朝上的讀書台系統,或者垂直擺放的書亭系統,而綁著鎖鏈的前書口通常朝前。

今日圖書館和書店書架的側面經常附上圖書分類,鎖鏈時代則可以更詳盡附上每本書的書名(畢竟都鎖在固定位置),因此也不需要將書名寫在書上。今日雖然鎖鏈已不再,但許多當時的形式依舊延續至今。

<章節名稱:2.從卷軸到手抄書本 3.書箱、連柱拱廊、小讀書間 4.鎖鏈伺候 5.排排站>

過多的印刷書

當印刷技術出現並逐漸成熟,書本變得大量且便宜,鎖鏈和讀書台從生活中消失,書也改成書背朝外,比較不容易破損,而在書背上印上書名也更加醒目,我們今日所熟悉的書架形勢正逐漸成形。

書店和藏書家的書是來來去去,但學術機構和公立圖書館就碰上大麻煩了,不斷有新的書籍被購入,哪來的空間可放?管理者們無不絞盡腦汁,或是改造舊建築、或是找空地蓋新建築、或是把罕用書塞入地下室的密集書庫。

有些善於應變的圖書館,甚至還會鼓勵讀者多借書,並且延遲還書期限的方式來騰出空位,顯然是把愛書人的家當作備用書架了。

電力照明的出現也是重大利好,原本書架必須靠牆近窗,現在任意空間都可放書了,然而副作用是要注意電器保養避免火災,此外書一多,又得擔心地板是否能夠負荷重量,必須補強結構。

大量的書籍也讓檢索成了問題,早期鎖鏈時代做法是按照購入年份,有新書就弄個新書架,要找書是從藏書目錄去找尋書架。現在必須要設計新的圖書分類法,將相同類別的書放置在一起,並且要預留空間給新書。

進入二十世紀後半,傳統的卡片目錄被電腦終端機取代,電子期刊、電子書、網際網路等功能日新月異,要如何置放、管理這些新設備,成了新時代的新挑戰。

<章節名稱:7.靠牆站 9.書架工程 10.書架工程>

藏書家與書架管理

作者透過古書的插圖和版畫,讓我們一窺手抄書時代的讀者生活。當時沒有固定型制的書架,任何地方都可以隨意放置書籍、哪面朝上朝內都可以,非常隨興;與之相反的,為了方便閱讀,當時的工匠打造各種形制的讀書台,力求符合人體工學,再大再重的書都不是問題。

17世紀剛進入印刷書時代時,當時印刷和裝幀屬於不同行會,書印好了就是一整疊散開的書頁,讀者可以根據自己的荷包和品味,挑選合適的封皮進行裝訂、或者把好幾本書合成一本、或者更換家中舊書的封皮。甚至有的讀者沒裝訂就直接買回去,看一半就隨手捲起折起、看完就直接扔掉,如同我們今天隨看隨丟的雜誌報紙。有的讀者振振有詞的說:這本書我打算看完就燒,而非放入書架,以免被人發現有辱別的書。直到19世紀,仍有書局發行未裝訂的書。

剩餘的章節介紹了不同年代讀書人整理照顧書架和書籍的方式,有極度散漫、也有過於嚴謹,種種做法令人嘆為觀止。

<章節名稱:1.書架上的書 6.走入書房 8.來到書店 11.照顧書 12.附錄(二十五種書本擺法)>

延伸閱讀

作者Henry Petroski是一位研究失效分析的美國工程師和歷史學者,寫了許多介紹常見日常物品工業設計歷史的書,例如鉛筆、迴紋針、牙籤等等,根據序文所言,本書是他望向寫作時放置大量參考書籍的書架時,起心動念而寫出的書。若對這方面的議題感興趣的讀者,值得找他撰寫的其他書籍來看。

2024年4月10日 星期三

《字型散步Next》~從台灣日常出發,無所不在的中文字型學

 


讀者:朱志德

本次要推薦的書籍是《字型散步Next》,副標題是"從台灣日常出發,無所不在的中文字型學",作者是柯志杰和蘇煒翔。

字體字型的重要性在哪?相較於字母,方塊字的設計和使用需要面臨的挑戰是什麼?

各種字體字型有何特色?在什麼場合使用最佳?背後有哪些故事?

如果您對這些問題感興趣的話,這本書適合找來閱讀。

書籍的前半部,作者帶領讀者走訪大街小巷、翻閱書籍文獻,讓大家觀察字型的多樣性、功能特點和演變。就拿我們常見的明體、楷體和黑體為例,裡面就蘊含豐富的歷史。

楷體出現的最早,是唐代將毛筆書寫轉成雕版印刷的結果,因此各有特色,而目前所使用的標楷體,是經過眾多業者和學者協商後的結果,易於公文辨識閱讀,但卻犧牲原有的藝術感,因此如果是要題字的場合不建議使用。而台灣民間常用的招牌,除了自行書寫,劉元祥的商用顏體可以說是最常見的了。

明體是雕版工人為了刻印快速方便,將楷體筆畫拉直,在明代發展成熟的結果。清代可能因為政治禁忌稱之宋體,兩岸政權沿用,然而重視考據的日本人正名為明體,並透過照相排版進而影響台灣業界。明體用在印刷文件上清晰易讀,然其他場合就不太合適了。

黑體是日本明治維新時期,融合了西洋傳入的無襯線字體,和傳統隸書的造型,通常作為標題和招牌使用,而由於筆畫等粗,在顯示器上不易變形,成為今天電視和電腦最常見的字體。

書籍的後半部分,則講述了字型的設計過程。常用的漢字上萬個,不可能像字母那樣一個一個造,因此要先拆開再組合。每個筆畫的形狀、粗細、間距決定後,重新拼在一起時可能不協調,因此又需要調整每個偏旁部首的大小和位置。為了協調好看,有時會選擇異體字,哪要選哪種?和英文、數字、標點如何搭配?雕刻、印刷和顯示器性能也會影響使用者所觀看到的樣子,有太多的眉眉角角值得關注。

當下次看到印刷出版品、划手機看網站、或在街上閒晃看招牌廣告時,除了關注書寫的內容,也稍微留意一下字型的特色吧,很有意思的。


蘇煒翔:野生閱讀之閱讀字體