第十期
0、终极密码：「量子通信」
凯撒密码
凯撒大帝——罗马帝国的第一位独裁者,公元前 54 年，想出加密算法——凯撒密码。
凯撒密码的原理现在看来很简单，就是： 替换！ 比如 A->D，B->E。只要收发双方都知道替换表，就能轻松加密和解密。
二战时期，德国人谢尔比乌斯造就了让希特勒成也萧何败也萧何的谍报神器——英格玛密码机（ENIGMA）。
这是世界首台全自动的加密机器，基础原理和恺撒密码相同，但字符替换方式是更高级。如果连打 3 个 A，恺撒密码的密文可能是 DDD，但英格玛的密文却可能是 BDA。
阿兰·图灵 1941 年发明的解码器炸弹（BOMBE）干掉了英格玛，从此军情六处把德军的情报兜了个底朝天。
而图灵的这台机器，就是世界上第一台计算机。
到此为止的方法都是 「对称加密」 ：加密和解密是互逆的，只要知道如何加密，就一定知道如何解密。
RSA 技术
RSA是 「非对称加密」 ：我可以把加密方法公开（公钥），但解密算法（私钥）只有我一个人知道。
RSA 为什么能做到「知道加密算法也推不出解密算法」？
这基于一个数学事实：将两个大素数相乘十分容易，但对乘积因式分解、即还原成两个素数却极其困难，而且数字越大，困难级别指数上升。
解密靠的是私钥，而破解私钥的唯一方法是猜出公钥是哪两个数字的乘积，因此，把大数乘积作为公钥公开是非常安全的。
举个例子：37×97=3589 小学生都会手算，但是，问 3589 是哪两个数的乘积？你回答得出来吗？你可以挑战一下这个：
上面那个用来吓人的数字，有 232 位（768 比特），是当今地球上计算机能分解的最大整数。现在大部分网站使用的 https 加密证书，长度有 2048 比特！
量子通信
无论相隔多远的距离，处于「纠缠态」两个孪生粒子零延迟、发生同步反应。这就是*「超距作用」*。
粒子 A 的自旋态始终和 B 的相反，如果把孪生粒子看成一对魔法硬币放在两地，在地球观测硬币 A 发现是正面向上，火星上的粒子 B 会因此而瞬间变成正面向下，相当于接收到了地球发来的一个比特。通信双方重复以上步骤、通过「抛量子硬币」传送信号的方式，就叫作*「量子通信」*。
但是，每次硬币是正是反，是个完全随机事件，无法控制。所以没办法直接利用「超距作用」发送信息。要想用量子传有意义的东西，解决的办法只有一个：配合使用传统通信方式再发一次纠正码。
比如，想要发送的是「正正反反」，通过观测量子通信得到的是「反正反正」，之后再用微信给对方补个留言「错对对错」，告诉对方哪些信号是发错的，让他自己纠正。 爱因斯坦当年担心的「超光速通信」问题，就这样被「随机性乱码」解决了。
更重要的一点是量子通信还自带 “反窃听” 属性。
量子计算机
P 是否等于 NP 实际上问的是：P是在一定时间内能够解决的问题，NP是在一定时间内验证答案是否正确的问题。
开始人们觉得，P 显然不等于 NP。比如，「找出大数 53308290611 是哪两个数的乘积？」很难，但要问「224737 是否可以整除 53308290611？」这小学生都会算。
这正是密码学领域所依赖的：加密（相乘）容易解密（因式分解）难。
如果 P=NP，就势必存在一种算法，使得对 53308290611 做因式分解和验证 224737 是否是因子一样快（加密和解密同样容易）。
在某种特定的计算模型下： P=NP 竟然是成立的！这就是 「量子计算机」 。
和非 0 即 1 的传统计算机不同，像薛定谔的那只「既死又活」的猫一样，量子计算机的「量子比特」可以处于「既是 0 又是 1」的量子态：量子叠加态。
比如说一个简单的程序：如果Ta是男孩，就选蓝色；如果Ta是女孩，就选粉色。
在传统计算机中，运行一次只能执行一个逻辑分支，要么男孩，要么女孩。想要两个分支都走到，最少需要运行 2 次。
但对于量子计算机，变量 Ta 是量子叠加态，既是男孩，又是女孩，这就意味着，普通计算机要算 2 次的程序，量子计算机只需算 1 次。
把量子比特加到 100 个以上，那么，当今地球上 所有计算机同时运行 100 万年的工作量，量子计算机干完只要几分钟！
量子加密
1941 年，信息论的祖师爷香农，在数学上严格证明了：不知道密码就绝对无法破解的安全系统，是存在的。
只需符合以下 3 个条件：
一次一密：每传一条信息都用不同的密钥加密
随机密钥：生成的密钥是完全随机的，不可预测
明密等长：密钥长度至少要和明文（传输的内容）一样长
在当下的技术条件下，「看上去几乎不可能实现」的三大要求，简直就是为量子通信量身定做的。和 RSA 等依赖计算复杂度增加破解成本的加密方式不同， 量子加密通信是「无条件安全」的 ，对量子计算机的恐怖计算能力先天免疫。
1994 年，全球 1600 个工作站同时运算了 8 个月，才破解了 129 位的 RSA 密钥。若用同样的算力，破解 250 位 RSA 要用 80 万年，1000 位则要 10^25 年。而对于量子计算机，1000 位数的因式分解连 1 秒钟都不到。
虽然量子比特的制备极为困难，目前最高纪录只有 5 个量子比特。
2016年8月，我国成功发射世界首颗量子科学实验卫星——「墨子号」；工商银行在北京用上了量子通信做同城加密传输；阿里云的数据中心已经在用量子通信组网。
1、macOS「系统偏好设置」中不可用图标
我有一台工作用的 MacBook Pro（macOS Mojave 10.14），系统里有些公司定制的设置。
「系统偏好设置」里面的「系统更新」不可用，图标是灰的。通过 About This Mac 上的 Software Update... 尝试，遇到如下信息：
解决方法如下：
确保「系统偏好设置」未运行
打开“应用程序”文件夹，然后找到「系统偏好设置.app」。
右键单击 「系统偏好设置.app」，然后选择“创建重复项”。
右键单击「系统偏好设置-copy.app」，然后选择“显示程序包内容”。
删除文件
Contents/Resources/NSPrefPaneGroups.xml然后双击「系统偏好设置copy.app」来运行它。 所有首选项窗格似乎都消失了！
在「系统偏好设置」应用程序中，单击屏幕顶部的“查看”菜单。 现在可以从“查看”菜单访问所有首选项窗格。
任何时候您需要访问禁用的系统偏好设置时，只需使用「系统偏好设置copy.app」。
——Accessing Mac OS X Grayed-out Preference Panes
2、fine with/to me
X is fine with me means you are OK with something happening.
The project is fine with me = I'm OK with the project existing or moving forward.
X looks fine to me means you approve of the way something looks or is. But you can't use this to approve of an event or something happening.
The project looks fine to me = The current state or progress of the project is OK. I'm already OK with the project existing (or maybe I'm not and I hate working on this project).
——Difference between “It's fine with me” and “it's fine to me”?
3、计算机字符集发展简史
ASCII（美国信息交换标准代码）
最开始只有 32-127 被用到，包括英文字母、数字和符号。比如空格是32，A是65，a是97。
计算机的最小寻址单位是一字节（8个比特位），可表示的数值范围是 0-255。
127只需要7个比特位就能表示，所以还有一比特位空闲（值 128-255）。
这些空闲的值在不同的语言地区被赋予不同的用法。比如美洲地区用130来表示(é)，但是以色列的电脑用130来表示希伯来字符(ג)。那么在美洲电脑上显示的单词résumés，在以色列的电脑上就成了 rגsumגs。这导致了同一文档内容在不同的电脑上可能有不同的显示。
Code Page（代码页）
代码页的128以下是一样的，只有128以上不同。如，以色列使用code page 862，希腊使用 code page 737。
这样在同一电脑上可以有多个不同的代码页可供选择。
DBCS（双字节字符集）
亚洲语言的字符没办法用一字节（8比特）表示。 DBCS 是对英文字符使用单字节，其他字符（如中日韩文）使用双字节。
但是使用DBCS对字符串进行操作和处理比较麻烦，非常容易出错。
Unicode
一套可以适用于全世界所有国家的字符集。
Unicode 中对所有字母表中的每个字符分配一个数字——code point，是一个概念定义。
比如code point 是 U+0041的字符 A，它与B不同，也不同于a，但是斜体的A、粗体的A、正常的A，它们应该是一样的，都是字符A。
不同字体文件决定的是：字符A具体显示出来时什么样子。
UCS-2 / UTF-16
那么字符串 He 用 Unicode 可以表示成 00 48 00 65。当然也可以是 48 00 65 00。因为特定的 CPU 用特定的顺序会更快。
这两种表示分别是——大端序和小端序。为了区分，在文本开头加上字节顺序标记位，大端序用 FE FF，小端序用 FF FE。
这种方式对于新生成的文档没有任何问题，但是无法兼容已有的ASCII和DBCS文档。
UTF-8
所以，出现了另一种实现 Unicode 字符集的系统——UTF-8。它采用变长的编码，用一个字节存储 code point 0-127，对 128 以上的使用 2字节、3字节，最多到 6 字节。
对于英文文档来说完全兼容，UTF-8 和 ASCII是一样的，不需要任何转换。
Encodings（编码）
Unicode是字符集，上面说的 UCS-2、UTF-8等是实现Unicode的方法——Encoding。
所以， 必须确定所用的Encoding才能正确处理一个字符串 。
在浏览器中看到这每个网页会有Encoding的信息：
可是，在不知道encoding的情况下怎么去读这个HTML文件来取到encoding的信息呢？
绝大多数encoding对 32-127 的code point的处理方式是一样的，可以把文件开头的内容默认当作ASCII来处理。所以encoding信息越早出现越好，避免出现在任何code point大于127的字符之后。
4、公主为你加冕
【完】
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