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灰色信源、密码通信与人类认识

已有 2886 次阅读 2013-8-19 16:50 |个人分类:信息学理论|系统分类:观点评述| 密码, 通信

       人类认识与密码破解有着非常相似的过程;前者是要理解被认识对象所产生现象的内在涵义,后者是破解被加密信号的语义。信宿根据所接收信号的样本而得到的信源模型,其实是一种“灰色信源”;其不确定性有客观的,也有主观的。任何通信系统都具有确定的信源模型;密码信源所发送信号不仅具有加密算法(包括伪随机加密)所产生的因果变化,而且受信道干扰会产生随机变化。对于密码攻击者而言,这些变化都是由其信源、信道的客观实际所决定的,因而称之为客观不确定性。随着密码攻击者所收集到信号样本的容量不断增大以及对密码信源认识的不断深化,任何密码信号在理论上都是可以破解的;而“灰色性”就是在破解过程中所必然要产生的主观不确定性。这些情况与人类的认识过程相同。所不同的是:对人类认识的可靠性要求更高,其可靠度的测度也不相同。对于密码通信系统,只要密码攻击者破解的时间远大于该信息的失效时间,也就是当该信息被破解时早已失去了其原有的作用,则这个通信系统就是完全可靠的。人类认识过程中所获得的信息及其语义,并没有这种时效性。它的要求是:不断增大认识结果的客观性,即不断减少其灰色性;从而其可靠性测度被选定为“白化度”。
       由此可见:人类认识过程的量化理论,是可以借鉴信息论的基本形态、基本概念的。然而人类认识过程要比通信系统复杂得多,不可能照搬信息论的概念、理论及方法;对于其信符、语义等的解释,也必须符合人类认识的实际。不管密码通信系统的密钥、加密算法多么复杂,它都依赖于现有的语言、数学及信息论的知识。人类认识过程所面临的问题要比密码攻击者复杂的多,时刻都可能遇到现有知识体系所不能解释或描述的现象,其变化的规律也会超越现有的知识体系。不断发现新问题,不断解决所产生的矛盾,不断补充、甚至更新现有的知识体系,正是科学探索的真正动力!这就需要研究者具备足够的勇气和智慧,对现有知识体系具有清醒的认识。人类知识系统的所有分支,都是特定认识阶段的相对真理;任何发现所建立的新理论,必须与原有的知识体系相容,即原有理论能够成为新理论在特定条件下的结果。
       灰色信源是根据人类认识过程的特性所建立的,而模糊信源是其白化极限。其模糊性是认识过程中必不可缺少的“简化”所产生的不确定性,它描述了该认识结果的真实程度。对于通信系统,其实并不需要提出“模糊信源”的概念;因为信源发出的信符集是确定的,不存在模糊性。不管是信道干扰还是加密编码所产生的人为干扰,在信宿一端不过是尽一切办法排除干扰,把所接收到的信号指认为信源信符集中的某个信符而已,并没有必要重新构造信源信符集。否则,新构造的信源信符集可能会影响对所发送信息的理解;至少其不确定性并不是所发送信息的客观性测度。但是,构造“模糊信宿”是必要的,至少对于密码攻击者是这样。



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