军事迷的密码机体验

信息课上，老师通过讲解摩尔斯电码，向我们展示了信息编码的奥秘，激发了我浓厚的兴趣。通过阅读书籍我了解到，从古罗马时期的凯撒密码，到19世纪的摩尔斯电码，再到二战时期的恩尼格玛密码，以及现代互联网数据传输中的Twofish分组加密算法，密码学见证了信息时代的变迁。

作为“军事迷”，我决定亲自动手，制作一台电码加密与解密一体机（简称“密码机”），真实地体验通讯员收发电报与破解电报的过程，享受设计密码的乐趣。

密码设计

密码加密过程的“秘密武器”由三部分组成，就像一个魔法三明治，它们分别是逆序、偏移加密和反码。

逆序  如果想发送消息“football”，我们就可以把它倒过来，变成“llabtoof”。这就是逆序“魔法”。

偏移加密 偏移加密的历史可以追溯到古罗马时期。它的原理很简单，就像玩“字母捉迷藏”。比如，我们选择数字3作为“魔法钥匙”，那么所有字母都会向后移动3个位置——字母A会变成D，B会变成E，就像这样一直玩下去。这个魔法被称为凯撒密码，因为古罗马的凯撒大帝曾经用它来和他的将军们秘密沟通。

反码 理解反码需要懂得一些二进制知识。可以把摩尔斯电码（由点和划两种符号组成）看作是一种特殊的二进制语言，然后对它们进行反码处理。这就像给每个摩尔斯电码做一个镜像，把点变成划，划变成点。比如，发送“fb”，代表“football”，先用逆序法将其变成“bf”。然后用偏移加密法，假设“魔法钥匙”是3，那么“bf”就会变成“EI”。接着，找到“EI”对应的摩尔斯电码，分别是E·和I··。最后，用反码法把点变成划，秘密消息就制成了。

密码机制作

密码机系统包括Arduino UNO、扩展板、LCD1602液晶屏、RGB灯带、旋钮变阻器、蜂鸣器、四个按钮、船型开关、LED灯、两个3.7 V电池和杜邦线。主要硬件连接如图2所示。

首先，我用游标卡尺测量了每个零件的大小，并用纸板制作了一个模型，以确定整个系统的外观结构。然后，使用Tinkercad软件设计了系统的3D外观，并将其分为上下两部分，上部分是带有文字的盖子，下部分是放置所有硬件的底盒。用3D打印机打印出来，最后手动组装。

我使用Mixly2.0编写程序，用数组来存储标准的摩尔斯电码，通过数组的下标转换为对应的ASCII码，从而得到26个英文字符。

作品完成后我邀请小伙伴一起试用密码机。加密时点击“加密”按钮，利用调节旋钮和确认按钮输入想要发送的信息。系统会自动根据日期计算出偏移量，然后将偏移后的内容以反码形式发出。解密时将听到的“嘀嗒”声录入密码机，系统会自动将密文翻译成原文。

密码机的使用简单，它的制作不仅锻炼了我的动手能力，还让我深入理解了加密和解密的过程，增强了信息安全意识。（指导老师：焦大鹏   赵俊生）