在人類的歷史長河中，密碼始終給人一種神秘的印象。在相當長的時期內，密碼與政治和軍事斗爭密不可分，無論是在古代戰場，還是在現代戰爭中，密碼都扮演著重要的角色，是交戰雙方加密、破譯、傳遞、獲取情報的重要手段，也因此成為許多影視劇特別是諜戰劇中的重要元素。在當前信息網絡時代，密碼被廣泛地應用于政治、經濟、社會各個方面，密碼不僅是維護網絡空間安全的重要法寶，也是構筑網絡信息系統免疫體系和網絡信任體系的基石。甚至可以說，密碼直接關系國家政治安全、經濟安全、國防安全和信息安全，不僅是保護國家和人民根本利益的戰略性資源，還是實現國家治理體系和治理能力現代化的重要支撐。 本書是一部關于密碼的科普著作。讀者不但能從書中了解到外國古典密碼、中國古典密碼、近代密碼、一戰密碼、機械密碼、二戰密碼、現代密碼等通信密碼的前世今生，更能站在符號系統的全新高度，向前回顧密碼對人類"占據并穩居生物鏈頂端”所做出的巨大貢獻，向后展望量子密碼、抗量子密碼、量子計算機和DNA計算機等未來密碼；不但讓讀者體會密碼破譯的精彩游戲，還提醒了密碼研究的兩個重要方向，即"抗DNA計算密碼”和針對特定人或事的密碼"通用”破譯系統。

序
密碼者，密之碼也！這里的“碼”，泛指所有可能的、有含義的人為符號，包括但不限于聲音、文字、數字、圖畫、徽章、標識、手勢、視頻、動作等。這里的“密”，意思是不知道，確切地說是不知道符號的準確含義；所以，“密”既是相對的，又是絕對的。
之所以說“密”是相對的，那是因為對任何人為符號而言，一定有人知道其含義。比如，該符號的編制者本人肯定知道其含義，祖傳秘方的保密就是這種情況；或者信息的收發雙方知道其含義，機要通信的保密就是這種情況；或者某一類人知道其含義，各族語言或文字就是這種情況，盡管每種語言的創造初衷是為了便于交流而非保密；或者某種特殊人群知道其含義，各學科的科學成果就屬于這種情況，如數學家們駕輕就熟的公式對普通百姓來說，幾乎就是天書。而密碼的魅力就在于，在本來不知密的人群中，總有一批人，千方百計想知道那些本不屬于自己的秘密信息，畢竟信息就是財富，信息就是力量；知道了別人的秘密，就有可能奪取別人的財富，或者在博弈中打敗別人，以增強自己的綜合競爭力。另外，密碼編制者及其友方，有時也要千方百計阻止其他人知曉其密碼的含義，畢竟人都有自己的隱私，都不想與別人分享自己的秘密，更不用說事關重大的機密了。
之所以說“密”又是絕對的，那是因為，一方面，任何符號及其含義，都可以完全彼此獨立，這也是人類擁有眾多語言和文字的根本原因；換句話說，同一個符號，隨時隨地都可能擁有無窮多種含義，其準確含義不可能被所有人知曉，哪怕符號的編制者滿世界地廣而告之。另一方面，人與符號是密不可分的，人的思想、行動、交流等所有活動都離不開符號；更準確地說，人與所有動物的主要區別，其實就是能否創造和使用符號系統；甚至可以說，人是被符號系統控制的唯一生物，這也是為啥人能被罵死的根本原因。更進一步地說，所有密碼，其實都是某種符號系統；反過來，所有符號系統，從某種意義上來說，也都具有密碼功能。由此可見，密碼與人類的關系是多么緊密；所以，各位讀者朋友，無論您在哪個行當工作或學習，其實都有必要了解一些密碼知識，也都有必要閱讀本書。
實際上，若從符號系統的高度來看，密碼所涉及的范圍非常廣泛，因為它甚至可以和符號系統畫等號，幾乎所有人類文明的進步，都可以歸結為某種符號密碼系統的進步；概括起來可以說：密碼乃人類之源，勝負之泉，進步之路，智慧之巔。因此，本書在選取內容時，就必須忍痛割愛，大刀闊斧做減法。比如，人類的所有科研活動，無論是自然科學、社會科學或哲學和數學等思維科學的活動，其實就是在創造相應的、能描述盡可能多的新規律的符號系統；換句話說，是科學家們在扮演密碼破譯者的角色，在試圖揭示不曾知曉的相關秘密；這些內容，顯然不可能都包含在本書中。其實，本書將聚焦于通信密碼；當然，這里的通信也包括存儲，因為常規的通信是從A地到B地的信息傳輸，而存儲則可看成從當前時刻到未來時刻的通信。換句話說，本書的重點是信息加密和破譯，而非信息的傳輸，所以就忽略了信息的載體問題。
人類為啥要對信息進行加密或破譯呢？這就涉及人的本性是善是惡，這也是個頗具爭議的問題。《三字經》等認為“人之初，性本善”；而許多宗教的立足點則是“人性本惡”，且每個人都帶有“原罪”。本書當然不想介入這樣的爭議，但有的時候，人類確實是自私的；否則就不需要密碼了，當然也就更不需要密碼破譯了。幸好，最近生物學家從基因角度出發，給出了一些旁證，即所有生物的基因都是自私的！其邏輯推理可詳見《自私的基因》，簡要說來：生物的個體和群體，只是基因的臨時載體；只有基因才是永恒的，基因既是遺傳的基本單位，也是自然選擇的基本單位；基因的本質是自私的，基因控制了生物的各種活動和行為，其目的就是為了使基因本身能更多、更快地復制，只要能達到這一目的，基因甚至可以不擇手段或制造若干假象。比如，不同基因組合在一起，是基因之間的一種互相利用，目的也是為了更好地復制和延續。不同的生物承載著不同的基因組合，以圖更加適應外部環境，使得承載這些基因組合的生物更加興旺發達，兒孫滿堂，從而使得所包含的基因也能成功擴增。如果某種基因組合不適應外部環境，那將導致承載這些基因組合的生物衰敗甚至滅絕，從而使得所包含的基因很難擴增。因此，生物的演化史，本質上就是自私基因的一種統戰策略，是基因實現自身萬壽無疆的手段之一。又比如，動物照料后代，從生物個體角度來看，雖是一種利他行為；但是，正是由于基因控制著這種表面上的利他行為，才完成了基因自身的復制，從而使基因得以生存和延續。因此，所有生物個體的利他行為，其實都是基因自私的結果；基因唯一感興趣的事情，就是不斷重復拷貝自身，以便在演化過程中爭取最大限度的生存和擴張。由于基因掌握著所有生物的遺傳密碼，每個基因都有各自的利益，基因之間、基因和生物個體之間也會產生利益沖突；所以，一切生命的繁殖演化，最終都歸結于自私基因的演化，基因才是自然選擇和自我利益實現的基本單位。
由自私基因控制的生物，也是自私的；他們都有一種趨利避害的本能，即使是生物間偶爾會出現一些利他行為，但其出發點仍是為了自身利益；換句話說，幫助他人是為了得到回饋。比如，某些小蝦與大魚之間，便會出現這樣的互利行為：大魚張開大嘴，讓小蝦游入其嘴中為它剔牙，清理魚鰓，小魚借此也可美餐一頓。這種共生現象，就是生物界的互助行為，其初衷顯然是雙方的自私本性，甚至是在以“小舍”換取“大得”。因為，那些只想吃掉清潔蝦的大魚，最后也許會死于口腔的寄生蟲感染；而那些不做清潔工作，卻趁機占大魚便宜的小蝦，也可能被惹急的大魚吃掉。經過長期演化，彼此博弈，最終只有互相合作的魚蝦個體才得以代代繁衍，生存至今；換句話說，生物憑借自私的本性，演化出了利他行為。與此相反，許多表面上看是害他的行為，實際上是想利己；比如，病毒進入宿主的根本目的，肯定不是想殺害宿主，而是想與宿主和平共處，長期生存，只是由于“經驗不足”，才會“失手殺害宿主”，但為此它們也會付出同歸于盡的代價。
人類作為生物鏈最頂端的生物，當然也不可能隨時都大公無私，實際上：早在原始人類之前，人類就已造成了無數物種的滅絕，而且至今還愈演愈烈；在智人階段時，人類甚至滅絕了包括尼安德特人、直立人、梭羅人、弗洛里斯人、丹尼索瓦人、魯道夫人和匠人等人類自己的多類近親；到了現代人階段，隨著腦容量和智商的不斷提高，自私的本領也越來越大，國家之間相互殘殺的各類戰爭連續不斷，各族之間的爾虞我詐比比皆是，甚至親朋好友之間也會經常為了一己私利而反目成仇；如果聚焦到本書，那么，所謂密碼，其實就是確保信息自私的一種手段，即相關人群自己獨占相關信息的手段。而這一點非常重要，因為這種自私，幾乎占據了自私領域的半壁江山；實際上，世界是由物質、能量和信息組成的，而根據愛因斯坦理論，物質和能量又是可以相互轉換的，所以，世界其實是由物質和信息組成的。特別是隨著信息社會的發展，信息與物質相比，將變得越來越重要；以通信密碼為代表的信息保密，也會變得越來越重要。
通信密碼是專門為保密通信而設計的一種人為密碼系統，也是最狹義的一種密碼。在通信密碼系統中，相關人員可分為三類：第一類是密碼編碼者，簡稱加密者或發信方，他們的任務就是將可懂的明文信息，變換成不可懂的密文信息；第二類是密碼解碼者，簡稱解密者或收信方，他們是編碼者的友方，其任務是根據事先約定的規則，即在已知密鑰的情況下，從密文中輕松恢復出加密前的明文信息；第三類是密碼破譯者，他們是編碼者和解碼者的對手，其任務是截獲收發雙方的密文信息，然后在不知密鑰的情況下，千方百計獲取密鑰或從密文中讀出被隱藏的信息，恢復出加密前的明文。
在通信密碼系統中，解密者和破譯者的最大區別在于前者擁有密鑰，而后者則沒有。所以，解密者在進行解密運算時非常容易，而破譯者在進行破譯運算時將非常困難，甚至在實際上不可行，包括：時間上的不可行，比如，戰爭結束后，才破譯了對方的密碼；經濟上的不可行，比如，破譯對方密碼的成本大于收益；等等。當然，必須指出的是，從理論上說，任何算法類通信密碼，都不是絕對安全的，都是可破譯的。加密、解密和密碼破譯，從來就是戰爭工具：無論是公開戰爭中的戰場消息保密，還是隱蔽戰爭中的間諜暗中較量，雙方的密碼專家都在進行著特殊的博弈，即用自己的加密信息指揮軍隊，或者努力竊取敵方的信息。通常，若對手的硬實力太強，那就只能依靠智取，依靠破譯敵方的密碼來四兩撥千斤。
當然，在具體的通信密碼系統中，編碼者、解碼者和破譯者將以不同的面貌出現，密文和明文的載體也可以千奇百怪，加密、解密和破譯所使用的工具和思路也會與時俱進，密文信息傳遞的渠道更是五花八門，所有通信渠道都可以用于密碼傳遞；總之，通信密碼的歷史，其實就是攻守雙方相互博弈的演化史，也是各方水漲船高的歷史，相關的淘汰規則與生物進化的適者生存，或者不適者死亡并無實質區別。換句話說，在歷史上，通信密碼的演化與通信手段密切相關：隨著通信技術的不斷進步，通信密碼也遵從維納定律；即在“反饋、微調、迭代”的進化過程中，在“基因”突變的刺激下（比如，計算機的突然誕生和普及等），沿著博弈系統論的軌跡（實際上是攻守雙方的博弈，可參考2019年電子工業出版社出版的《博弈系統論——黑客行為預測與管理》），歷經古典密碼、機械密碼、電子密碼，直至量子密碼、“抗量子密碼”和“抗DNA計算密碼”等階段。
本書將重點介紹通信密碼發展史上的代表性成果、思路和人物。具體來說，首先在序和前言中，我們將首次站在符號系統的高度，把古往今來的所有通信密碼，統統歸結為符號系統的交際功能。讀者也許會驚訝地發現：天哪，原來人類起源于密碼，人類的生存和發展，一刻也不曾離開過密碼；實際上，密碼還是人類文明史上幾乎所有重大突破的導火索和發動機，比如，承載認知革命的語言是密碼，承載農業革命的經驗也是密碼，承載科技革命的各項重大發現更是密碼；至于電子計算機、量子計算機和DNA計算機的發明，則無一不是起因于密碼，然后又廣泛應用于密碼。然后，本書將用7章的篇幅，分別介紹外國古典密碼、中國古典密碼、近代密碼、一戰密碼、機械密碼、二戰密碼、現代密碼等歷史上曾經扮演過重要角色的各種通信密碼，以及相關的人物和精彩故事等；這部分是全書的主體，讀者從中可以了解已有各種密碼的前世今生。接著，在第8章的“未來密碼”中，不但客觀展望了量子密碼、抗量子密碼、量子計算機和DNA計算機等熱門話題，更提出了未來密碼的兩個重要研究空白，即“抗DNA計算密碼”和密碼“通用”破譯系統，希望對業內讀者隨后的科研選題，特別是密碼領域的博士生和青年才俊們有所幫助。再接著，在第9章中，首次介紹了許多非常有趣的漢字密碼新破譯，由此可見，密碼其實是一個很好玩的學科，破譯密碼真的可以像玩游戲那樣有趣。最后，本書的結語也很重要，它再次回到符號系統的視角，將作者意猶未盡的密碼觀，進行了更深入的闡述：不但涵蓋了過去、現在和將來的所有密碼，更借鑒“通用外語翻譯系統”的思路，在符號系統的基礎上，提出了一種針對特定人和事的密碼“通用”破譯思路；因此，可以形象地說，本書用符號系統這根金線，將所有密碼珍珠串成了一條項鏈，但愿大家能喜歡。
身為中國密碼學會的首任副理事長，我一直都在努力，希望撰寫一部關于密碼的科普圖書，使它能達到“外行不覺深，人人能讀懂；內行不覺淺，專家能受益”；但因能力和水平有限，數次動筆都半途而廢，創作思路也一改再改，素材篩選更是反復取舍。終于，這次咬牙堅持寫成，到底是否及格，還請各位評委亮分。
本書成型于曹雪芹當年創作《紅樓夢》的茅廬鄰里，定稿于2020年的新型冠狀病毒肆虐期間。但愿疫情早日結束，但愿此類災難不再重現；但愿人類早日破譯新冠病毒的密碼，盡快研制出相應的疫苗；祝愿抗疫成功！

楊義先　　　　　　
2020年3月12日于北京西山溫泉茅廬