程序员入伙书——“会报警”的取款机

有个传言流传很久了，说是如果你被歹徒胁迫去ATM取钱，不妨把密码倒着输，如123456输成654321，然后，ATM就会一边吐钱给你（为了防止歹徒翻脸攮你一刀），一边偷偷替你报警。

这个传言的虚假性挺明显的，不过就我所知，办公室里曾经有人，看到这消息时，兴奋地念给大家听，完全辱没了自己程序员的身份。最近一念忽然想起了搁笔已久的《程序员入伙书》，该继续往下写了。这一篇并不算是真正介绍编程语言或技巧的，而是作为《程序员入伙书——两个世界》的补充篇，帮助大家习惯计算机的思路。

即使不是学编程的读者，这篇文章也可以算是足够浅显的逻辑训练，教大家识别都市传说真伪的套路。

假如我是程序员，被客户——或者啥也不懂、就知道和客户沆瀣一气的销售员——要求设计这样一个ATM：正着输密码就心平气和地吐钱，倒着输密码就边吐钱边报警。

我的第一个问题就是：万一用户的密码是888888怎么办？（暴发户脑子不好使，就记得这种密码）或者稍微复杂些的：158851，你到银行输这个密码，取款机该不该报警？当场就把在办公室传这个消息的人们问趴下了，我想，给我布置这个任务的客户也只好收回成命。

接着再说点深的，我努力做到循序渐进，先易后难。

首先说的就是，这个传言有个过于简单的假设（请记住“过于简单”这个词，文章结尾要用），就是“银行知道客户密码，所以知道密码是反着输的”。山寨银行或者骗子银行可能真知道客户密码，但正规的银行一定不知道，理由有浅有深。

浅显的原因是，银行的老大也要存钱，银行老大一定不喜欢任何人——柜台、出纳、甚至机器——看到或记住他的密码。你可能会问为啥让机器记也不可以，因为机器是人类维护的。如果银行知道客户密码，知道底细的老大就不愿意在自家银行存钱，更不愿意把钱存到别家银行。平民百姓也倒罢了，那几个小钱有跟没有差不多，如果银行的任何角落里留有客户密码，那么越有钱的人越不敢把钱往银行里搁。

深一点的原因，是这样可以保护银行自己。虽然银行都很贪，也确实在拿着所有客户的银子胡来，他们却不敢偷具体客户的存款，非但不敢偷，甚至还要做到“想偷都偷不出”。这样，万一有人状告银行在系统地盗用客户密码，银行就可以向调查者公开源程序：你们看，我们的系统真的无法窃取或透露用户密码，所以任何用户的钱因为取款取丢了，都是他自己没看好密码，我们没有赔偿责任。

定理：胆敢存储用户密码的银行，一定无法开张、即使开张也倒闭得最快最惨。

所以，每当我看到老太太们费力地按了六个键之后问柜台：“我按的是441205么？”再补一句“就是我的生日。”我都禁不住打哆嗦：老太太你这是要害死小姑娘啊！人家真的没看见你的密码，也不想听见你说的。再说你自己耳朵背，就非得嚷这么大声啊？我听见你的密码，都起歹意了……

那观众就要问了：银行不知道我们的密码，那我们怎么取钱的？取款机怎么知道我们输对还是输错了？

答案是这样的：银行虽不存放客户密码的六位数字原文，却存放着这六位数字被加工之后的结果。你设置密码时，机器把你按的六位数加工一下，改成一串面目全非的字母数字，谁看了也猜不出原文是啥，然后在系统里保存这个加工结果。你跑到取款机上取钱时，输入六位密码，取款机按照完全相同的步骤，把你输入的数字加工一遍，也得到了一串谁也猜不出原文的字母数字，然后把这串字母数字和银行系统存的那串东东逐字比较，如果完全一样，就吐钱打发你走，否则就拒绝服务甚至吞卡。

这个对客户密码加工的过程叫做“加密”，加密出来的产品叫做“密码”，为了不至于和我们习惯说的“银行密码”混淆，下面再提到银行取款用的密码时，我用的词将是“口令”或者“明码”。“明码”者，是相对“密码”而言，一串能被我们轻易记住的数字，实在是太赤裸裸、太暴露了。

用这套新的术语重述刚才的故事，就是：银行一定不知道用户的口令，却保留着由用户口令加密后的密码。用户设置口令时，银行把口令加密，并保留密码。用户使用取款机时，输入口令，取款机把口令加密，把密码传给银行，银行调出用户的密码，和取款机传来的密码对比，决定是给钱还是吞卡。

定理：只有输入口令的一刹那，银行或取款机的某个处理器知道明文口令是什么，加密一旦完成，银行的任何地方都不再有你输入的那串数字的痕迹。你按的数字不显示在柜台人员的屏幕上，她们说“不知道你的口令”不是骗你，不但她们不知道，整个银行都不知道。

帐户保管者不知道你的口令，还能允许你取钱，在计算机世界里是常见的事情，而人类世界里，或许只有一些密码锁保险箱能够媲美。

如果你看懂了，我就再说得深一点。

银行的加密过程是不可逆的，就是说，不但人眼读到密码后猜不出它的原文是什么，连机器也算不出来，甚至，即使你完全知道加密过程，也没法倒推回原文。“不可逆”本身不难理解，比如我给你一个数37，你无法判断它是用35+2算的、还是21554091÷582543获得的。

当然，37这个例子只能说明“不可逆”是合理的，却不能轻易说服大家，格式单一的六位数如何能够被加工得猜不出来。所以我接着说：你可以把加密理解为炒菜，但不像“回锅肉是肉做的、酸菜鱼是酸菜和鱼做的”那么明显，不可逆加密类似于跨物种的转换：把白菜放进锅里，开盖时蹦出来斑马。把椰子放进去，跳出来一头大象——你猜不出菜刚刚下锅时的样子。还有，这个烹调过程对细节十分敏感：白菜叶子多一片少一片，下锅时头朝上头朝下，出锅时就不是斑马，而是鬣狗鳄鱼或者别的怪物。

举个例子大家感受一下：“ABiELdbxGY2fY”和“AB6JwoYF632kM”，第一个是123456的密码，一个是123457的密码。至于654321（倒着输入的123456），密码是“AB39psZKlg/3M”。单看这三串怪东东，真的不相信它们原本就只差一点点啊。

不要被这句“真不相信它们原本只差一点点”误导，以为我强调的是加密结果太怪异难懂，存着“只要努力地算，还是能解密的”幻想。我实际说的是：银行用的加密算法是不可解密的，而非难以解密的。不可逆加密算法是许多计算机科学家（主要是数学家）智慧的结晶，是从数学上被验证不可逆转的。同时，“不可逆转”也让银行更有底气面对有关帐户安全的法律诉讼。

但是细心的观众可能还是留意到了，这三个密码有一个共同之处，就是头两个字都是“AB”，猜测它暗含着这三个口令的共同特征，可能成为倒推回去的钥匙。所以我再说深一点：除了对原材料敏感外，加密算法还引进了一个狡猾的概念：佐料。对于同样的一棵白菜，加密算法可以做醋溜也可以做麻辣，可以放芥末也可以放咖啡，出锅时可能是斑马袋鼠，也可能是兀鹫海豚。加密结果必须含有这个佐料信息，否则取款机猜不出当初是用椒盐还是黄油加密的，就真的没法比对密码了。那三串密码的头两位都是AB，因为我给它们放了相同的佐料：“AB”。整个十三位密码里，为了让取款机能够重复最初的菜谱，只有代表佐料的头两位不加密。

为什么要用佐料？因为要迷惑那些没事就琢磨密码的人。即使我们的一百套安全系统的口令都是123456，我们也要让它们的加密结果看起来不一样，让攻击系统的人（以系统维护人员的概率最高）不敢轻易拿偶然瞥见的一处口令去尝试系统的其它部位。

用实例感受一下吧，所有下面这些加密串，代表的口令都是一样的：“123456”。它们看起来如此不同，是因为添加了随机产生的佐料，每串密码的头两个字符就是。

VkEypoHtWIksI
Tu6B/8kqiQYdg
VaB3rD8VDSfdE
BesKp0kUld3S6
Jo4Lj42LyLIgY
Lqz9cEeSCd9K6
Rg7FlH70Zz/Uc
Jq5So2MtUKiGo
BwPN9PnRNkkvM
TeNSjZVGF6O3w

以上内容的文字太繁杂，下面用个实战事例总结一下。

设置密码

1. 我输入“123456”。
2. 银行的计算机随机挑选了一款佐料，例如“Vk”，把“123456”加密为“VkEypoHtWIksI”。
3. 因为担心我按第一次密码的时候手抖出错，自己都不知道，银行请我再输入一遍口令，以便确认。
4. 这次我却真的手一抖，把“1”按了两次，结果成了“112345”。
5. 银行的计算机继续使用佐料“Vk”，烹调之后发现结果是“Vk.cbF419Liz6”，两次密码不一样。但它不知道哪一次是正确的，所以要求我重头再按两次口令。
6. 这次我做对了，两次输入的都是“123456”，银行使用相同的佐料，两次得到相同的密码，满意了。
7. 银行保存密码“VkEypoHtWIksI”，并立即彻底忘记明文口令“123456”。

取款机

1. 我插卡。
2. 取款机问银行，这个帐户的密码是？
3. 银行告诉取款机：是“VkEypoHtWIksI”。
4. 我输入“123456”，不小心手一抖，按到了“6”上方的“9”。
5. 取款机用“123459”和“Vk”一起下锅，算出了“Vkw7/ji6z0FCA”。
6. 取款机对比了“VkEypoHtWIksI”和“Vkw7/ji6z0FCA”，表示很不满，嘟嘟地哼了两声，警告我说：重按！再乱来就吞卡了！
7. 我又按了一遍，这次我按对了“123456”。
8. 取款机算出了“VkEypoHtWIksI”，说：好吧这次总算对了。亲，你想要多少银子？

为了表述方便，这里写的过程可能过于简单，而银行未必是这么做的。另外，加密过程可能由取款机独立运算，也可能由银行中心系统来算，全看设计者对于“哪个信息被截获的后果最严重”而定。

再回到这个话题的引子。我说过，“银行知道明码口令”是“会报警的取款机”的“过于简单的假设”，那么如果我们假设得复杂一些，“会报警的取款机”究竟能不能实现呢？其实可以：开户时，只要在取款口令之外再添一项报警口令（必须和取款口令的加密结果不同）；或者，在不允许对称口令的前提下，可以把取款口令反转后加密，存为报警密码。如果你被胁迫取款，输入报警口令，取款机完成加密后，和取款密码和报警密码分别比对，就可以决定要不要悄悄报警。

刁蛮的客户或销售以为看到一丝光明了，就接着逼我重接这个项目，所以我必须跳出计算机的世界，告诉他们一些人类世界里的真相：

其实啊，钱在现场是一定得给歹徒的，所以你用取款机报警和过后五分钟单独报警的区别不是太大，除非歹徒拿到钱后还坚持要捅你几刀。还有就是，如果真有那么一天，全国的银行决定添加报警口令功能，这几刀就更加不能幸免了。

由此可知，在办公室里兴奋地把这个传言念出来的，不但辱没了自己的程序员身份，作为人类也是相当掉队了。