[轉]身份證號碼的秘密

leeyanta

係香港，每一個居民都會獲發一張身份證，證上的號碼一共分為 3 個部分：第一個部分是由 1 個或 2 個英文字母所組成，第二部分是 6 個數目字，第三部分有 1 對括號，中間是 1 個數目字或者是英文字母 “A”。例如：“H856249(2)” 就是一個通常見到的身份證號碼了。# `4 w0 a# ?, _  k' i& O2 a
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相信年滿 30 歲的居民都會記得，大約在 20 年前，身份證號碼原本是沒有那個括號部分的，祇是某一年，政府更換了一張「電腦化」的身份證之後，才加上這個部分的。記得當年民間就流傳了很多傳聞，猜測那個括號中的數字，倒底有甚麼意義。（我亦曾經聽過一些傳說，十分可笑，但現在不一一細表了。）不過，自從有人在一些介紹趣味數學的刊物、網頁，又或者是一些電腦雜誌、教科書中解釋了這個括號中的數字是怎樣計算出來之後，這些傳聞就漸漸消失了。
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原來，這個數字是用以下方法計算出來的：7 u; @  G$ S3 Y) W+ U- Y
首先，我們將身份證號碼中第一部分的英文字母，按字母的次序轉換成一個數字。例如：“A” 就轉成 “1”，“B” 就轉成 “2”，其餘的如此類推。然後將身份證號碼中的每一個數字（包括由字母轉換成的數字），由左至右，分別乘以 8、7、6、5、4、3、2 等數值，並將結果加起來。（如果身份證號碼有 2 個英文字母，則第一個字母應該乘以 9，其他數字則同上。）
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$ E! N) R1 Y! E/ z: p5 t( @3 r例如：我在上面提過的身份證號碼，如果不理括號裏面的數字，應該是 “H856249”。先將 “H” 轉換成 8，然後由左至右乘以上述的倍數並求和，得7 G: [" G; s2 L
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8 ´ 8 + 8 ´ 7 + 5 ´ 6 + 6 ´ 5 + 2 ´ 4 + 4 ´ 3 + 9 ´ 2 = 218
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跟著就按以下的步驟計算出括號中的數字：先將上述的總和除以 11，如果整除，那麼括號內的數字就等於 0；如果有餘數，那麼就將 11 減該餘數，所得的差就是括號內的數字了。萬一那個差等於 10，就將括號內的數字定為 “A”。
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. N- }; W4 L: g2 K' x例如：在上面的例子中，我們將 218 除以 11，得餘數 9，所以括號中的數字就等於 11 - 9 = 2，整個身份證號碼就變成 “H856249(2)” 了。
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又如果身份證號碼是 “H856049”，那麼總和將會是 210，餘數是 1，差是 10，所以括號中的數字就應該是 “A” 了。
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原來身份證中的括號數字，就是這樣計算出來的！不過，大家有沒有想過，為甚麼我們要在原有的身份證號碼後面，加多 1 個數字呢？將身份證號碼裏的數字兜兜轉轉地計算一番，到底有甚麼意義呢？
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我曾經讀過一些文章，解釋使用括號數字的原因，是為了防止非法入境者偽造身份證！文章作者表示：因為偽造身份證的歹徒並不知道身份證號碼的秘密，當警察在街上截查身份證時，可以通過以上的計算，分辨出身份證的真偽！
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不消說，相信大家都會覺得以上的解釋荒謬之極！第一、既然我可以知道身份證號碼的計算方法，偽造身份證的人又怎可能不知？第二、相信大多數人在計算上述身份證號碼的總和與及餘數時，都會用計算機來輔助計算，我很懷疑在街上巡邏的執法人員，他們是否每一位都有如此強的心算能力，能夠即時進行上述的運算？故此，身份證號碼中的括號數字是用來仿偽的解釋，似乎並不合理。
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那麼，這個數字又有甚麼用處呢？& U# g/ C( p, P
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大家知道，不同的人會有一個不同的身份證號碼，所以身份證號碼是一個用來識別巿民的最簡單方法。我們在日常生活之中，有無數的地方，都需要到這個號碼。正因為它簡單，亦正因為它重要，我們不應該在紀錄或抄寫的過程之中，將身份證號碼搞錯，否則可能會帶來非常嚴重的後果。1 e; J  @! r& K) g+ N

: T' U9 X; g: h3 Z但在以前，當我們印發身份證的時候，所有號碼都是緊貼在一起的，例如：“H856249” 這號碼之前的 “H856248” 和之後的 “H856250” 都屬於另一個人。萬一我們誤將 “H856249” 錯寫為 “H856248”，那麼就會有麻煩了！但是，這祇是 1 個數字之差，我們亦不容易察覺到這個錯誤。# M; a3 r9 \$ K, J% g9 t
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為了解決以上的問題，我們引入了一個括號數字，術語上，我們稱它為「核對數位」（check digit）。引入這個核對數位最簡單的目的，就是將原本緊逼在一起的號碼分開，因為我們祇會從 0 至 9 或 A 中選擇其中一個數字作為這個核對數位，所以每個身份證號碼之間，都會有 11 個數字的「距離」。; |5 t2 i8 \) A% V; N5 {, Y; N

. H. X& V4 [) u. y' }% N% c' u' L0 {第二、由於電腦的發明，當我們將資料輸入電腦時，我們同時可以指示電腦檢查那身份證的號碼是否正確，從而防止輸入資料時的人為錯誤。事實上，檢查身份證號碼是否正確的方法，比計算核對數位的方法直接得多，方法如下：& e' o1 }9 T, k! w

, \8 I' l- a% L7 _首先，我們依舊將身份證號碼中第一部分的英文字母轉換成數字。然後將身份證號碼中的每一個數字（包括核對數位），由左至右，分別乘以每個位的「位值倍數」，即 8、7、6、5、4、3、2 和 1（即將核對數位乘以 1），並將結果加起來，以後稱這個值為「核對值」。最後，將這個核對值除以 11。留意核對數位是將 11 減去前面 7 個位乘以其位值倍數之和除以 11 後的餘數，故此，連同核對數位計算出來的核對值，必定能夠被 11 整除。因此，如果我們發覺核對值不能被 11 整除，那麼輸入的身份證號碼就一定有錯了。（注意：電腦的運算速度非常之高，將身份證號碼輸入電腦後，一按鍵，它就可以完成有關的驗算，相信連使用電腦的人，亦不會察覺到電腦其實已做了很多次的計算！）
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6 g% H/ _, `- j" G4 Q例如：“H856249(2)” 是一個正確的號碼，按上述方法計算出的核對值等於0 Z. _" W! \0 I3 `; c

, ~' B* C+ P% L' F( {, x8 ´ 8 + 8 ´ 7 + 5 ´ 6 + 6 ´ 5 + 2 ´ 4 + 4 ´ 3 + 9 ´ 2 + 2 ´ 1 = 220
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' w; F, L# n  o* ]" J& ~明顯這個數能夠被11所整除。假如在輸入資料時，將其中 1 個位的數字或字母搞錯，例如：變成 “K856249(2)”、“H856049(2)” 或 “H856249(A)”，那麼計算出來的核對值就會分別變成 244、212 和 228。由於這些數值不能被 11 整除，因此我們便知道這些號碼有錯了。
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4 ?- [; \& N1 P- u5 }. L事實上，如果一個身份證號碼的正確核對值為 A，而在輸入資料時，（由右邊數起的）第 k 個位原本是 a，但現在錯入成 b（a ¹ b），那麼該核對值將會變成
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9 c0 C& O- r" c" W, l  ]A - a ´ k + b ´ k = A + (b - a) ´ k
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留意在這裏，除非錯誤發生在第一個位的英文字母上，否則 (b - a) 的絕對值和k都祇會是 1 至 10 之間的數字，不會大於 11，故此 (b - a) ´ k 這個部分，不可能被 11 整除。但因為 A 本身可以被 11 整除，所以整個核對值 A + (b - a) ´ k，便不能被 11 所整除了。由此可以知道輸入的資料有錯。
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當然，應用核對值的方法有一個死穴，就是頭一個字母如果錯入了一個和原本字母相隔 11 個位的字母，例如：將 “H856249(2)” 錯入成 “S856249(2)”（其核對值為 308，可以被 11 整除），那麼電腦亦無法知道到輸入的資料有錯了。不過，相信發生如此錯誤的機會極之小，所以這個方法亦相當可靠。
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* `. Q% C  y, S3 \6 ^還有，如果輸入資料時出現 2 處或以上的錯誤，例如：將 “H856249(2)” 錯入成 “H856049(A)”，我們亦無法將錯誤檢查出來。（當然，如果太容易出現 2 處的輸入錯誤，那麼我認為最佳的解決辦法，就是辭退那位輸入員，改聘另一位更可靠的人選了！）& y3 A3 _& q/ u) G  q9 ~; \: e. t

1 v8 l2 @# t% t! A) V# f9 z3 u另一個秘密 2 {: X+ @% N' c2 s; X/ B
留意在上面的討論中，那個位值倍數其實沒有多大的作用。事實上，如果我們不乘上任何倍數而直接將所有數位加起來，再定出一個核對數位，我們依然可以檢查出輸入資料時（1 處）的錯誤。那麼，我們為甚麼需要加入這個位值倍數呢？  P' `# y2 y$ x+ {( A' A' q

# E( O- g% E# h) c原來這亦是用來防止一般人一個容易犯上的錯誤，這就是誤將其中的兩個數字的位置對調。例如：將 “H856249(2)” 錯誤地變成 “H856294(2)”。4 ?1 P$ |" w1 ?1 y% S

- j- o  I; c3 I. ]; J我們再假設正確身份證號碼的核對值為 A，第 k 位的數字為 a，第 k + n 位的數字為 b（a ¹ b；n ³ 1），如果我們錯誤地將 a、b 兩個數字對調了，那麼該核對值便會變成& `7 |" T: n9 }& e) c0 f* [) V
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A - a ´ k - b ´ (k + n) + a ´ (k + n) + b ´ k = A + (a - b) ´ n
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* _9 g- }' W" f$ w同理，a、b 和 n 都祇會是 0 至 9 之間的數字，故此 (a - b) ´ n 這個部分，以至是整個核對值，都不能被 11 所整除，由此可以知道輸入的資料有錯了。留意如果沒有這個位值倍數，我們就無法偵測出這種錯誤了。  B/ Q3 _6 S2 m  M- v: j
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總而言之，身份證號碼中的核對數位，是一個簡單但非常聰明的設計，它可以讓我們很容易地偵測出輸入資料時的兩種常犯的錯誤，從而確保資料的可靠性。在整個過程中，亦請大家細心欣賞 11 這個數字的功用。由於 11 是一個質數（而且剛好大於 10），任何兩個小於它的數字相乘，都不能被它所整除，所以才能夠在上述運算中，找到輸入時的錯誤。如果換了一個合成數，情況就不同了。例如：12，我們知道 4 和 6 都小於 12，但 4 ´ 6 的結果，卻能被 12 所整除，因此 12 不可以用來做核對過程中的除數。
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/ [+ ~3 F  ]% E1 q( X. A最後，個人認為，既然核對數字已經成為身份證號碼中一個不可或缺的一部分，故此我們其實亦不必將它特別地指明，以一對括號將它括起來。更何況，將它括起來後，更會引起一些不知情的人胡亂猜測，實在無謂。故此，我提議政府在改發新的身份證明文件的同時，將這一對括號刪去。這不是更好的嗎？