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回復(fù)

一代名機(jī)——Enigma

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發(fā)表于 2010-7-16 14:49:11
寫在前面:本文源自三思科學(xué)網(wǎng)的《Enigma的興亡》,John略作改動(dòng),原理和破譯處增添一些,刪去一些故事。由于文字很多(2.5萬(wàn)),建議真正對(duì)密碼感興趣的人閱讀,估計(jì)沒(méi)兩小時(shí)弄不懂,閱讀時(shí)可參考【】內(nèi)的閱讀提示。本文所有圖片攝于《密碼傳奇》,沒(méi)掃描儀,也沒(méi)單反,只能拿個(gè)破數(shù)碼效果一般。本文介紹的是Enigma,密碼史上第一個(gè)采用機(jī)械加密并且大規(guī)模被使用,最可靠的加密方法之一。

一、誕生【John:只要知道是一個(gè)叫謝爾比烏斯的人發(fā)明了Enigma就行了,可略過(guò)】

直到一戰(zhàn)結(jié)束,所有密碼都是使用手工來(lái)編碼的。手工編碼有極多不便。首先,發(fā)送信息的效率極其低下。明文必須由加密員人工一個(gè)個(gè)地轉(zhuǎn)換為密文。考慮到不能多次重復(fù)同一種明文到密文的轉(zhuǎn)換方式,加密人員并不能把轉(zhuǎn)換方式牢記于心。轉(zhuǎn)換通常是采用查表的方法,所查表又每日不同,所以解碼速度極慢。而接收密碼一方又要用同樣的方式將密文轉(zhuǎn)為明文。其次,這種效率的低下的手工操作也使得許多復(fù)雜的保密性能更好的加密方法不能被實(shí)際應(yīng)用,而簡(jiǎn)單的加密方法根本不能抵擋解密學(xué)的威力。

解密一方當(dāng)時(shí)正值春風(fēng)得意之時(shí),幾百年來(lái)被認(rèn)為堅(jiān)不可破的維吉耐爾密碼和它的變種也被破解。而無(wú)線電報(bào)的發(fā)明,使得截獲密文易如反掌。無(wú)論是軍事方面還是民用商業(yè)方面都需要一種可靠而又有效的方法來(lái)保證通訊的安全。

1918年,德國(guó)發(fā)明家亞瑟·謝爾比烏斯和他的朋友理查德·里特創(chuàng)辦了謝爾比烏斯和里特公司。這是一家專營(yíng)把新技術(shù)轉(zhuǎn)化為應(yīng)用方面的企業(yè),很象現(xiàn)在的高新技術(shù)公司,利潤(rùn)不小,可是風(fēng)險(xiǎn)也很大。謝爾比烏斯負(fù)責(zé)研究和開發(fā)方面,緊追當(dāng)時(shí)的新潮流。他曾在漢諾威和慕尼黑研究過(guò)電氣應(yīng)用,他的一個(gè)想法就是要用二十世紀(jì)的電氣技術(shù)來(lái)取代那種過(guò)時(shí)的鉛筆加紙的加密方法。
 
謝爾比烏斯發(fā)明的加密電子機(jī)械名叫ENIGMA,在以后的年代里,它將被證明是有史以來(lái)最為可靠的加密系統(tǒng)之一。
       
二、結(jié)構(gòu)&加密過(guò)程【John:這個(gè)千萬(wàn)不能略過(guò)】

ENIGMA看起來(lái)是一個(gè)裝滿了復(fù)雜而精致的元件的盒子,它可以被分解成相當(dāng)簡(jiǎn)單的幾部分。我們可以看見(jiàn)它的三個(gè)部分:鍵盤、轉(zhuǎn)輪和顯示器。


為了使消息盡量地短和更難以破譯,空格和標(biāo)點(diǎn)符號(hào)都被省略。顯示器由標(biāo)示了26個(gè)字母的小燈組成,當(dāng)鍵盤上的某個(gè)鍵被按下時(shí),和此字母被加密后的密文相對(duì)應(yīng)的小燈就在顯示器上亮起來(lái)。

鍵盤、轉(zhuǎn)子和顯示器由電線相連,轉(zhuǎn)子本身也集成了26條線,把鍵盤的信號(hào)對(duì)應(yīng)到顯示器不同的小燈上去。
       
       
如果轉(zhuǎn)子的作用僅僅是把一個(gè)字母換成另一個(gè)字母,那就沒(méi)有太大的意思了。大家可能已經(jīng)猜出來(lái)了,轉(zhuǎn)子它會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)!這就是謝爾比烏斯關(guān)于ENIGMA的最重要的設(shè)計(jì)——當(dāng)鍵盤上一個(gè)鍵被按下時(shí),相應(yīng)的密文在顯示器上顯示,然后轉(zhuǎn)子的位置就自動(dòng)地轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)字母的位置。

當(dāng)?shù)谝淮捂I入A時(shí),信號(hào)通過(guò)轉(zhuǎn)子中的連線,燈G亮起來(lái),放開鍵后,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)一格,各字母所對(duì)應(yīng)的密碼就改變了;第二次鍵入A時(shí),它所對(duì)應(yīng)的字母就變成了C。



這里我們看到了ENIGMA加密的關(guān)鍵:這不是一種單表替換密碼。同一個(gè)字母A在明文的不同位置時(shí),可以被不同的字母替換,而密文中不同位置的同一個(gè)字母,可以代表明文中的不同字母,頻率分析法在這里就沒(méi)有用武之地了。這種加密方式被稱為“多表替換密碼”。

如果連續(xù)鍵入26個(gè)字母,轉(zhuǎn)子就會(huì)整整轉(zhuǎn)一圈,回到原始的位置,這時(shí)編碼就和最初重復(fù)了。而在加密過(guò)程中,重復(fù)的現(xiàn)象是很危險(xiǎn)的。于是謝爾比烏斯在機(jī)器上一共放了三個(gè)轉(zhuǎn)子。當(dāng)右輪轉(zhuǎn)動(dòng)整整一圈以后,它上面有一個(gè)齒(進(jìn)位點(diǎn))撥動(dòng)中輪(右輪到達(dá)進(jìn)位點(diǎn)驅(qū)動(dòng)中輪進(jìn)位),使得它轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)字母的位置。

假設(shè)右轉(zhuǎn)已經(jīng)整整轉(zhuǎn)了一圈,按B鍵時(shí)顯示器上D燈亮;當(dāng)放開B鍵時(shí)右輪轉(zhuǎn)上的齒也帶動(dòng)中轉(zhuǎn)同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)一格,于是第二次鍵入b時(shí),加密的字母為F;而再次放開鍵b時(shí),就只有右轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)了,于是第三次鍵入b時(shí),與b相對(duì)應(yīng)的就是字母B。
       

我們看到用這樣的方法,要6*6=36(實(shí)物中為26*26=676)個(gè)字母后才會(huì)重復(fù)原來(lái)的編碼。而事實(shí)上ENIGMA里有三個(gè)轉(zhuǎn)子(二戰(zhàn)后期德國(guó)海軍用ENIGMA甚至有四個(gè)轉(zhuǎn)子),不重復(fù)的個(gè)數(shù)達(dá)到26*26*26=17576個(gè)【John:此數(shù)據(jù)錯(cuò)誤,應(yīng)為16900,由于解釋過(guò)于繁瑣,本文不予解釋,詳情解釋參見(jiàn)《密碼傳奇》第五章】。

還要簡(jiǎn)單介紹一下輸入輪。被連接板交換過(guò)的字母信息通過(guò)輸入輪到達(dá)轉(zhuǎn)輪組被加密,當(dāng)然也可以是逆向的。

在此基礎(chǔ)上謝爾比烏斯十分巧妙地在三個(gè)轉(zhuǎn)子的一端加上了一個(gè)反射器,而把鍵盤和顯示器中的相同字母用電線連在一起。反射器和轉(zhuǎn)子一樣,把某一個(gè)字母連在另一個(gè)字母上,但是它并不轉(zhuǎn)動(dòng)。乍一看這么一個(gè)固定的反射器好象沒(méi)什么用處,它并不增加密鑰數(shù)目,但是把它和解碼聯(lián)系起來(lái)就會(huì)看出這種設(shè)計(jì)的別具匠心了。



我們看見(jiàn)這里鍵盤和顯示器中的相同字母由電線連在一起。事實(shí)上那是一個(gè)很巧妙的開關(guān),不過(guò)我們并不需要知道它的具體情況。我們只需要知道,當(dāng)一個(gè)鍵被按下時(shí),信號(hào)不是直接從鍵盤傳到顯示器,而是首先通過(guò)三個(gè)轉(zhuǎn)子連成的一條線路,然后經(jīng)過(guò)反射器再回到三個(gè)轉(zhuǎn)子,通過(guò)另一條線路再到達(dá)顯示器上,比如說(shuō)上圖中b鍵被按下時(shí),亮的是D燈。我們看看如果這時(shí)按的不是b鍵而是d鍵,那么信號(hào)恰好按照上面b鍵被按下時(shí)的相反方向通行,最后到達(dá)B燈。換句話說(shuō),在這種設(shè)計(jì)下,反射器雖然沒(méi)有象轉(zhuǎn)子那樣增加可能的不重復(fù)的方向,但是它可以使譯碼的過(guò)程和編碼的過(guò)程完全一樣,直接輸入密文就可以得到明文。


想象一下要用ENIGMA發(fā)送一條消息。發(fā)信人首先要調(diào)節(jié)三個(gè)轉(zhuǎn)子的初始位置,轉(zhuǎn)子的初始位置也就是密匙,這是收發(fā)雙方必須預(yù)先約定好的,然后依次鍵入明文,并把閃亮的字母依次記下來(lái),然后就可以把加密后的消息用比如電報(bào)的方式發(fā)送出去。當(dāng)收信方收到電文后,使用一臺(tái)相同的ENIGMA,按照原來(lái)的約定,把轉(zhuǎn)子的位置調(diào)整到和發(fā)信方相同的初始位置上,然后依次鍵入收到的密文,并把閃亮的字母依次記下來(lái),就得到了明文。于是加密和解密的過(guò)程就是完全一樣的——這都是反射器起的作用。稍微考慮一下,我們很容易明白,反射器帶來(lái)的一個(gè)副作用就是一個(gè)字母永遠(yuǎn)也不會(huì)被加密成它自己,因?yàn)榉瓷淦髦幸粋€(gè)字母總是被連接到另一個(gè)不同的字母。

于是轉(zhuǎn)子的初始位置決定了整個(gè)密文的加密方式。如果通訊當(dāng)中有敵人監(jiān)聽,他會(huì)收到完整的密文,但是由于不知道三個(gè)轉(zhuǎn)子的初始位置,他就不得不一個(gè)個(gè)地試驗(yàn)來(lái)找到這個(gè)密匙。問(wèn)題在于17576個(gè)初始位置這個(gè)數(shù)目并不是太大。如果試圖破譯密文的人把轉(zhuǎn)子調(diào)整到某一位置,然后鍵入密文開始的一段,看看輸出是否象是有意義的信息。如果不象,那就再試轉(zhuǎn)子的下一個(gè)初始位置……如果試一個(gè)大約要一分鐘,而他二十四小時(shí)日夜工作,那么在大約兩星期里就可以找遍轉(zhuǎn)子所有可能的初始位置。如果對(duì)手用許多臺(tái)機(jī)器同時(shí)破譯,那么所需要的時(shí)間就會(huì)大大縮短。這種保密程度是不太足夠的。

當(dāng)然謝爾比烏斯還可以再多加轉(zhuǎn)子,但是我們看見(jiàn)每加一個(gè)轉(zhuǎn)子初始位置的可能性只是乘以了26。尤其是,增加轉(zhuǎn)子會(huì)增加ENIGMA的體積和成本。謝爾比烏斯希望他的加密機(jī)器是便于攜帶的,而不是一個(gè)具有十幾個(gè)轉(zhuǎn)子的龐然大物。首先他把三個(gè)轉(zhuǎn)子做得可以拆卸下來(lái)互相交換,這樣一來(lái)初始位置的可能性變成了原來(lái)的六倍。假設(shè)三個(gè)轉(zhuǎn)子的編號(hào)為1、2、3,那么它們可以放成六種不同位置(每個(gè)轉(zhuǎn)輪內(nèi)的連線情況不同,所以不同的排列方式會(huì)有不同的加密結(jié)果),當(dāng)然現(xiàn)在收發(fā)消息的雙方除了要預(yù)先約定轉(zhuǎn)子自身的初始位置,還要約定好這六種排列中的使用一種。

下一步謝爾比烏斯在鍵盤和第一轉(zhuǎn)子之間增加了一個(gè)連接板。這塊連接板允許使用者用一根連線把某個(gè)字母和另一個(gè)字母連接起來(lái),這樣這個(gè)字母的信號(hào)在進(jìn)入轉(zhuǎn)子之前就會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪粋€(gè)字母的信號(hào)。這種連線最多可以有六根(后期的ENIGMA具有更多的連線),這樣
就可以使6對(duì)字母的信號(hào)互換,其他沒(méi)有插上連線的字母保持不變。在上面ENIGMA的實(shí)物圖里,我們看見(jiàn)這個(gè)連接板處于鍵盤的下方。當(dāng)然連接板上的連線狀況也是收發(fā)信息的雙方需要預(yù)先約定的。


那么字母被加密的過(guò)程如下:
鍵盤輸入明文字母——連接板——輸入輪——轉(zhuǎn)輪組——反射器——轉(zhuǎn)輪組——輸入輪——連接板——顯示為密文字母

于是轉(zhuǎn)輪自身的初始位置,轉(zhuǎn)輪之間的相互位置,以及連接板連線的狀況就組成了所有可能的密匙,讓我們來(lái)算一算一共到底有多少種。

三個(gè)轉(zhuǎn)子不同的位置組成了26*26*26=17576種不同可能性;
三個(gè)轉(zhuǎn)子間不同的相對(duì)位置為6種可能性;
連接板上兩兩交換6對(duì)字母的可能性數(shù)目非常巨大,有100391791500種;
于是一共有17576*6*100391791500,大約為10000000000000000,即一億億種可能性。

只要約定好密匙,收發(fā)雙方利用ENIGMA就可以十分容易地進(jìn)行加密和解密。但是如果不知道密匙,在這巨大的可能性面前,一一嘗試來(lái)試圖找出密匙是完全沒(méi)有可能的。我們看見(jiàn)連接板對(duì)可能性的增加貢獻(xiàn)最大,但它本身其實(shí)就是一個(gè)單表替換密碼系統(tǒng),在整個(gè)加密過(guò)程中,連接是固定的,所以單使用它是十分容易用頻率分析法來(lái)破譯的。轉(zhuǎn)子系統(tǒng)雖然提供的可能性不多,但是在加密過(guò)程中它們不停地轉(zhuǎn)動(dòng),使整個(gè)系統(tǒng)變成了多表替換系統(tǒng),頻率分析法對(duì)它再也無(wú)能為力,與此同時(shí),連接板卻使得可能性數(shù)目大大增加,使得暴力破譯法(一個(gè)個(gè)嘗試)望而卻步。

【John:這里是說(shuō)Enigma被投入使用的歷史,可略過(guò)】
1918年謝爾比烏斯申請(qǐng)了ENIGMA的專利。他以為既然自己的發(fā)明能夠提供優(yōu)秀的加密手段,又能擁有極高的加密解密效率,一定能很快就暢銷起來(lái)。他給商業(yè)界提供了一種基本型ENIGMA,又給外交人員提供一種豪華的裝備有打印機(jī)的型號(hào)。但是他似乎搞錯(cuò)了。他的機(jī)器售價(jià)大約相當(dāng)于現(xiàn)在的30000美元(如果訂購(gòu)一千臺(tái)的話每臺(tái)便宜4000美元)。這個(gè)價(jià)錢使得客戶望而卻步。雖然謝爾比烏斯向企業(yè)家們宣稱,如果他們重要的商業(yè)秘密被競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手知道了的話,遭到的損失將比ENIGMA的價(jià)格高得多,但是企業(yè)家們還是覺(jué)得他們沒(méi)有能力來(lái)購(gòu)買ENIGMA。謝爾比烏斯的新發(fā)明并沒(méi)有象他預(yù)料的那樣帶來(lái)多少回響。軍隊(duì)方面對(duì)他的發(fā)明也沒(méi)有什么太多的注意。

可是謝爾比烏斯突然時(shí)來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)。英國(guó)政府發(fā)表了兩份關(guān)于一次大戰(zhàn)的文件使得德國(guó)軍隊(duì)開始對(duì)他的發(fā)明大感興趣。其中一份是1923年出版的溫斯頓·丘吉爾的著作《世界危機(jī)》,其中有一段提到了英國(guó)和俄國(guó)在軍事方面的合作,指出俄國(guó)人曾經(jīng)成功地破譯了某些德軍密
碼,而使用這些成果,英國(guó)的40局(英國(guó)政府負(fù)責(zé)破譯密碼的間諜機(jī)構(gòu))能夠系統(tǒng)性地取得德軍的加密情報(bào)。德國(guó)方面幾乎是在十年之后才知道這一真相。第二份文件同樣是在1923年由皇家海軍發(fā)表的關(guān)于第一次世界大戰(zhàn)的官方報(bào)告,其中講述了在戰(zhàn)時(shí)盟軍方面截獲(并且破譯)德軍通訊所帶來(lái)的決定性的優(yōu)勢(shì)。這些文件構(gòu)成了對(duì)德國(guó)情報(bào)部門的隱性指控,他們最終承認(rèn)“由于無(wú)線電通訊被英方截獲和破譯,德國(guó)海軍指揮部門就好象是把自己的牌明攤在桌子上和英國(guó)海軍較量。”

為了避免再一次陷入這樣的處境,德軍對(duì)謝爾比烏斯的發(fā)明進(jìn)行了可行性研究,最終得出結(jié)論:必須裝備這種加密機(jī)器。從1925年開始,謝爾比烏斯的工廠開始系列化生產(chǎn)ENIGMA,次年德軍開始使用這些機(jī)器。接著政府機(jī)關(guān),比如說(shuō)國(guó)營(yíng)企業(yè),鐵路部門等也開始使用ENIGMA。這些新型號(hào)的機(jī)器和原來(lái)已經(jīng)賣出的一些商用型號(hào)不同,所以商用型機(jī)器的使用者就不知道政府和軍用型的機(jī)器具體是如何運(yùn)作的。

在接下來(lái)的十年中,德國(guó)軍隊(duì)大約裝備了三萬(wàn)臺(tái)ENIGMA。謝爾比烏斯的發(fā)明使德國(guó)具有了最可靠的加密系統(tǒng)。在第二次世界大戰(zhàn)開始時(shí),德軍通訊的保密性在當(dāng)時(shí)世界上無(wú)與倫比。似乎可以這樣說(shuō),ENIGMA在納粹德國(guó)二戰(zhàn)初期的勝利中起到的作用是決定性的,但是我們也會(huì)看到,它在后來(lái)希特勒的滅亡中扮演了重要的角色。

但是謝爾比烏斯沒(méi)有能夠看見(jiàn)所有這一切。有一次在套馬時(shí),他被摔到了一面墻上,于1929年5月13日死于內(nèi)臟損傷

三、弱點(diǎn)(上)【John:就是德國(guó)情報(bào)處的施密特為波蘭提供情報(bào),前面的可略過(guò),本節(jié)后面還會(huì)有閱讀提示】

在一次大戰(zhàn)期間,英國(guó)的情報(bào)機(jī)關(guān)非常嚴(yán)密地監(jiān)控了德國(guó)方面的通訊,丘吉爾的書和英國(guó)海軍部的報(bào)告中透露的消息只不過(guò)是一鱗半爪。事實(shí)上,將美國(guó)引入一次大戰(zhàn)的齊末曼電報(bào)就是由著名的英國(guó)40局破譯的。在此電報(bào)中德國(guó)密謀墨西哥對(duì)美國(guó)發(fā)動(dòng)攻擊,這使得美國(guó)最終決定對(duì)德宣戰(zhàn)。但是英國(guó)人的障眼法用得如此之好,使得德國(guó)人一直以為是墨西哥方面泄漏了秘密。

戰(zhàn)后英國(guó)仍舊保持著對(duì)德國(guó)通訊的監(jiān)聽,并保持著很高的破譯率。但是從1926年開始,他們開始收到一些不知所云的信息——ENIGMA開始投入使用。德國(guó)方面使用的ENIGMA越多,40局破解不了的電文就越多。美國(guó)人和法國(guó)人碰到的情況也一樣,他們對(duì)ENIGMA一籌莫展。德國(guó)從此擁有了世界上最為可靠的通訊保密系統(tǒng)。

一次大戰(zhàn)的戰(zhàn)勝國(guó)很快就放棄了破譯這種新型密碼的努力。也許是出于自信,在他們看來(lái),在凡爾賽條約約束下的德國(guó)已經(jīng)造成不了什么危害。由于看不到破譯德國(guó)密碼的必要性,盟國(guó)的密碼分析專家懶散下來(lái),干這一行的頭腦似乎也變得越來(lái)越平庸。在科學(xué)的其他領(lǐng)
域,我們說(shuō)失敗乃成功之母;而在密碼分析領(lǐng)域,我們則應(yīng)該說(shuō)恐懼乃成功之母。普法戰(zhàn)爭(zhēng)造就了法國(guó)一代優(yōu)秀的密碼分析專家,而一次大戰(zhàn)中英國(guó)能夠破譯德國(guó)的通訊密碼,對(duì)失敗的極大恐懼產(chǎn)生的動(dòng)力無(wú)疑起了巨大的作用。

歷史又一次重演。因?yàn)樵跉W洲有一個(gè)國(guó)家對(duì)德國(guó)抱有這種極大的恐懼——這就是在一戰(zhàn)灰燼中浴火重生的新獨(dú)立的波蘭。在她的西面,是對(duì)失去舊日領(lǐng)土耿耿于懷的德國(guó),而在東面,則是要輸出革命的蘇聯(lián)。對(duì)于波蘭來(lái)說(shuō),關(guān)于這兩個(gè)強(qiáng)鄰的情報(bào)是有關(guān)生死存亡的大事,波蘭的密碼分析專家不可能象他們的英美法同事那樣愛(ài)干不干——他們必須知道這兩個(gè)大國(guó)都在想什么。在此情況下波蘭設(shè)立了自己的破譯機(jī)構(gòu),波軍總參二局密碼處。密碼處的高效率在1919-1920年波蘇戰(zhàn)爭(zhēng)中明顯地體現(xiàn)出來(lái),軍事上屢嘗敗績(jī)的波蘭在密碼分析方面卻一枝獨(dú)秀。在蘇軍兵臨華沙城下的情況下,1920年一年他們破譯了大約400條蘇軍信息。在對(duì)西面德國(guó)的通訊的監(jiān)控方面,波蘭人也保持了同樣的高效率——直到1926年ENIGMA登場(chǎng)。

波蘭人想方設(shè)法搞到了一臺(tái)商用的ENIGMA機(jī)器,大致弄清楚了它的工作原理。但是軍用型的轉(zhuǎn)子內(nèi)部布線和商用型的完全不同,沒(méi)有這個(gè)情報(bào),想要破譯德軍的電報(bào)可謂難如登天。

這時(shí)事情有了轉(zhuǎn)機(jī)。

漢斯—提羅·施密特于1888年出生在柏林的一個(gè)中產(chǎn)階級(jí)家庭里,一次大戰(zhàn)時(shí)當(dāng)過(guò)兵打過(guò)仗。根據(jù)凡爾賽條約,戰(zhàn)敗后的德國(guó)進(jìn)行了裁軍,施密特就在被裁之列。退了伍后他開了個(gè)小肥皂廠,心想下海從商賺點(diǎn)錢。結(jié)果戰(zhàn)后的經(jīng)濟(jì)蕭條和通貨膨脹讓他破了產(chǎn)。此時(shí)他不名一文,卻還有一個(gè)家要養(yǎng)。
 
和他潦倒的處境相反,他的大哥魯?shù)婪蛟趹?zhàn)后春風(fēng)得意。和漢斯—提羅一樣都是一次大戰(zhàn)的老兵,可魯?shù)婪驔](méi)有被裁減,相反卻一路高升。到了二十年代,他當(dāng)上了德國(guó)通訊部門的頭頭,就是他正式命令在軍隊(duì)中使用ENIGMA。和大哥的成功比起來(lái),漢斯—提羅自然覺(jué)得臉上無(wú)光。

可是破產(chǎn)后漢斯-提羅不得不放下自尊心來(lái)去見(jiàn)大哥,求他在政府部門替自己謀個(gè)職位。魯?shù)婪蚪o他的二弟在密碼處找了個(gè)位置。這是專門負(fù)責(zé)德國(guó)密碼通訊的機(jī)構(gòu)——ENIGMA的指揮中心,擁有大量絕密情報(bào)。漢斯—提羅把一家留在巴伐利亞,因?yàn)樵谀抢锷钯M(fèi)用相對(duì)較低,勉強(qiáng)可以度日。就這樣他一個(gè)人孤零零地搬到了柏林,拿著可憐的薪水,對(duì)大哥又羨又妒,對(duì)拋棄他的社會(huì)深惡痛絕。

接下來(lái)的事情可想而知。如果把自己可以輕松搞到的絕密情報(bào)出賣給外國(guó)情報(bào)機(jī)構(gòu),一方面可以賺取不少自己緊缺的錢,一方面可以以此報(bào)復(fù)這個(gè)拋棄了他的國(guó)家。1931年11月8日,施密特化名為艾斯克和法國(guó)情報(bào)人員在比利時(shí)接頭,在旅館里他向法國(guó)情報(bào)人員提供了兩份珍貴的有關(guān)ENIGMA操作和轉(zhuǎn)子內(nèi)部線路的資料,得到一萬(wàn)馬克。靠這兩份資料,盟國(guó)就完全可以復(fù)制出一臺(tái)軍用的ENIGMA機(jī)。

不過(guò)事情并不象想象的那么簡(jiǎn)單。要破譯ENIGMA密碼,靠這些情報(bào)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。德軍的一份對(duì)ENIGMA的評(píng)估寫道:“即使敵人獲取了一臺(tái)同樣的機(jī)器,它仍舊能夠保證其加密系統(tǒng)的保密性。”就算有了一臺(tái)ENIGMA,如果不知道密鑰的話,想破譯電文,是不現(xiàn)實(shí)的。

“加密系統(tǒng)的保密性只應(yīng)建立在對(duì)密鑰的保密上,不應(yīng)該取決于加密算法的保密。”這是密碼學(xué)中的金科玉律。加密算法可以直接是某個(gè)抽象的數(shù)學(xué)算法,比如現(xiàn)在通用的DEA和RSA算法,也可以是實(shí)現(xiàn)某個(gè)算法的象ENIGMA這樣的加密機(jī)械或?qū)iT用于加密的電子芯片等加密器件,還可以是經(jīng)過(guò)編譯的在計(jì)算機(jī)上可執(zhí)行的加密程序,比如現(xiàn)在在互聯(lián)網(wǎng)通信中被廣泛使用的PGP。因?yàn)閷?duì)加密算法的保密是困難的。對(duì)手可以用竊取、購(gòu)買的方法來(lái)取得算法、加密器件或者程序。如果得到的是加密器件或者程序,可以對(duì)它們進(jìn)行反向工程而最終獲得加密算法。如果只是密鑰失密,那么失密的只是和此密鑰有關(guān)的情報(bào),日后通訊的保密性可以通過(guò)更換密鑰來(lái)補(bǔ)救;但如果是加密算法失密,而整個(gè)系統(tǒng)的保密性又建立在算法的秘密性上,那么所有由此算法加密的信息就會(huì)全部暴露。更糟糕是,為了使以后的通訊保持秘密,必須完全更換加密算法,這意味著更新加密器械或更換程序。比起簡(jiǎn)單地更換密鑰,這要耗費(fèi)大量財(cái)富和管理資源(大規(guī)模更換加密器械和程序會(huì)使對(duì)手更有機(jī)會(huì)乘虛而入)。

ENIGMA的設(shè)計(jì)使得搞到了它的秘密的法國(guó)人也一籌莫展。法國(guó)密碼分析人員斷定這種密碼是不可破譯的。他們甚至根本就懶得根據(jù)搞到的情報(bào)去復(fù)制一臺(tái)ENIGMA。

在十年前法國(guó)和波蘭簽訂過(guò)一個(gè)軍事合作協(xié)議。波蘭方面一直堅(jiān)持要取得所有關(guān)于ENIGMA的情報(bào)。既然看來(lái)自己拿著也沒(méi)什么用,法國(guó)人就把從施密特那里買來(lái)的情報(bào)交給了波蘭人。和法國(guó)人不同,破譯ENIGMA對(duì)波蘭來(lái)說(shuō)至關(guān)重要,就算死馬也要當(dāng)作活馬醫(yī)。現(xiàn)在他們總算能邁出最初的一步了。

【John:從這里往下看】
在施密特提供的關(guān)于ENIGMA的情報(bào)中,不僅有關(guān)于ENIGMA構(gòu)造和轉(zhuǎn)子內(nèi)部連線的描述,還有德國(guó)人使用ENIGMA進(jìn)行編碼的具體規(guī)定。每個(gè)月每臺(tái)ENIGMA機(jī)的操作員都會(huì)收到一本當(dāng)月的新密鑰,上面有此月每天使用的密鑰。比如說(shuō),第一天的密鑰可以是這個(gè)樣子:

1.連接板的連接:A-L  P-R  T-D  B-W  K-F  O-Y
2.轉(zhuǎn)子的順序:2,3,1
3.轉(zhuǎn)子的初始位置:Q  C  W

當(dāng)操作員要發(fā)送某條消息時(shí),他首先從密鑰本中查到以上信息。然后按照上面的規(guī)定,首先用連線把連接板上的A和L,P和R……連接起來(lái);然后把2號(hào)轉(zhuǎn)子放在ENIGMA的第一個(gè)轉(zhuǎn)子位置上……;最后,他調(diào)整轉(zhuǎn)子的初始位置,使得三個(gè)轉(zhuǎn)子上的字母Q C W分別朝上。在接收信息的另一方,操作員也進(jìn)行同樣的準(zhǔn)備(他也有一本同樣的密鑰本),就可以進(jìn)行收信解碼的工作了。

調(diào)整好ENIGMA,現(xiàn)在操作員可以開始對(duì)明文加密了。但是我們看到每天只有一個(gè)密鑰,如果這一天的幾百封電報(bào)都以這個(gè)密鑰加密發(fā)送的話,暗中截聽信號(hào)的敵方就會(huì)取得大量的以同一密鑰加密的信息,這對(duì)保密工作來(lái)說(shuō)不是個(gè)好兆頭。我們記得在單表替換密碼的情況下,如果密碼分析專家能得到大量的密文,就可以使用統(tǒng)計(jì)方法將其破解。

盡管不知道對(duì)ENIGMA是否可以采用類似的統(tǒng)計(jì)方法,德國(guó)人還是留了個(gè)心眼。他們決定在按當(dāng)日密鑰調(diào)整好ENIGMA機(jī)后并不直接加密要發(fā)送的明文。相反地,首先發(fā)送的是一個(gè)新的密鑰。連接板的連線順序和轉(zhuǎn)子的順序并不改變,和當(dāng)日通用的密鑰相同;想反地,轉(zhuǎn)子的初始位置將被改變。操作員首先按照上面所說(shuō)的方法按當(dāng)日密鑰調(diào)整好ENIGMA,然后隨機(jī)地選擇三個(gè)字母,比如說(shuō)PGH。他把PGH在鍵盤上連打兩遍,加密為比如說(shuō)KIVBJE。然后他把KIVBJE記在電文的最前面。接著他重新調(diào)整三個(gè)轉(zhuǎn)子的初始位置到PGH對(duì)明文加密。

用這種方法每一條電文都有屬于自己的三個(gè)表示轉(zhuǎn)子初始位置的密鑰。把密鑰輸入兩遍是為了防止偶然的發(fā)報(bào)或者接收錯(cuò)誤,起著糾錯(cuò)的作用。收?qǐng)?bào)一方在按當(dāng)日密鑰調(diào)整好ENIGMA機(jī)后,先輸入密文的頭六個(gè)字母KIVBJE,解密得到PGHPGH,于是確認(rèn)沒(méi)有錯(cuò)誤。然后把三個(gè)轉(zhuǎn)子的初始位置調(diào)整到PGH,接著就可以正式解密其余的密文了。

如果不使用對(duì)每條電文都不同的密鑰,那么每天很可能總共會(huì)有幾千條電文也就是幾百萬(wàn)個(gè)字母的消息以同一個(gè)密鑰加密。而采用每條電文都有自己的密鑰這個(gè)方法后,當(dāng)日密鑰所加密的就是很少的幾萬(wàn)個(gè)字母,而且這些字母都是隨機(jī)選取,和有意義的電文性質(zhì)不同,
不可能用統(tǒng)計(jì)方法破譯。

乍一看這種方法無(wú)懈可擊。可是波蘭人鐵了心,必須在這厚厚的護(hù)甲上撕出一個(gè)口子來(lái)。

在此以前,密碼分析人員通常是語(yǔ)言天才,精通對(duì)語(yǔ)言方面特征的分析。但是既然ENIGMA是一種機(jī)械加密裝置,波蘭總參二局密碼處就考慮到,是否一個(gè)具有科學(xué)頭腦的人更適合于它的破譯工作呢?

1929年1月,波茲南大學(xué)數(shù)學(xué)系主任茲德齊斯羅·克里格羅夫斯基教授開列了一張系里最優(yōu)秀的數(shù)學(xué)家的名單,在這張名單上,有以后被稱為密碼研究“波蘭三杰”的馬里安·雷杰夫斯基,杰爾茲·羅佐基和亨里克·佐加爾斯基。波茲南大學(xué)并非當(dāng)時(shí)波蘭最有名的大學(xué),但是它地處波蘭南部,那里直到1918年還是德國(guó)領(lǐng)土,所以所有這些數(shù)學(xué)家都能講流利的德語(yǔ)。

在三位被密碼局招聘的數(shù)學(xué)家中,雷杰夫斯基的表現(xiàn)最為出色。當(dāng)年他是個(gè)架著一副近視眼鏡,臉上略帶羞色的二十三歲小伙子。他的在大學(xué)里學(xué)的專業(yè)是統(tǒng)計(jì)學(xué),打算以后去干保險(xiǎn)業(yè)行當(dāng),也許在此之前他從未想到會(huì)在密碼分析方面大展身手。在經(jīng)過(guò)短期的密碼分析訓(xùn)練后,他把所有的精力都投入到破解ENIGMA的工作中去。

雷杰夫斯基深知“重復(fù)乃密碼大敵”。在ENIGMA密碼中,最明顯的重復(fù)莫過(guò)于每條電文最開始的那六個(gè)字母——它由三個(gè)字母的密鑰重復(fù)兩次加密而成。德國(guó)人沒(méi)有想到這里會(huì)是看似固若金湯的ENIGMA防線的弱點(diǎn)。

三、弱點(diǎn)(下)【John:最好看看】

德方每封密文最開始的六個(gè)字母,是此信密鑰的三個(gè)字母重復(fù)兩遍,由當(dāng)日密鑰加密而成。比如說(shuō)這封信的密鑰是ULJ(這是開始加密明文時(shí)由操作員臨時(shí)隨機(jī)選取的),那么操作員首先用當(dāng)日通用的密鑰加密ULJULJ,得到六個(gè)字母的加密后序列,比如說(shuō)PEFNWZ,然后再用ULJ來(lái)作為密鑰加密正文,最后把PEFNWZ放在加密后的正文前,一起用電報(bào)發(fā)給收信方。

雷杰夫斯基每天都會(huì)收到一大堆截獲的德國(guó)電報(bào),所以一天中可以得到許多這樣的六個(gè)字母串,它們都由同一個(gè)當(dāng)日密鑰加密而成。比如說(shuō)他收到四個(gè)電報(bào),其中每封電報(bào)的開頭的六個(gè)字母為
1 2 3 4 5 6
第一封電報(bào):L O K R G M
第二封電報(bào):M V T X Z E
第三封電報(bào):J K T M P E
第四封電報(bào):D V Y P Z X

對(duì)于每封電報(bào)來(lái)說(shuō),它的第一個(gè)字母和第四個(gè)字母都是由同一個(gè)字母加密而來(lái),同樣地第二和第五個(gè)字母以及第三和第六個(gè)字母也是分別由同一個(gè)字母加密而來(lái)。比如說(shuō)在第一封電報(bào)中,字母L和R是由同一字母加密而來(lái)。這個(gè)字母之所以先被加密成L,然后又被加密成了R,是因?yàn)樵诖似陂g轉(zhuǎn)子向前轉(zhuǎn)動(dòng)了三個(gè)字母的位置。

從L和R是由同一個(gè)字母加密而來(lái)這點(diǎn),雷杰夫斯基就有了判斷轉(zhuǎn)子的初始位置的一條線索。當(dāng)轉(zhuǎn)子處于這個(gè)初始位置時(shí),字母L和R在某種意義下具有緊密的聯(lián)系。每天截獲的大量電文能夠給出許多這樣的緊密聯(lián)系,從而使雷杰夫斯基最終能夠判斷出轉(zhuǎn)子的初始位置。在上面的第二、三、四封電報(bào)中,我們看見(jiàn)M和X,J和M,D和P都有這
種聯(lián)系:

第一個(gè)字母:ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
第四個(gè)字母:___P_____M_RX_____________

如果雷杰夫斯基每天可以得到充分多的電報(bào),他就可以把上面這個(gè)關(guān)系表補(bǔ)充完整:

第一個(gè)字母:ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
第四個(gè)字母:FQHPLWOGBMVRXUYCZITNJEASDK

光憑這個(gè)對(duì)應(yīng)表格,雷杰夫斯基還是沒(méi)辦法知道當(dāng)天的通用密鑰。可是他知道,這個(gè)表格是由當(dāng)天的通用密鑰決定的,而且只由它決定。如果密鑰不同,那么這個(gè)表格也應(yīng)該不同——那么,有沒(méi)有一種辦法可以從這個(gè)對(duì)應(yīng)表來(lái)推斷出當(dāng)日的通用密鑰呢?雷杰夫斯基對(duì)這樣的
表格進(jìn)行了仔細(xì)觀察。從字母A開始看,它被對(duì)應(yīng)成F;而F在此表中又被對(duì)應(yīng)成W,接下去它被對(duì)應(yīng)成A,我們又回到了最先開始的字母,于是就有了一個(gè)字母循環(huán)圈A→F→W→A。如果考慮所有的字母,雷杰夫斯基就能寫出關(guān)于此對(duì)應(yīng)表的所有的循環(huán)圈:

A→F→W→A 3個(gè)字母
B→Q→Z→K→V→E→L→R→I→B9個(gè)字母
C→H→G→O→Y→D→P→C 7個(gè)字母
J→M→X→S→T→N→U→J 7個(gè)字母

這里我們只是考慮了第一和第四個(gè)字母形成的對(duì)應(yīng)表。同樣地對(duì)第二和第五、第三和第六個(gè)字母形成的對(duì)應(yīng)表,我們也可以寫出類似的字母循環(huán)圈。由于每天的密鑰都不同,雷杰夫斯基得到的循環(huán)圈也各不相同。

雷杰夫斯基觀察到,這些循環(huán)圈長(zhǎng)短不一。這使他有了一個(gè)重要的靈感:雖然這些循環(huán)圈是由當(dāng)日密鑰,也就是轉(zhuǎn)子的位置,它們的初始位置以及連接板上字母置換造成的,但是每組循環(huán)圈的個(gè)數(shù)和每個(gè)循環(huán)圈的長(zhǎng)度,卻僅僅是由轉(zhuǎn)子的位置和它們的初始位置決定的,和連接板上字母交換的情況無(wú)關(guān)!

假定在上面這個(gè)例子中,原來(lái)在接線板上字母S和G由一根連線相連。現(xiàn)在轉(zhuǎn)子的位置和它們的初始位置保持不變,去掉這根連線而將字母T和K連在一起,那么第一和第四個(gè)字母的對(duì)應(yīng)表就會(huì)變成
第一個(gè)字母:ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
第四個(gè)字母:FQHPLWKSBMNRXUYCZIOVJEAGDT
(原來(lái)的G對(duì)應(yīng)O,S對(duì)應(yīng)T,去掉G和S的連線后,G就對(duì)應(yīng)T,但是T被新的連線接到了K,所以G最終對(duì)應(yīng)著K。其他受影響的字母還有H、K、S、T、X、Z)。而循環(huán)圈表就變成了:

A→F→W→A 3個(gè)字母
B→Q→Z→T→V→E→L→R→I→B9個(gè)字母
C→H→S→O→Y→D→P→C 7個(gè)字母
J→M→X→G→K→N→U→J 7個(gè)字母

某些循環(huán)圈中的字母變了,但是循環(huán)圈的數(shù)目仍舊是四個(gè),每個(gè)循環(huán)圈的長(zhǎng)度也沒(méi)有改變。應(yīng)用置換變換的理論,用同一密鑰加密所產(chǎn)生的字母循環(huán)圈的數(shù)量和每個(gè)循環(huán)圈的字母數(shù)都是不變的,雷杰夫斯基可以從數(shù)學(xué)上嚴(yán)格證明這一點(diǎn)對(duì)于任何的連線變化都是成立的。 

這是一個(gè)非常重大的進(jìn)展。我們知道,如果要強(qiáng)行試遍所有的密鑰來(lái)破解密文,那得要試一億億個(gè)密鑰之多;但是ENIGMA的數(shù)量巨大的密鑰主要是由連接板來(lái)提供的,如果只考慮轉(zhuǎn)子的位置和它們的初始位置,只有105456種可能性。雖然這還是一個(gè)很大的數(shù)字,但是把所有的可能性都試驗(yàn)一遍,已經(jīng)是一件可以做到的事情了。

波蘭人按照漢斯-提羅·施密特提供的情報(bào)復(fù)制出了ENIGMA樣機(jī)。到了1934年,他們有了十幾臺(tái)波蘭造ENIGMA。雷杰夫斯基和他的同事們每天都在ENIGMA前工作,一個(gè)接一個(gè)地試驗(yàn)轉(zhuǎn)子的不同位置和初始位置,然后產(chǎn)生相應(yīng)的字母對(duì)應(yīng)表并構(gòu)造相應(yīng)的字母循環(huán)圈,并把它們記錄下來(lái)。比如說(shuō)其中的一個(gè)記錄可以是這樣的:

第一和第四字母對(duì)應(yīng)表中有4個(gè)循環(huán)圈,長(zhǎng)度分別為3,9,7,7;
第二和第五字母對(duì)應(yīng)表中有4個(gè)循環(huán)圈,長(zhǎng)度分別為2,3,9,12;
第三和第六字母對(duì)應(yīng)表中有5個(gè)循環(huán)圈,長(zhǎng)度分別為5,5,5,3,8;

當(dāng)對(duì)所有105456種轉(zhuǎn)子位置和初始位置都編好記錄以后,破譯ENIGMA生成的密文就比較容易了。首先要取得足夠的當(dāng)日電文來(lái)構(gòu)造字母對(duì)應(yīng)表并且寫出字母循環(huán)圈;然后根據(jù)循環(huán)圈的數(shù)目和它們的長(zhǎng)度從記錄表中檢索出相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)子位置和初始位置:這就是當(dāng)日的
密鑰(連接板的情況還未知)。循環(huán)圈的個(gè)數(shù)和長(zhǎng)度可以看作是這個(gè)密鑰的“指紋”——通過(guò)建立密鑰“指紋”檔案,雷杰夫斯基就能及時(shí)地把當(dāng)天的密鑰找出來(lái)。通過(guò)分離轉(zhuǎn)子的狀態(tài)和連接板的狀態(tài),雷杰夫斯基大大簡(jiǎn)化了破譯ENIGMA的工作。建立這樣一個(gè)檔案花了整整一年時(shí)間,工作相當(dāng)艱苦,有時(shí)工作人員的手指都被磨出血來(lái)。

必須指出的是,上面對(duì)雷杰夫斯基的工作的介紹是極其簡(jiǎn)單化的,只以舉例的形式介紹了其中最重要的思路。雷杰夫斯基對(duì)于ENIGMA的分析是在密碼分析史上最重要的成就之一,整個(gè)工作都是嚴(yán)格地?cái)?shù)學(xué)化了的(求解關(guān)于置換矩陣的方程),決非上面所舉例子可以包含。比如說(shuō),找到當(dāng)日密鑰中轉(zhuǎn)子狀態(tài)后,還需要找到連接板狀態(tài),才能真正譯出密文。另外,ENIGMA中轉(zhuǎn)子中的線路并非總是固定不變,雷杰夫斯基的理論允許從密文和密鑰倒推出轉(zhuǎn)子內(nèi)部的連線狀態(tài)。即便是施密特提供的情報(bào)也未明確指出轉(zhuǎn)子內(nèi)部的連線狀態(tài),雷杰夫斯基一項(xiàng)重要工作就是成功地判斷出軍用型ENIGMA的轉(zhuǎn)子上字母以字母表順序排列(ABCD……),而不是如商用型那樣(QWER……),字母以鍵盤上的順序排列。另外還要指出的是,雷杰夫斯基的同事,尤其是另兩位數(shù)學(xué)家羅佐基和佐加爾斯基在破譯工作中也作出了很重要的貢獻(xiàn)。佐加爾斯基還設(shè)計(jì)了用在紙上鉆孔的方法來(lái)迅速查詢對(duì)應(yīng)于某類字母循環(huán)圈的轉(zhuǎn)子狀態(tài)的方法。
 
在雷杰夫斯基和他的同事的努力下,波蘭情報(bào)部門在后來(lái)的幾年里成功地掌握了大量德國(guó)方面的情報(bào)。據(jù)估計(jì),在1933年1月到1939年9月這六年多的時(shí)間里,波蘭方面一共破譯了近十萬(wàn)條德方的消息,其中最重要的有德國(guó)在包括蘇臺(tái)德地區(qū)兵力重新部署的情報(bào),這對(duì)波蘭的安全是極大的威脅。對(duì)ENIGMA的破解即便在總參二局領(lǐng)導(dǎo)層內(nèi)部也屬最高機(jī)密,軍官們會(huì)收到標(biāo)有“維奇爾”(Wicher,破譯ENIGMA行動(dòng)的代號(hào))的情報(bào),他們被告知這些情報(bào)絕對(duì)可靠,但來(lái)源絕密。1934年,納粹德國(guó)元帥赫爾曼·戈林訪問(wèn)華沙,他怎么也沒(méi)有懷疑波蘭人已經(jīng)掌握了他的機(jī)密。當(dāng)他和德國(guó)高級(jí)官員向位處波蘭密碼處附近的無(wú)名戰(zhàn)士墓獻(xiàn)花圈時(shí),雷杰夫斯基正透過(guò)辦公室的窗子望著他們,心中為自己能知道他們最機(jī)密的通訊而狂喜不已。

當(dāng)?shù)聡?guó)人對(duì)ENIGMA轉(zhuǎn)子連線作出一點(diǎn)改動(dòng)以后,花了一年功夫建立起來(lái)的密鑰“指紋”檔案就變得毫無(wú)用處了。但是雷杰夫斯基和羅佐基有了一個(gè)更好的主意。他們?cè)贓NIGMA的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一臺(tái)能自動(dòng)驗(yàn)證所有26*26*26=17576個(gè)轉(zhuǎn)子位置的機(jī)器,為了同時(shí)試驗(yàn)三個(gè)轉(zhuǎn)子的所有可能位置的排列,就需要6臺(tái)同樣的機(jī)器(這樣就可以試遍所有的17576*6=105456種轉(zhuǎn)子位置和初始位置)。所有這6臺(tái)ENIGMA和為使它們協(xié)作的其他器材組成了一整個(gè)大約一米高的機(jī)器,能在兩小時(shí)內(nèi)找出當(dāng)日密鑰。羅佐基把它取名為“炸彈”(La Bomba)。“炸彈”實(shí)現(xiàn)了密碼分析機(jī)械化,它是對(duì)ENIGM機(jī)械加密的一種很自然的回應(yīng)手段。

30年代的大部分日子里,雷杰夫斯基和他的同事們不斷地從事著尋找密鑰的工作,時(shí)不時(shí)地還要修復(fù)出了故障的“炸彈”。他們不知道的是,在密碼處處長(zhǎng)格維多·蘭杰少校的抽屜里,已經(jīng)有了他們正在絞盡腦汁試圖尋找的東西。

事實(shí)上,在提供了兩份極其重要的關(guān)于ENIGMA的情報(bào)后,漢斯-提羅·施密特還在繼續(xù)向法國(guó)情報(bào)機(jī)關(guān)提供關(guān)于德國(guó)通訊的情報(bào)。在1931年后的七年中,他和法國(guó)情報(bào)人員接頭二十次,每次都提供若干德國(guó)通訊用密碼本,上面記載著一個(gè)月中每天使用的當(dāng)日密鑰。漢斯-提羅·施密特總共提供了三十八個(gè)月的密碼。蘭杰少校通過(guò)法國(guó)密碼處負(fù)責(zé)人居斯塔夫·貝特朗上尉得到了這些密碼本。如果雷杰夫斯基能夠預(yù)先知道這些密碼,無(wú)疑可以節(jié)省大量的時(shí)間,從而進(jìn)行其他的同樣十分重要的破譯工作。

但是蘭杰少校覺(jué)得雷杰夫斯基的小組應(yīng)該習(xí)慣于單獨(dú)工作,以便在將來(lái)得不到密碼本的時(shí)候,也能同樣破譯ENIGMA。我們的確不知道,如果自1931年來(lái)沒(méi)有這樣的壓力,雷杰夫斯基是否能夠有上面所述的重要工作。

波蘭密碼局的破譯能力在1938年的十二月達(dá)到了極限,德國(guó)人加強(qiáng)了ENIGMA的加密能力。每臺(tái)ENIGMA機(jī)增加了兩個(gè)可供選擇的轉(zhuǎn)子。原來(lái)三個(gè)轉(zhuǎn)子不同的排列方式有6種,現(xiàn)在從五個(gè)轉(zhuǎn)子中選取三個(gè)裝入機(jī)器中的方式達(dá)到了60種。這就意味著要達(dá)到原來(lái)的效率,“炸彈”中必須有60臺(tái)機(jī)器同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn),而不是原來(lái)的6臺(tái)。建造這樣一臺(tái)“炸彈”的價(jià)格是密碼處總預(yù)算的十五倍!在1939年一月,連接板上的連線又由六根增加到十根,這樣就只剩6個(gè)字母不會(huì)被交換。密鑰的總數(shù)達(dá)到了一萬(wàn)五千九百億億個(gè),是原來(lái)的一萬(wàn)五千九百倍。

雖然波蘭數(shù)學(xué)家們成功地推斷出了第四和第五個(gè)轉(zhuǎn)子中的連線狀態(tài),雷杰夫斯基也證明了ENIGMA并非象德國(guó)人或盟國(guó)密碼分析專家想象的那樣堅(jiān)不可破,但是他的方法終于也不適用了。這時(shí)蘭杰少校應(yīng)該從他的抽屜里拿出施密特提供的密碼本來(lái)——但是正是德國(guó)人增加轉(zhuǎn)子個(gè)數(shù)的時(shí)候,施密特停止了和法國(guó)情報(bào)部門的接頭。七年中施密特不斷地提供給波蘭人能靠自己的力量破譯的密鑰,現(xiàn)在波蘭人急需這些密鑰,他們卻再也搞不到了。

這對(duì)波蘭是一個(gè)致命的打擊。因?yàn)镋NIGMA不僅僅是德國(guó)秘密通訊的手段,更是希特勒“閃電戰(zhàn)”的關(guān)鍵。所謂的“閃電戰(zhàn)”是一種大規(guī)模快速協(xié)同作戰(zhàn),各裝甲部隊(duì)之間,它們和步兵、炮兵之間必須能夠快速而保密地進(jìn)行聯(lián)系。不僅如此,地面部隊(duì)的進(jìn)攻還必須由斯圖卡轟炸機(jī)群掩護(hù)支援,它們之間也必須有可靠的聯(lián)絡(luò)手段。閃電戰(zhàn)的力量在于:在快速的通訊保證下的快速進(jìn)攻。
 
如果波蘭不能知道德軍的通訊,那么想要抵擋德國(guó)的入侵是毫無(wú)希望的,現(xiàn)在看來(lái)這在幾個(gè)月里就會(huì)發(fā)生。1939年4月27日德國(guó)撕毀同波蘭簽訂的互不侵犯條約,侵占了蘇臺(tái)德地區(qū);在德國(guó)國(guó)內(nèi),反波蘭的聲浪不斷高漲。在此情況下,蘭杰少校決定把直到現(xiàn)在還對(duì)盟國(guó)保密的關(guān)于ENIGMA的破譯方法告訴盟國(guó)同行,以便在波蘭遭到入侵后,擁有更大人力物力財(cái)力的盟國(guó)還可以繼續(xù)對(duì)雷杰夫斯基的方法進(jìn)行研究。

6月30日,蘭杰少校致電他的英國(guó)和法國(guó)同行,邀請(qǐng)他們來(lái)華沙緊急討論有關(guān)ENIGMA的事項(xiàng)。7月24日英法密碼分析專家到達(dá)波蘭密碼處總部,全然不知波蘭人葫蘆里賣的什么藥。具有諷刺意味的是,這次會(huì)面中用來(lái)交流使用的語(yǔ)言是德語(yǔ)——這是唯一的在場(chǎng)三方所有人都懂的語(yǔ)言。蘭杰少校將他們領(lǐng)到一間房間,在那里有一個(gè)被黑布蒙住的東西,當(dāng)黑布被揭開時(shí),英法的密碼分析專家目瞪口呆。出現(xiàn)在他們眼前的是一臺(tái)雷杰夫斯基的“炸彈”。當(dāng)聽到雷杰夫斯基破譯ENIGMA的方法時(shí),他們意識(shí)到波蘭在密碼分析方面比世界上任何國(guó)家先進(jìn)至少十年。法國(guó)人尤其吃驚,他們以為他們得到的情報(bào)用處不大,所以很慷慨地把它們轉(zhuǎn)給了波蘭人,他們卻讓波蘭人一直瞞到現(xiàn)在。英法密碼分析專家對(duì)波蘭同行的感激是無(wú)以言表的,直到那時(shí),他們?cè)谄谱g德國(guó)密碼的方面毫無(wú)進(jìn)展。

蘭杰少校給英法密碼分析專家的最后驚喜是宣布贈(zèng)送給他們兩臺(tái)ENIGMA的復(fù)制品,以及“炸彈”的圖紙,它們由法國(guó)密碼處的貝特朗通過(guò)外交郵包寄往巴黎。8月19日,在橫渡英吉利海峽的渡船上有兩位看似平常的旅客:英國(guó)作家沙夏·居特。和他的太太女演員依弗娜·普林坦普斯。但是在他們的旅行箱里卻藏著當(dāng)時(shí)英國(guó)最高的機(jī)密:一臺(tái)波蘭制造的ENIGMA。為了避開無(wú)所不在的德國(guó)間諜的耳目,ENIGMA就這樣來(lái)到了英國(guó),在那里等待它的將是它的徹底滅亡。

兩星期后的1939年9月1日,希特勒發(fā)動(dòng)“閃電戰(zhàn)”入侵波蘭。9月17日,蘇聯(lián)入侵波蘭。9月28日,德軍占領(lǐng)華沙,波蘭不復(fù)存在。

四、滅亡(上)【John:粗略的看一下】

整整十三年里,英國(guó)人和法國(guó)人都以為ENIGMA是不可破譯的,波蘭人的成功重新鼓起了他們的勇氣。雖然德國(guó)人已經(jīng)加強(qiáng)了密碼機(jī)的安全性能,但是波蘭人的實(shí)踐表明,ENIGMA決非堅(jiān)不可破。波蘭密碼局的經(jīng)驗(yàn)也表明,數(shù)學(xué)家在密碼分析中能夠起到多么重要的作用。在英國(guó)密碼局(40局),以往都是由精于文字的語(yǔ)言學(xué)家或作家來(lái)?yè)?dān)
負(fù)起密碼分析的重任,此后40局開始通過(guò)局內(nèi)人際關(guān)系向牛津大學(xué)和劍橋大學(xué)招聘數(shù)學(xué)家和數(shù)學(xué)系學(xué)生。

英國(guó)的政府代碼及加密學(xué)校是40局新設(shè)的機(jī)構(gòu),它的的總部坐落在白金漢郡的布萊切利公園里,40局新招聘的密碼分析專家就在那里學(xué)習(xí)和工作。布萊切利公園的中心是一座歌特都鐸式的城堡,19世紀(jì)時(shí)由金融家赫伯特·萊昂爵士建造,GC&CS的領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)就設(shè)立在它的圖書館、寬大的餐廳以及裝飾得富麗堂皇的舞廳里。從城堡的底層望出去,外面是寬闊的花園。不過(guò)在1939年的秋天,那里的風(fēng)景可不怎么樣,花園里戳滿了新建的小木屋,那是密碼分析人員的工作場(chǎng)所,各種信息在擔(dān)負(fù)不同任務(wù)的小木屋進(jìn)進(jìn)出出。比方說(shuō),6號(hào)木屋是負(fù)責(zé)破譯德軍ENIGMA電報(bào)的,從那里出來(lái)的明文由3號(hào)木屋翻譯并進(jìn)行綜合情報(bào)分析;8號(hào)木屋專門負(fù)責(zé)對(duì)付德國(guó)海軍的ENIGMA,這是一種特別復(fù)雜的ENIGMA機(jī),和普通型不同,它有四個(gè)轉(zhuǎn)子,在這里破譯的情報(bào)由4號(hào)木屋中的情報(bào)人員翻譯和分析。一開始在布萊切利公園工作的只有大約二百人,可是到了五年后戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)束時(shí),城堡和小木屋中已經(jīng)多達(dá)七千人! 

英國(guó)數(shù)學(xué)家和其他密碼分析人員很快就掌握了波蘭人進(jìn)攻ENIGMA的技巧和方法。布萊切利公園擁有比波蘭密碼處多得多的人員和資金,所以足以對(duì)付由于德國(guó)人對(duì)ENIGMA的改動(dòng)而增加到原來(lái)十倍的破譯工作量。和在波蘭密碼處的情景一樣,布萊切利公園的男女們?nèi)找咕o張工作,為的就是找到德國(guó)人當(dāng)天的密鑰。一到午夜,轉(zhuǎn)子和連線板的設(shè)置就會(huì)變動(dòng),一切又要重新開始。

由此而破譯的情報(bào)極其珍貴。如果布萊切利公園能夠及時(shí)得到德軍的情報(bào),德國(guó)人的計(jì)劃和行動(dòng)就會(huì)暴露無(wú)遺。如果德軍計(jì)劃一次進(jìn)攻,英軍就可以采取相應(yīng)的增援或撤退措施;更妙的是,如果德國(guó)將軍在他們的電報(bào)中爭(zhēng)論己方的弱點(diǎn),英國(guó)軍隊(duì)就可以采取德國(guó)人最擔(dān)
心的計(jì)劃。1940年4月德國(guó)入侵丹麥和挪威,布萊切利公園取得了一份詳細(xì)的軍事計(jì)劃。同樣在英倫戰(zhàn)役之初,密碼分析人員準(zhǔn)確預(yù)告了德軍轟炸的準(zhǔn)確時(shí)間和地點(diǎn),并且取得了德國(guó)空軍極為寶貴的情報(bào),比如飛機(jī)的損失情況,新飛機(jī)的補(bǔ)充數(shù)量和速度等。這些情報(bào)被送往M16的總部,再由那里轉(zhuǎn)送戰(zhàn)爭(zhēng)部、空軍部和海軍部。

在掌握了波蘭人對(duì)付ENIGMA的手段后,英國(guó)密碼分析專家也開始摸索出自己獨(dú)特的方法。在正式用“炸彈”開始系統(tǒng)搜索當(dāng)日密鑰以前,他們總要試一遍“投機(jī)取巧”的門道。根據(jù)德軍通訊的規(guī)定,每一條電文都要隨機(jī)選擇三個(gè)不同的字母組合,但是在激戰(zhàn)之時(shí),德
軍指揮官經(jīng)常顧不上“隨機(jī)”,往往在鍵盤上敲上三個(gè)相鄰的字母了事,比方說(shuō)DFG或者VBN,有時(shí)甚至重復(fù)使用某三個(gè)字母的組合來(lái)當(dāng)密鑰。英國(guó)密碼分析專家把這樣的密鑰叫“西爾絲”(cillies),即三字母組合CIL的讀音。

“西爾絲”并非ENIGMA本身的弱點(diǎn),而是ENIGMA使用者的弱點(diǎn)。另一種更為嚴(yán)重的人為使用錯(cuò)誤是密鑰本編制者對(duì)密鑰使用過(guò)分嚴(yán)格的規(guī)定。為了強(qiáng)調(diào)密鑰的不可預(yù)見(jiàn)性,他們規(guī)定每天在三個(gè)放置轉(zhuǎn)子的位置上,不得有和昨天放在此位置上相同的轉(zhuǎn)子。比如說(shuō)每臺(tái)
ENIGMA機(jī)一共配備編號(hào)為1、2、3、4、5的五個(gè)轉(zhuǎn)子,而前一天所使用的轉(zhuǎn)子順序?yàn)?34,那么第二天可以使用例如215這樣的轉(zhuǎn)子順序,但是214這樣的順序是不允許的,因?yàn)楹颓耙惶煜啾容^,在第三個(gè)位置上都是4號(hào)轉(zhuǎn)子。看起來(lái)這樣交叉使用轉(zhuǎn)子是個(gè)好主意,避免了象上面所說(shuō)的重復(fù)使用某個(gè)密鑰的過(guò)失,但是如果過(guò)分強(qiáng)調(diào)這一點(diǎn),卻會(huì)使英國(guó)密碼分析專家的工作量減小一半,因?yàn)樵陂_始分析當(dāng)日密鑰前,他們就可以把所有至少有一個(gè)轉(zhuǎn)子處在前一日位置上的那些轉(zhuǎn)子的排列排除在外了。德軍密鑰編制的另一條規(guī)定是,在連接板上不允許把兩個(gè)相鄰的字母連接起來(lái)。直覺(jué)似乎告訴人們不該使用這樣簡(jiǎn)單的字母交換,但是這樣的規(guī)則搞得太嚴(yán)格過(guò)了頭,也就反而會(huì)幫對(duì)手的忙,對(duì)手根本就不用考慮這樣的可能性了。

在整個(gè)戰(zhàn)爭(zhēng)過(guò)程中,ENIGMA機(jī)被不斷改善,所以這樣的“投機(jī)取巧”也變得十分重要,密碼分析專家可以通過(guò)對(duì)密鑰的猜測(cè)來(lái)推斷出密碼機(jī)新的變動(dòng),從而相應(yīng)地改善“炸彈”的設(shè)計(jì),使用新的策略。英國(guó)人能夠在戰(zhàn)爭(zhēng)其間成功地持續(xù)破解ENIGMA密碼,和小木屋里各
種各樣不同尋常的怪才的努力分不開。他們之中有數(shù)學(xué)家,各類科學(xué)家,語(yǔ)言學(xué)家,象棋冠軍,填字游戲高手……一個(gè)難題經(jīng)常從一只手傳到另一只手,直到它最終得到解決;也有可能一個(gè)人解決一點(diǎn),再由另一個(gè)人解決另一部分……按照6號(hào)木屋的負(fù)責(zé)人戈?duì)柕恰の糊R曼的話來(lái)說(shuō),這是“一群想方設(shè)法嗅出一條線索的獵犬”。

在布萊切利公園有一大群為破譯ENIGMA作出了卓越貢獻(xiàn)的人們。但是如果只能選擇性地講述一個(gè)人的功績(jī),那么這個(gè)人無(wú)論如何應(yīng)該是阿蘭·圖靈。

{此處略去一些關(guān)于圖靈的個(gè)人經(jīng)歷,想了解的朋友可以去百度一下。}

每個(gè)邏輯學(xué)家都在苦苦思索,試圖替陷入了危機(jī)的數(shù)學(xué)找到一條出路,他們包括當(dāng)時(shí)在劍橋的貝特朗·羅素、阿爾弗雷德·懷特海、路德維格·維特根斯坦這樣著名的邏輯學(xué)家。在這種環(huán)境下,圖靈作出了他一生中最重要的科學(xué)貢獻(xiàn),在他著名的論文《論可計(jì)算數(shù)》中,他提出了日后以他名字命名的虛擬計(jì)算機(jī)器——圖靈機(jī)。

四、滅亡(中)【John:看看吧】

這是圖靈事業(yè)最為輝煌的時(shí)期,他在國(guó)王學(xué)院取得了教職,在劍橋過(guò)著平靜的學(xué)術(shù)生活。1938年迪斯尼公司著名的動(dòng)畫片《白雪公主和七個(gè)小矮人》上映,圖靈興沖沖地跑去看。在后來(lái)的一些日子里,他的同事聽見(jiàn)他不停地哼哼電影中巫婆王后泡制毒蘋果時(shí)的歌:“毒
液浸透蘋果,如睡之死滲入。”
 
圖靈喜歡他在劍橋的歲月,成功的事業(yè),活躍和寬容的環(huán)境。大學(xué)并不對(duì)同性戀大驚小怪,他可以和幾個(gè)人同時(shí)結(jié)交而不用擔(dān)心誰(shuí)在背后嘰嘰喳喳。但是在1933年他的學(xué)院生涯突然中斷了,他受代碼及加密學(xué)校的邀請(qǐng)成為一個(gè)密碼分析專家。1939年9月4日,就在首相張伯倫向德國(guó)宣戰(zhàn)的第二天,圖靈離開了劍橋,來(lái)到離布萊切利公園五公里的雪納利布魯克恩德居住。他每天騎自行車到布萊切利公園上班。因?yàn)榛加袑?duì)花粉過(guò)敏的鼻炎,圖靈就常常戴個(gè)防毒面具騎車上班,招搖過(guò)市。

在布萊切利公園里,每天他花一部分時(shí)間和其他人一樣在小木屋里進(jìn)行破譯密碼的工作,而另一些時(shí)間他就呆在被稱為“智慧水箱”,原來(lái)用來(lái)放水果的儲(chǔ)藏室里。在那里密碼分析專家思考在未來(lái)日子里有可能碰到的難題以及它們的解決方法。

直到當(dāng)時(shí),對(duì)ENIGMA的破譯都采用雷杰夫斯基的方法,即利用每條密文最開始重復(fù)的密鑰。如果此電文的密鑰為YGB,那么電文開頭就是六個(gè)由YGBYGB加密而成的字母,德國(guó)人以此來(lái)預(yù)防可能的傳送錯(cuò)誤。但是這是ENIGMA使用中的一個(gè)重大弱點(diǎn),德國(guó)人很可能會(huì)發(fā)覺(jué)這一點(diǎn)并取消這種重復(fù),這樣就會(huì)使英國(guó)密碼分析專家的破譯手段變得毫無(wú)用處。圖靈的任務(wù)就是要找到另一種不必利用重復(fù)密鑰的破譯方法。

【John:這里往下比較重要】
在分析了以前大量德國(guó)電文后,圖靈發(fā)現(xiàn)許多電報(bào)有相當(dāng)固定的格式,他可以根據(jù)電文發(fā)出的時(shí)間、發(fā)信人、收信人這些無(wú)關(guān)于電文內(nèi)容的信息來(lái)推斷出一部分電文的內(nèi)容。比方說(shuō),德國(guó)人每天的天氣預(yù)報(bào)總在早上六點(diǎn)左右發(fā)出,要是在六點(diǎn)零五分截獲了一份德國(guó)電報(bào),
它里面八成有Wetter這個(gè)詞,德文“天氣”。根據(jù)在此之前德國(guó)人天氣預(yù)報(bào)電文的死板格式,圖靈甚至能相當(dāng)準(zhǔn)確地知道這個(gè)詞具體在密文的哪個(gè)位置。這就使得圖靈想到了用“候選單詞(Cribs)”這一方法來(lái)破譯ENIGMA電文。

如果在一篇密文中,圖靈知道Wetter這個(gè)詞被加密成了ETJWPX,那么剩下的任務(wù)就是要找到將Wetter加密成ETJWPX的初始設(shè)置。如果采用一個(gè)一個(gè)試過(guò)去的暴力破解法,那就會(huì)碰到1590億種組合這個(gè)大問(wèn)題。但是雷杰夫斯基的天才思想告訴圖靈,必須把轉(zhuǎn)子位置變化造成的問(wèn)題和連接板交換字母造成的問(wèn)題分開來(lái)考慮。如果他能夠象雷杰夫斯基那樣發(fā)現(xiàn)在Cribs中某些不隨連接板上連線方式變化的特性,他就可以最多只用嘗試1054560次(60種轉(zhuǎn)子放置方法乘以17576種轉(zhuǎn)子初始位置)便可找到正確的轉(zhuǎn)子設(shè)置。

圖靈找到了這樣的特性。這是一種和雷杰夫斯基發(fā)現(xiàn)的循環(huán)字母圈類似的東西,只不過(guò)這回和重復(fù)的密鑰沒(méi)有關(guān)系,卻是基于候選單詞。假設(shè)圖靈已經(jīng)正確地猜到wetter被加密成了ETJWPX,這里就存在著一個(gè)字母循環(huán)圈:

圖靈并不清楚在密文中出現(xiàn)這個(gè)候選單詞時(shí)的轉(zhuǎn)子狀態(tài),但是假設(shè)他猜對(duì)了這個(gè)候選單詞,把這個(gè)候選單詞起始時(shí)轉(zhuǎn)子的位置記為S,那么在此時(shí)ENIGMA把w加密成了E;然后轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到下一個(gè)位置,就是S+1,ENIGMA把e加密成T;在S+2上一個(gè)不屬于這個(gè)循環(huán)的字母被加密了,這個(gè)我們暫且不去管它;接下來(lái)在S+3,ENIGMA把t加密為W。

這看起來(lái)好像還是讓人摸不著頭腦,但是圖靈想的辦法很巧妙,因?yàn)樵谶@個(gè)字母循環(huán)圈里有3個(gè)字母,所以他想像如果用3臺(tái)ENIGMA同時(shí)加密這個(gè)候選單詞,會(huì)發(fā)生些什么事。三臺(tái)ENIGMA的初始設(shè)置除了轉(zhuǎn)子位置外完全一樣,第一臺(tái)ENIGMA機(jī)的轉(zhuǎn)子初始位置被定為原來(lái)的S,而第二臺(tái)ENIGMA機(jī)的轉(zhuǎn)子初始位置卻是S+1,第三臺(tái)的轉(zhuǎn)子初始位置是S+3。當(dāng)然一開始圖靈根本就不知道這個(gè)S具體是什么(要是知道的話密碼也就破譯出來(lái)了),所以只能一個(gè)一個(gè)地試。大家可能會(huì)問(wèn),那為什么需要3臺(tái)ENIGMA呢?只要在第一臺(tái)上我們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)把wetter加密成ETJWPX的轉(zhuǎn)子位置,不就找到了密鑰嗎?

這就要考慮連接板的問(wèn)題。上面我們說(shuō)過(guò),如果只用一臺(tái)ENIGMA來(lái)試所有的密碼,我們要試的就不僅僅是所有的轉(zhuǎn)子位置,而且還要考慮所有的連接板上的連線位置,那個(gè)數(shù)目是1590億種。圖靈的絕妙主意就是用3臺(tái)ENIGMA把連接板上連線的效應(yīng)抵消掉!這樣他就只要考慮1054560種轉(zhuǎn)子位置就可以了。

圖靈把三臺(tái)ENIGMA的顯示器按下圖的方式連接起來(lái),也就是說(shuō)把第一臺(tái)ENIGMA顯示器上的E和第二臺(tái)ENIGMA顯示器上的e連起來(lái),又把第二臺(tái)上的T和第三臺(tái)上的t連起來(lái),最后把第三臺(tái)上的W和第一臺(tái)上的w連起來(lái)(注意ENIGMA上字母沒(méi)有大小寫之分,這里我們只是用大小寫來(lái)區(qū)別密文和明文)。下面的解釋聽起來(lái)稍微有一點(diǎn)復(fù)雜,最好對(duì)照著上面的圖來(lái)讀。假設(shè)連接板上有關(guān)的交換字母的連線是下面這樣的(三臺(tái)ENIGMA機(jī)上的都一樣)
E←→L1
T←→L2
W←→L3
當(dāng)然這里的L1、L2和L3都還是未知的。

現(xiàn)在假設(shè)字母w被輸入第一臺(tái)ENIGMA,它先通過(guò)連接板變成了L3,然后通過(guò)三個(gè)轉(zhuǎn)子經(jīng)過(guò)反射器,再通過(guò)三個(gè)轉(zhuǎn)子返回連接板;因?yàn)槲覀兏鶕?jù)候選單詞知道w此時(shí)會(huì)被加密成E,所以沒(méi)有經(jīng)過(guò)接線板前它一定是和E對(duì)應(yīng)的L1;L1經(jīng)過(guò)接線板變成E后,直接成了第二臺(tái)ENIGMA的輸入。提醒一下,第二臺(tái)ENIGMA的轉(zhuǎn)子位置是S+1,所以根據(jù)候選單詞知道e此時(shí)會(huì)被加密成T,我們來(lái)看看具體是怎么回事。從第一臺(tái)ENIGMA來(lái)的e通過(guò)連接板變成了L1,再通過(guò)轉(zhuǎn)子和反射器回來(lái)變成了連接板上和字母T對(duì)應(yīng)的L2;通過(guò)連接板后變成了T,然后這個(gè)T又變成第三臺(tái)ENIGMA機(jī)上的輸入t。第三臺(tái)ENIGMA機(jī)的轉(zhuǎn)子位置是S+3,這個(gè)傳送過(guò)來(lái)的t會(huì)被加密成E,具體的情況和上面第一第二臺(tái)上的類
似。我們發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在三臺(tái)ENIGMA機(jī)的線路組成了一個(gè)閉合回路,如果在里面加上一個(gè)燈泡,它就會(huì)亮起來(lái)。這個(gè)閉合回路事實(shí)上就是那個(gè)字母循環(huán)圈的形象化。很亂吧,看下圖:
①:w——連接板——L3——加密——L4——連接板——E
②:e——連接板——L1——加密——L5——連接板——T
③:t——連接板——L2——加密——L6——連接板——W(L4 5 6是假設(shè)的字母)

首先,這三臺(tái)機(jī)器的連接板設(shè)置是相同的。我們看到,①中L4經(jīng)過(guò)交換變成了E,連接板設(shè)置又相同,那么在②中輸入e也會(huì)被變成L4,那么就是L4=L1。同理可得L5=L2,L6=L1。這樣,連接板上的連線效應(yīng)被消除了。找到了轉(zhuǎn)子的初始位置S,當(dāng)然還要找到連接板上的連線,才能最終找到完整的密鑰,但是這就相當(dāng)簡(jiǎn)單了,這只是一個(gè)單表替換密碼。如果在一臺(tái)普通的ENIGMA上不接連線板,調(diào)整好找到的轉(zhuǎn)子位置,鍵入密文ETJWPX,出來(lái)的明文成了tewwer,我們馬上就知道w和t被交換了。鍵入密文的其他部分可以猜出其他字母的交換狀況。

        把候選單詞,字母循環(huán)圈和用線路連接起來(lái)的多臺(tái)ENIGMA機(jī)構(gòu)成了密碼分析的強(qiáng)大武器。而只有圖靈,這個(gè)數(shù)學(xué)虛擬機(jī)器的發(fā)明人,才能有這樣的想像力。圖靈對(duì)ENIGMA的破譯方法完全是純數(shù)學(xué)和理論性的。他的理論研究已經(jīng)完全可以讓工程師來(lái)實(shí)際造出這樣一臺(tái)機(jī)器了。

布萊切利公園得到十萬(wàn)鎊的經(jīng)費(fèi)來(lái)研制這種機(jī)器,綽號(hào)仍叫“炸彈”(bombe)。每個(gè)“炸彈”里都有十二組轉(zhuǎn)子(因?yàn)楦鶕?jù)上面的分析,顯示器,連接板實(shí)際上都沒(méi)必要存在了。而上面的例子里只要三臺(tái)ENIGMA的原因是字母循環(huán)圈的長(zhǎng)度是3,十二組轉(zhuǎn)子的目的就是要攻擊更長(zhǎng)的字母循環(huán)圈)。一臺(tái)這樣的“炸彈”高兩米長(zhǎng)兩米寬一米。圖靈的研究于1940年初完成,機(jī)器由英國(guó)塔布拉丁機(jī)械廠制造。

圖靈的發(fā)明贏得了他在布萊切利公園的同事的尊敬,大家把他看做是超群的密碼分析專家。他的一位同事彼得·希爾頓回憶道:“圖靈毫無(wú)疑問(wèn)是個(gè)天才,而且是個(gè)極近人情的天才。他總是愿意花費(fèi)時(shí)間和精力來(lái)解釋他的想法。這不是一個(gè)鉆在狹窄領(lǐng)域里的專家,他的思想遍布科學(xué)的許多領(lǐng)域。”

當(dāng)然圖靈的工作在布萊切利公園之外是絕對(duì)機(jī)密,就連他的父母都不知道他在干破譯密碼的工作,因?yàn)樗侨?guó)最厲害的密碼分析專家。有一次去看他母親時(shí)圖靈提到過(guò)他正在為軍事部門工作,但是沒(méi)有透露其他風(fēng)聲。他母親在意的是他兒子剃的頭很難看。雖然領(lǐng)導(dǎo)
布萊切利公園的是些軍人,不過(guò)他們也知道在生活細(xì)節(jié)上不能對(duì)這些知識(shí)分子嚴(yán)格要求,在這方面都是睜眼閉眼。圖靈就經(jīng)常不刮臉,穿著皺皺巴巴的衣服,指甲又長(zhǎng)又黑。但是軍隊(duì)沒(méi)有過(guò)問(wèn)圖靈的同性戀,是因?yàn)樗麄儾恢椤2既R切利公園的退伍軍人杰克·古德后來(lái)說(shuō):“幸虧布萊切利公園的負(fù)責(zé)人不知道圖靈是個(gè)同性戀,否則的話,我們就會(huì)打敗這場(chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)。”

1940年3月14日第一臺(tái)“炸彈”運(yùn)抵布萊切利公園。可是它運(yùn)行得太慢,有時(shí)要一個(gè)星期才找得到一個(gè)密鑰。工程師們花了很大的努力來(lái)改善“炸彈”的設(shè)計(jì),然后開始制造新的“炸彈”,這又花了四個(gè)月時(shí)間。但是在5月10日,最令英國(guó)密碼分析專家擔(dān)心的事情發(fā)生了,
德國(guó)人改變了密碼傳遞規(guī)則,他們的密鑰不再重復(fù),這使得布萊切利公園破譯的電文量急劇下降。幸運(yùn)的是,改進(jìn)以后的“炸彈”在8月8日到達(dá),而且這次它運(yùn)行得很好。在接下來(lái)的八個(gè)月里,十五臺(tái)新“炸彈”在布萊切利公園里轟然作響。一般上一臺(tái)“炸彈”可以在一小時(shí)里找到一個(gè)密鑰。
 
但是并非有了“炸彈”就萬(wàn)事大吉了。在讓它運(yùn)行之前還有許多困難要克服。比如說(shuō)使用“炸彈”前先要找到一個(gè)候選單詞。但是密碼分析人員不能保證他猜的詞一定在電報(bào)的明文中;就算猜對(duì)了,要把候選單詞所在的位置正確地找出來(lái)也不是一件容易的事情,很有可能他猜到了電文中的一整句話,但是把這句話的位置搞錯(cuò)了,那“炸彈”也就白白運(yùn)行了。密碼分析人員找到了一些技巧,比如說(shuō),他知道下面“wetterbullsechs”一定在電文明文中,但是具體位置卻只知道個(gè)大概。于是他猜想密文和明文的對(duì)應(yīng)是:

候選單詞:etterbullsechsw
密文:IPRENLWKMJJSXCPLEJWQ

在介紹ENIGMA的構(gòu)造時(shí)我們知道,由于反射器的作用,一個(gè)字母從來(lái)也不會(huì)被加密成它本身。所以上面的候選單詞所對(duì)應(yīng)的位置一定是不對(duì)的,因?yàn)榈诙€(gè)字母e被對(duì)應(yīng)到E上了。解決方法可以是慢慢地移動(dòng)候選單詞,看看是否每個(gè)字母都對(duì)應(yīng)一個(gè)和自己不同的字母。比如把上面例子中的候選單詞向右移動(dòng)一位,變成

候選單詞:wetterbullsechs
密文:IPRENLWKMJJSXCPLEJWQ

現(xiàn)在就符合要求了,所以此時(shí)才可以讓“炸彈”去試試它的威力。

英國(guó)領(lǐng)導(dǎo)高層當(dāng)然非常注重密碼分析工作,溫斯頓·丘吉爾親自訪問(wèn)了布萊切利公園,他把這幫具有稀奇古怪才能的密碼分析專家稱為“從不呱呱叫的下金蛋的鵝”。在圖靈和他的同事的努力和丘吉爾的親自過(guò)問(wèn)下,布萊切利公園解決了經(jīng)費(fèi)和人員缺乏的困難。到1942年底,密碼局擁有49臺(tái)“炸彈”,密碼分析人員的隊(duì)伍也在不斷擴(kuò)大。事實(shí)證明玩填字游戲的高手往往會(huì)成為密碼分析的高手,英國(guó)情報(bào)部門甚至在報(bào)紙上登出填字游戲來(lái)招聘新的密碼分析人員。

四、滅亡(下)【John:沒(méi)什么特別重要的了,都看到這了,了解一下吧】

在前面的記述中讀者似乎會(huì)有這樣一種感覺(jué),所有的ENIGMA機(jī)都是一樣的,而密碼分析人員在找到破譯的方法以后每天按部就班地進(jìn)行破譯工作。但事實(shí)上,德軍內(nèi)部有好幾個(gè)不同的通訊網(wǎng)絡(luò),比如說(shuō),在北非的德軍就有自己的一套通訊網(wǎng),他們的密碼本和在歐洲的德軍網(wǎng)絡(luò)不同,德國(guó)空軍也有自己的通訊網(wǎng)絡(luò)。某些通訊網(wǎng)絡(luò)的保密性要強(qiáng)于其他的,而德國(guó)海軍通訊網(wǎng)的保密性是最強(qiáng)的,它使用的ENIGMA機(jī)是經(jīng)過(guò)強(qiáng)化特制的,它有八個(gè)轉(zhuǎn)子可供選擇,這樣轉(zhuǎn)子的初始位置數(shù)就幾乎是五個(gè)轉(zhuǎn)子情況的六倍,于是布萊切利公園破譯它所需要花費(fèi)的時(shí)間也幾乎是普通情況的六倍。另外海軍用的ENIGMA機(jī)的反射器是可以轉(zhuǎn)動(dòng)的,于是密鑰的可能性就是原來(lái)的二十六倍。有一些海軍型ENIGMA機(jī)甚至有四個(gè)轉(zhuǎn)子。德國(guó)海軍為了加強(qiáng)通訊保密性,甚至取消使用固定的信件格式,這樣就使圖靈的“候選單詞”法極難被使用。另外它的每條電文的密鑰也以一種不同于平常的方式傳送。

德國(guó)空軍和陸軍的ENIGMA密文都能比較順利地被破譯,但是德國(guó)海軍的這些保密措施使得英國(guó)密碼分析人員在破譯電文時(shí)遇到極大的困難。在大西洋海戰(zhàn)中這使英國(guó)付出了極大的代價(jià)。德國(guó)海軍元帥鄧尼茨使用“狼群戰(zhàn)術(shù)”來(lái)對(duì)付英國(guó)的海上運(yùn)輸線。首先,德軍眾多
的潛艇分散在大西洋廣闊的海域中,試圖尋找合適的目標(biāo);如果其中有一艘潛艇發(fā)現(xiàn)目標(biāo),它就會(huì)通知其它潛艇趕來(lái)增援;一旦在此海區(qū)中潛艇數(shù)量足夠,它們就向目標(biāo)發(fā)動(dòng)進(jìn)攻。很顯然,在這種需要高度協(xié)作的戰(zhàn)術(shù)中,保密和快速的通訊起著決定性的作用,而如果英國(guó)方
面不能及時(shí)破譯這些通訊內(nèi)容,所遭受的打擊是毀滅性的。

當(dāng)時(shí)歐洲大陸盡陷納粹魔掌,英國(guó)抗戰(zhàn)所必需的食品彈藥幾乎完全依靠從大西洋上運(yùn)來(lái)的美國(guó)援助。如果盟軍不能知道德軍潛艇在汪洋大海中的位置,那么就不能有效地對(duì)付狼群戰(zhàn)術(shù),也就不可能有一條安全的運(yùn)輸線。在1940年6月到1941年6月一年間,盟軍平均每月?lián)p失五十艘船只,而且建造新船只的能力已經(jīng)幾乎不能夠跟上損失的步伐;與此相聯(lián)系的還有巨大的人命損失——在戰(zhàn)爭(zhēng)中有高達(dá)五萬(wàn)名水手葬身大西洋底。英國(guó)面臨在大西洋海戰(zhàn)中失敗的危險(xiǎn),而在大西洋海戰(zhàn)中失敗,也就意味著在整個(gè)戰(zhàn)爭(zhēng)中失敗。

即使在破譯密碼這樣的所謂“數(shù)學(xué)家的戰(zhàn)爭(zhēng)”中,軍事和間諜手段也是必不可少的,漢斯-提羅·史密特的情況已經(jīng)足夠說(shuō)明問(wèn)題了。如果布萊切利公園不能用破譯的手段來(lái)取得密鑰,那么間諜、滲透以致于竊取等手段也成為必需。英國(guó)皇家空軍有時(shí)采取一種名叫“播種”
的手段來(lái)幫助取得布萊切利公園破譯密鑰所需的“候選單詞”。空軍在某個(gè)特定的海區(qū)布撒水雷,迫使在附近的德國(guó)艦艇向其他艦艇發(fā)送有關(guān)雷區(qū)的情報(bào),這個(gè)情報(bào)里必定包含著對(duì)此雷區(qū)所在方位等的描述,而這是英國(guó)人早已知道的,于是從中就可以確定“候選單詞”。但是
為了避免德國(guó)人的疑心,這樣的花招不能時(shí)時(shí)使用,所以還需要許多其他的方式。

當(dāng)時(shí)在英國(guó)情報(bào)部門工作的揚(yáng)·弗萊明,也就是后來(lái)大名鼎鼎的007系列小說(shuō)的作者,甚至策劃了這樣一個(gè)代號(hào)“殺無(wú)赦”的計(jì)劃:在英吉利海峽中讓一架被俘的德軍轟炸機(jī)在一艘德國(guó)艦艇附近墜毀,等到德國(guó)艦艇趕來(lái)救援時(shí),機(jī)上假扮成德國(guó)飛行員的英國(guó)諜報(bào)人員趁機(jī)混上德國(guó)艦艇以竊取密碼本。這個(gè)幾乎是瘋狂的計(jì)劃最后由于種種原因而沒(méi)有實(shí)行。

除了要獲得密碼本外,了解德國(guó)海軍特制ENIGMA機(jī)尤其是它的轉(zhuǎn)子線路無(wú)疑也是破譯密碼所必需的。1940年2月德國(guó)潛艇U-33在蘇格蘭附近海面被擊沉,英國(guó)情報(bào)部門因此能獲得海軍用ENIGMA機(jī)上的三個(gè)轉(zhuǎn)子,使得密碼分析人員能對(duì)這種特別的ENIGMA機(jī)有所了解并對(duì)截獲的密文作部分的破解;同年4月在挪威,盟軍俘獲了一條德國(guó)拖撈船,從上面取得了幾份關(guān)于ENIGMA的資料并送交圖靈研究。但是在還沒(méi)有取得任何進(jìn)展之前,德國(guó)人就改換了轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu),密文重新又變得牢不可破了。1941年3月4日在盟軍特種兵對(duì)挪威羅弗敦群島的突襲中繳獲了兩臺(tái)海軍用ENIGMA機(jī),于是盟國(guó)重新能夠部分破譯德海軍情報(bào)。幸運(yùn)的是這一次鄧尼茨元帥相信了他的密碼專家的夸口,認(rèn)為ENIGMA不可破譯,沒(méi)有再次改變密碼機(jī)的設(shè)置。

1941年春天,布萊切利公園的一位密碼分析人員哈里·辛斯利意識(shí)到,在德軍的氣象船和補(bǔ)給船和德國(guó)海軍使用的是同一套ENIGMA系統(tǒng)。問(wèn)題在于要周密計(jì)劃俘獲這些船只取得密碼本而不使德國(guó)海軍指揮部起疑心。5月7日,在一次高度機(jī)密的行動(dòng)中,英國(guó)皇家海軍俘獲了德國(guó)氣象船慕尼黑號(hào),取得了六月份的密碼本。兩天后在一次巧遇中英國(guó)驅(qū)逐艦迫使德國(guó)潛艇U-110浮出水面,由于德國(guó)人以為潛艇很快就要沉沒(méi),他們沒(méi)有及時(shí)銷毀艇上的ENIGMA機(jī)和密碼本。在六月份英軍又俘獲了一艘德軍氣象船勞恩堡號(hào),取得六月和七月的密碼本。這些進(jìn)展使得布萊切利公園對(duì)海軍型ENIGMA機(jī)有了比較充分的了解。雖然直至戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)束,德國(guó)人仍不時(shí)改進(jìn)他們的加密系統(tǒng),但是英國(guó)方面一般來(lái)說(shuō)總能用各種方法跟進(jìn),包括上面所說(shuō)的軍事和間諜手段,或者提高“炸彈”的數(shù)量和威力,密碼分析人員的經(jīng)驗(yàn)也不斷增加。雖然如此,這樣的變化總會(huì)為密碼破譯帶來(lái)暫時(shí)的困難,從而可能遭遇嚴(yán)重的問(wèn)題,比如北冰洋航線上PQ17運(yùn)輸輪沉沒(méi)的嚴(yán)重?fù)p失。最大的此類危機(jī)發(fā)生在1942年2月1日,德軍潛艇通訊網(wǎng)開始使用前面提到的四轉(zhuǎn)子ENIGMA,新增加的這個(gè)轉(zhuǎn)子使得盟軍的損失大量增加。但是由于同時(shí)期美國(guó)開始參戰(zhàn),德軍潛艇在美國(guó)東海岸的頻頻得手避免了德軍總部把近期的勝利和增加轉(zhuǎn)輪一事聯(lián)系起來(lái)。

無(wú)論如何,通過(guò)軍事、情報(bào)當(dāng)然還有密碼分析人員的努力,盟軍終于能夠了解德國(guó)“狼群”的位置,從而為運(yùn)輸船隊(duì)選擇一條安全的航線,不僅如此,英國(guó)海軍的驅(qū)逐艦甚至還能主動(dòng)出擊,尋找德軍潛艇并將其擊沉。但是這里還是存在著如何恰到好處地使用所得到的情
報(bào),以免德軍總部懷疑他們的最高機(jī)密已被破譯的問(wèn)題。正所謂兵不厭詐。通過(guò)對(duì)ENIGMA的破譯,盟軍能夠知道德國(guó)潛艇的位置,但是擊沉所有這些潛艇是愚蠢的,因?yàn)橥蝗簧叩膿p失不可避免地會(huì)使德國(guó)人猜測(cè)到他們的通訊并不安全。所以盟軍經(jīng)常放掉一些已經(jīng)到手的
肥肉,只攻擊那些被偵查機(jī)發(fā)現(xiàn)的潛艇,當(dāng)然盟軍也會(huì)發(fā)出一些假的偵查到潛艇的消息來(lái)掩蓋隨之而來(lái)的攻擊。有一次布萊切利公園破譯了一條電文,其中有九條德國(guó)油輪的方位,為了避免德國(guó)人起疑心,英國(guó)海軍總部決定只進(jìn)攻其中的七條油輪。這七條油輪沉沒(méi)后,對(duì)破
譯ENIGMA和需要保持秘密一事一無(wú)所知的皇家海軍艦隊(duì)“不幸”恰好又碰上了另兩條倒霉鬼,于是也將它們送入了海底。在柏林德國(guó)人為此事進(jìn)行了調(diào)查,但是他們的疑心集中在這是一次偶然的事件,還是由于英國(guó)諜報(bào)人員的滲透,沒(méi)有人懷疑這是英國(guó)人破譯ENIGMA所取得的勝利。

布萊切利公園所破譯的不僅僅是德國(guó)的ENIGMA密碼,在戰(zhàn)爭(zhēng)期間他們同樣破譯了意大利和日本的密碼系統(tǒng),這三方面的情報(bào)來(lái)源被冠以“Ultra”的代號(hào),意為“絕密”。通過(guò)Ultra提供的情報(bào),盟軍在戰(zhàn)場(chǎng)上取得了明顯優(yōu)勢(shì)。在北非,Ultra使得盟軍能夠切斷德軍的供給
線,得到隆美爾將軍部隊(duì)的情報(bào),使第八軍團(tuán)成功抵御了德軍的攻擊;在德軍進(jìn)攻希臘的戰(zhàn)役中,依靠Ultra英軍成功撤退避免了大量傷亡;Ultra提供了敵軍在地中海地區(qū)的詳細(xì)分布情報(bào),這對(duì)盟軍1943年在意大利和西西里登陸至關(guān)重要。

但是最重要的是,Ultra在盟軍諾曼底登陸中起了不可磨滅的作用。在登陸前的幾個(gè)月里,依靠Ultra,盟軍獲得了德軍在法國(guó)沿海的布防的詳細(xì)情報(bào),從而能夠及時(shí)地針對(duì)敵軍的虛實(shí)強(qiáng)弱之處改進(jìn)登陸計(jì)劃。 

五、尾聲【John:累了就不看這個(gè)了】

戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)束后,布萊切利公園的秘密卻仍不能被公之于眾,英國(guó)人想繼續(xù)利用他們?cè)谶@一領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)。他們把在戰(zhàn)爭(zhēng)中繳獲的數(shù)以千計(jì)的ENIGMA機(jī)分發(fā)到英國(guó)原殖民地,那里的政府仍舊以為ENIGMA是堅(jiān)不可破的。

布萊切利公園的密碼學(xué)校被關(guān)閉了,“炸彈”被拆毀,和戰(zhàn)時(shí)密碼分析和破譯工作有關(guān)的檔案資料有的被銷毀,其他的都被封存,嚴(yán)密地看護(hù)起來(lái)。在幾千名原來(lái)的工作人員中,有一些成員得以繼續(xù)為軍方新的密碼分析機(jī)構(gòu)工作,但是大多數(shù)人都被遣散,轉(zhuǎn)回了原來(lái)的
平民身份。他們宣誓對(duì)在布萊切利公園的經(jīng)歷保守秘密。

從戰(zhàn)場(chǎng)上回來(lái)的老戰(zhàn)士們可以自豪地談?wù)撍麄冊(cè)诙?zhàn)中的戰(zhàn)斗經(jīng)歷,但是在布萊切利公園工作過(guò)的人們卻不得不隱瞞自己在戰(zhàn)爭(zhēng)中為國(guó)家作出的貢獻(xiàn)。一位曾在6號(hào)小木屋中工作過(guò)的年輕密碼分析專家甚至收到了一封他早年所在的中學(xué)的老師寄來(lái)的信,責(zé)罵他在戰(zhàn)爭(zhēng)中逃避戰(zhàn)斗的懦夫行為。

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的沉默后,直到1967年,波蘭出版了第一本關(guān)于波蘭在破譯ENIGMA方面的工作的書;1970年一名原德軍海軍情報(bào)人員出版了一本有關(guān)書籍;1973年貝特朗上校出版了關(guān)于波蘭和法國(guó)在二戰(zhàn)初期破譯ENIGMA密碼方面的工作的書。最后打破沉默的是英國(guó)人。原布萊切利公園負(fù)責(zé)Ultra情報(bào)分配工作的溫特伯坦姆上校向英國(guó)政府寫信,要求將這些秘密公之于眾,因?yàn)榇藭r(shí)世界上已經(jīng)沒(méi)有哪一個(gè)政府使用ENIGMA加密了,所以也已經(jīng)完全沒(méi)有必要再對(duì)破譯ENIGMA一事保密。在戰(zhàn)爭(zhēng)中為國(guó)家作出貢獻(xiàn)的人們的功績(jī)應(yīng)該受到應(yīng)有的承認(rèn)。經(jīng)過(guò)溫特伯坦姆的努力,英國(guó)政府終于同意了他的請(qǐng)求。1974年夏,溫特伯坦姆寫的《超級(jí)機(jī)密》一書出版,使外界廣泛知道了二戰(zhàn)中默默工作的密碼分析專家的豐功偉績(jī)。原布萊切利公園的工作人員因此知道他們不用再為自己在二戰(zhàn)中的經(jīng)歷保守秘密了,他們的貢獻(xiàn)也為世人所稱贊。

對(duì)溫特伯坦姆的書最感吃驚的也許就是雷杰夫斯基,這位首先發(fā)現(xiàn)ENIGMA弱點(diǎn)的波蘭英雄了。1939年9月1日德軍入侵波蘭后,在法國(guó)密碼處的貝特朗少校的指揮下,他和另兩位為破譯ENIGMA作出巨大貢獻(xiàn)的波蘭數(shù)學(xué)家羅佐基和佐加爾斯基帶著他們的機(jī)器逃往羅馬尼亞,從那里穿越南斯拉夫和意大利的邊界到達(dá)法國(guó)巴黎。他們成立了Z小組,在法國(guó)維希繼續(xù)進(jìn)行ENIGMA的破譯和“炸彈”的改進(jìn)工作。在那里他們獨(dú)立工作了兩年之久,破譯了九千條以上的德軍情報(bào),許多情報(bào)導(dǎo)致了德軍在南斯拉夫,希臘和蘇聯(lián)的慘敗,也有力地支援了盟軍開辟北非戰(zhàn)場(chǎng)的計(jì)劃。

1941年下半年,羅佐基穿越地中海到法屬阿爾及利亞,為設(shè)在那里的一個(gè)Z小組的ENIGMA監(jiān)聽站工作。1942年1月9日,羅佐基搭乘Lamoriciere號(hào)返回法國(guó),在回程中客船在Balearic島附近撞上了一個(gè)水下不明物體(礁石或水雷),羅佐基和船上的221名乘客一起遇難,同時(shí)遇難的包括另兩名的密碼分析專家。

遭到入侵后的法國(guó)變得越來(lái)越危險(xiǎn),德國(guó)人密切監(jiān)視著維希,Z小組決定逃離法國(guó)。1942年11月9日,就在盟軍在北非登陸的次日,兩位波蘭數(shù)學(xué)家開始繼續(xù)他們的流亡。1943年1月29日,他們從比利牛斯山脈穿過(guò)法國(guó)西班牙邊境,不幸被西班牙安全警察逮捕,投入了難民營(yíng)。在那里他們始終沒(méi)有向其他人透露過(guò)他們的真實(shí)身份。五月份他們被釋放,前往葡萄牙直布羅陀,在那里乘船,終于到達(dá)英國(guó)。在那里他們進(jìn)行另一種德軍密碼SS碼的分析工作。雖然英國(guó)人知道他們對(duì)破譯ENIGMA作出的杰出貢獻(xiàn),卻寧可把他們排除在破譯ENIGMA的重要工作以外。

佐加爾斯基從此留在了英國(guó),戰(zhàn)后在巴特爾西技術(shù)學(xué)院任教,于1978年在普利茅茨去世。雷杰夫斯基戰(zhàn)后回到了波蘭,西班牙的難民營(yíng)使他患上了風(fēng)濕癥。在波茲南大學(xué)他擔(dān)任不重要的行政工作,直到1967年退休。溫特伯坦姆的書使他第一次得知,他對(duì)ENIGMA的攻擊方法是整個(gè)二戰(zhàn)期間盟軍破譯德軍ENIGMA碼的基石。1980年雷杰夫斯基去世,享年75歲。

對(duì)于許多人來(lái)說(shuō),他們沒(méi)有雷杰夫斯基那樣幸運(yùn),這本書也許出版得太晚了。鄧尼森是布萊切利公園第一任主任,在他去世后多年,他的女兒收到了他原來(lái)的同事的一封信:“你父親是一個(gè)偉大的人,很長(zhǎng)的時(shí)間里,如果不是永遠(yuǎn)的話,所有說(shuō)英語(yǔ)的人都欠著他一份債。只有很少的人知道他做了什么,這真是令人傷感的事情。”

2000年7月17日,波蘭政府向雷杰夫斯基、羅佐基和佐加爾斯基追授波蘭最高勛章。波蘭總理布澤克在儀式上發(fā)表講話指出:“對(duì)許多人來(lái)說(shuō),ENIGMA的破譯是對(duì)盟軍在二戰(zhàn)中勝利的最大貢獻(xiàn)。”

值得一提的是,即使是在關(guān)于ENIGMA的秘密被公之于眾后,在非常長(zhǎng)的一段時(shí)間里,波蘭數(shù)學(xué)家在這方面的重大貢獻(xiàn)沒(méi)有得到應(yīng)有的承認(rèn)。大量的書籍和資料(包括溫特伯坦姆的書,以及大英百科全書)把破譯ENIGMA的功勞完全歸于英國(guó)密碼分析機(jī)構(gòu),對(duì)于波蘭人在此事中所起作用不置一詞。波蘭的密碼分析專家從未受到過(guò)盟國(guó)(美英法)的表彰。長(zhǎng)期以來(lái)這使波蘭對(duì)英國(guó)耿耿于懷。

具有諷刺意味的是,當(dāng)2000年好萊塢影片《U-571》上映時(shí),遭到了大量英國(guó)輿論的批評(píng)。影片描述了美國(guó)海軍機(jī)智勇敢地奪取德國(guó)潛艇上ENIGMA機(jī)的故事。英國(guó)輿論認(rèn)為,首先從德國(guó)潛艇上奪取ENIGMA機(jī)的是英國(guó)皇家海軍,美國(guó)人這樣做是把他人之功據(jù)為己有。

2000年9月英國(guó)約克公爵安德魯王子在訪問(wèn)波蘭時(shí),代表英國(guó)政府將一臺(tái)從德國(guó)潛艇上繳獲的ENIGMA機(jī)贈(zèng)送給波蘭,表示對(duì)波蘭在破譯ENIGMA密碼中作出的貢獻(xiàn)的感謝。在演講中他說(shuō):“如果沒(méi)有波蘭數(shù)學(xué)家的發(fā)現(xiàn),ENIGMA密碼可能不能被破譯。”波蘭總理布澤克對(duì)英國(guó)正式承認(rèn)是由波蘭人首先破譯ENIGMA的態(tài)度表示“非常滿意”,同時(shí)也希望能夠早日改寫大英百科全書中的有關(guān)條目。在1999、2000和2001年,在布萊切利公園都舉行“波蘭日”的紀(jì)念活動(dòng)以紀(jì)念波蘭數(shù)學(xué)家的貢獻(xiàn)。

2001年4月21日,雷杰夫斯基、羅佐基和佐加爾斯基紀(jì)念基金在波蘭華沙設(shè)立,基金會(huì)在華沙和倫敦設(shè)置了紀(jì)念波蘭數(shù)學(xué)家的銘牌。2001年7月,基金會(huì)在布萊切利公園安放了一塊基石,上面刻著丘吉爾的名言:“在人類歷史上,從未有如此多的人對(duì)如此少的人欠得如此多。”這當(dāng)然是為了紀(jì)念所有在破譯ENIGMA的行動(dòng)中做出貢獻(xiàn)的人們。

阿蘭·圖靈沒(méi)有能活到看見(jiàn)自己在破譯ENIGMA中作出的巨大貢獻(xiàn)為人所知的這一天,沒(méi)有看到人們?yōu)榇讼蛩纳钌罹匆狻T谒暮髞?lái)的時(shí)光,他并沒(méi)有被看做一個(gè)英雄,而是因他的性傾向而飽受騷擾糾纏。1952年因被小偷入室行竊,他向警察報(bào)了案,但是不通世事使他忘了向警察掩蓋他和另一位男士同居的事實(shí)。1952年3月31日?qǐng)D靈被警方逮捕,被以“有傷風(fēng)化”罪的罪名起訴,并被判為有罪。在整個(gè)過(guò)程中他不得不忍受報(bào)紙對(duì)他的案件的公開報(bào)道。

他的性傾向被大眾所知,私生活被曝于光天化日之下,政府取消了他在情報(bào)部門的工作,也不允許他繼續(xù)進(jìn)行可編程計(jì)算的研究。在入獄和治療兩者之間,圖靈選擇了注射激素和心理療法,來(lái)治療所謂的“性欲倒錯(cuò)”。此后圖靈開始研究生物學(xué)、化學(xué)。由于這些“治療”,他的脾氣變得躁怒不安,性格更為陰沉怪僻,生理方面也出現(xiàn)了異常。1954年6月8日,人們?cè)谒脑⑺l(fā)現(xiàn)了他的尸體。當(dāng)代最偉大的頭腦之一,就這樣在四十二歲時(shí)離開了這個(gè)世界。今天,信息科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)最重要的獎(jiǎng)項(xiàng)被命名為“圖靈獎(jiǎng)”。

那天當(dāng)人們發(fā)現(xiàn)圖靈時(shí),在他的床頭有一個(gè)咬了幾口的蘋果。尸體解剖表明是氰化物致死。在1954年6月7日的那個(gè)晚上,也許圖靈耳邊又回響起了二十年前的那首歌:“毒液浸透蘋果,如睡之死滲入。”
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  • 1: 非常好的資料

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| 樓主| 發(fā)表于 2010-7-16 14:57:05
回復(fù)  1樓  16253234

這個(gè)弄了好久、、估計(jì)也沒(méi)幾個(gè)人會(huì)讀、、自己搶個(gè)沙發(fā) 、、、累死了、、、
| 發(fā)表于 2010-7-16 15:39:59
恩....先看了三分之一、、、、剩下的慢慢看、、、
| 發(fā)表于 2010-7-16 17:11:27
弱弱的問(wèn)一下~這是不是以前的加密器和解密器啊~
| 發(fā)表于 2010-7-16 17:17:18
太長(zhǎng)了,還是收藏了慢慢看吧!隱藏部分看看!
| 發(fā)表于 2010-7-16 19:11:29
好長(zhǎng)哪。鼠標(biāo)拖了好幾次。先謝LZ
| 發(fā)表于 2010-7-17 12:32:21
該貼頂?shù)娜嗽趺瓷伲琷ohn在下來(lái)看看
| 樓主| 發(fā)表于 2010-7-19 12:56:43
弱弱問(wèn)下有沒(méi)有人看完了
| 發(fā)表于 2010-7-19 15:40:57
沒(méi)看完、、、先收藏慢慢看、、
| 發(fā)表于 2010-7-22 13:25:11
太長(zhǎng)了,慢慢看吧
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