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恩尼格玛密码机被破解(恩尼格玛密码机原理)

恩尼格玛密码机被破解(恩尼格玛密码机原理)优雅静谧的布莱奇利庄园,是二战时期,英国破译德国密码的基地。恩尼格玛密码机被破解(恩尼格玛密码机原理)在这座神秘的庄园里,以图灵为代表的密码专家们日夜奔忙,成功破解了德国纳粹奉若神明的“恩尼格玛”密码机,为盟军决策提供了极为重要的情报。在伦敦郊外,一片绿树丛之中,有一个神秘的庄园,它就是距离伦敦西北部,大约50英里白金汉郡的布莱奇利庄园。这是一座小型的乡村庄园,庄园的中心是一幢糅合

优雅静谧的布莱奇利庄园,是二战时期,英国破译德国密码的基地。

恩尼格玛密码机被破解(恩尼格玛密码机原理)

恩尼格玛密码机被破解(恩尼格玛密码机原理)

在这座神秘的庄园里,以图灵为代表的密码专家们日夜奔忙,成功破解了德国纳粹奉若神明的“恩尼格玛”密码机,为盟军决策提供了极为重要的情报。

在伦敦郊外,一片绿树丛之中,有一个神秘的庄园,它就是距离伦敦西北部,大约50英里白金汉郡的布莱奇利庄园。

这是一座小型的乡村庄园,庄园的中心是一幢糅合了维多利亚哥德式、都铎式和荷兰巴洛克式的建筑,它是由19世纪的金融家赫伯特·莱昂爵士建造的。

1938年6月9日,休·辛克莱出资6000英镑(约合现在的27.5万英镑)买下了这里。

布莱奇利庄园拥有维多利亚式的建筑风格和优雅静谧的环境,的确是一处绝佳的世外桃源。

但辛克莱购得这处物业却另有打算。原来,从1937年起,辛克莱就坚信“战争不可避免”。因此,他便启动了政府代码和密码学校的扩展计划。

很快,政府代码和密码学校的主要负责人阿拉斯泰尔·丹尼斯顿中校得到辛克莱指示,采用正确的招生方式招收优秀的学生,以便在战争爆发时能够加强政府代码和密码学校的力量。

人员的增加以及该项工作保密性的要求,必须更换一个更大、更隐蔽的办公地点。

购买布莱奇利庄园显然是辛克莱的战略考虑,因为从卡明时代开始,秘密情报局就有了这个传统,那就是自掏腰包开展情报活动。

从后来的物业交易文件看,辛克莱本人是该庄园的唯一所有者。但是,在他1939年11月去世后,他的两个儿子只各分得了3500英镑,而辛克莱的妹妹伊芙琳则继承了他剩余的财产,总价值达21391英镑。

到1940年4月时,伊芙琳作为已故休·辛克莱爵士的私人代表,她将布莱奇利庄园以10先令的价格转让给威廉·雷德利和珀西·斯坦利·塞克斯(秘密情报局的财务官员)。

1947年3月,塞克斯和雷德利又以10先令将布莱奇利庄园转让给了英国建筑工程部,所有这些事实,都有力地证明,当初,这个庄园的购买费用,很可能是来自秘密情报局。

1938年9月29日,英、法、德、意四国首脑张伯伦、达拉第、希特勒、墨索里尼在慕尼黑会晤,经过九个小时的协商,当晚,会议签署了臭名昭著的《慕尼黑协定》,规定把捷克斯洛克的苏台德地区“转让”给德国,这个协定确立的绥靖政策,直接导致了慕尼黑危机。

慕尼黑危机期间,为了动员演习,同时也是作为预防措施的一部分,辛克莱决定将秘密情报局总部和政府代码与密码学校的工作人员都搬迁到布莱奇利庄园。

事后,这一行为被给予高度评价,秘密情报局及政府代码与密码学校成为“在危机中唯一正常运作的作战电台站”。

危机过后,大部分工作人员又返回到伦敦,但是,在1939年8月份,政府代码与密码学校的电码译员们又重新搬回到布莱奇利。

从此,布莱奇利庄园就成了政府代码与密码学校的总部,也成了那些奋战在密码情报一线上,众多无名英雄们赢得胜利的战场。

在这座神秘的庄园中,聚集着一大批非常“特殊”的人,他们留着长发,不修边幅,身上穿着破烂的花呢上衣,或是皱皱巴巴的灯芯绒裤子,行为看上去还有些古怪。

他们不是普通人,而是各行各业的精英,中间有语言学家、数学家、无线电专家、电气工程师、国际象棋大师、填字游戏高手,还有银行职员和博物馆馆长。

庄园里聚集的杰出人才,为何范围如此之广?

原来,密码分析人员通常是语言天才,必须精通对语言特征的分析。

密码机是一种机械加密装置,秘密情报局的高层考虑到,让那些更具科学头脑的人加入进来,这些新鲜血液的注入,或许更有利于密码的破译工作。

事实证明,玩填字游戏的高手往往会成为密码分析的高手。而各类科学家,如无线电专家、电气工程师等在接下来的破译机“炸弹”研制过程中,立下了汗马功劳。

政府代码与密码学校的领导机构设立在布莱奇利庄园的图书馆、宽大的餐厅以及装饰得富丽堂皇的舞厅里。

如今,从城堡的底层望出去,外面是宽阔的花园,但在1939年的秋天,这里的风景可并不怎么美,因为在这座装饰华丽的城堡周围,还搭有不少小木屋,它们看上去与周围环境极不协调。为什么要在花园里搭建如此之多的小木屋呢?

原来,由于破译工作量的增大,庄园的房间已容纳不下那么多的人员和设备,只好临时搭起了这些小木屋。

这些小木屋成了密码分析人员的工作场所,各种信息在担负不同任务的小木屋里进进出出。

例如,6号木屋是负责破译德军“恩尼格玛”电报的,从那里出来的明文由3号木屋翻译并进行综合情报分析;

8号木屋专门负责对付德国海军的“恩尼格玛”,这是一种特别复杂的“恩尼格玛”机,和普通型不同,它有四个转子,在这里破译的情报由4号木屋中的情报人员翻译和分析。

一开始,在布莱奇利庄园工作的只有大约二百人,到1944年1月,城堡和小木屋中的人数增长到七千多人,而在解码行动达到高峰期时,曾有多达万人在布莱奇利庄园里工作。

这里是一个充满神秘色彩的地方,除了在这里工作的人员以外,只有英国国家首脑人物和最上层的情报官员才能到这里来。

至于其他人,无论职务高低,一律“谢绝入内”,庄园里的工作人员都恪尽职守,他们的任务只有一个,就是利用先进的机器,破译德军发出的密码电报。

后来,从这里发出的情报都使用一个代号“超级机密”,正是这些来自布莱奇利庄园的“超级机密”,很大程度上缩短了第二次世界大战中同盟国胜利的进程。

人类使用密码的历史,从今天已知的最早可以追溯到古巴比伦人的泥板文字。

古埃及人,古罗马人,古阿拉伯人……几乎世界历史上所有文明都使用过密码。

密码应用的最重要领域,一直在军事和外交方面,国王、将军、外交官,为了在通讯过程中保护自己的信息不被外人所知,使用过形形色色的密码。

而为了刺探于己不利的秘密,他们又绞尽脑汁地试图破译对手的密码,加密与解密一直是密码学这枚硬币互相对抗又互相促进的两面。

在所有用于军事和外交的密码里,最著名的应属第二次世界大战中德国使用的“恩尼格玛”密码机,它的意思为“谜”,是一种用于加密与解密文件的密码机。

在第二次世界大战开始时,德军通讯的保密性在当时无与伦比的。可以肯定地说,在纳粹德国二战初期的胜利中,“恩尼格玛”起到了决定性的作用,同样,它在后来希特勒的灭亡中也扮演了重要的角色。

1918年,德国发明家亚瑟·谢尔比乌斯和理查德·里特发明了恩尼格玛密码机,后经过不断改进,成为号称“世间无法破译的密码机”。

1926年,德国海军开始把“恩尼格玛”密码机用于军事领域,希特勒上台之后,又多次加大了对“恩尼格玛”密码机的试验,使得这种密码机更加适合德国军队的需要,德国人认为,即使世界上最先进的密码破译技术也奈何不了它,就连希特勒也对它的保密性深信不疑。

波兰,这个从一战灰烬中浴火重生的国家,虽然在军事上屡尝败绩,但在密码分析方面却一枝独秀。

第一次世界大战的经历,让这个新独立的国家,一直对德国抱有一种恐惧感。因此,对德国通讯的监控方面,波兰人也保持了同样的高效率。

1926年,“恩尼格玛”首次被德国人用于军事中,波兰人就开始了对这种密码机的研究与破解。

他们想方设法搞到了一台商用的“恩尼格玛”机器,大致弄清楚了它的工作原理。但是,军用型的转子内部布线和商用型的完全不同,不了解转子线路图,想要破译德军的电报可谓难如登天。

在这过程中,波兰人使出了浑身解数,甚至病急乱投医,请了个据说有天眼通功能的“大师”来遥感德国人机器里转子的线路图。结果,“大师”自然是无能为力,遇到这种硬碰硬的事情,神乎其神的天眼通也不灵了。

1931年11月8日,一个名叫汉斯-提罗·施密特的德国密码情报员和法国情报人员在比利时接头,在旅馆里,他向法国情报人员提供了两份珍贵的“恩尼格玛”操作和转子内部线路的资料,汉斯-提罗·施密特得到了一万马克的酬金。

有了这两份资料,法国如获至宝,他们希望借此可以复制出一台军用的“恩尼格玛”机,但事情远没有想象的那么简单。

要想破译“恩尼格玛”密码,单单这些情报还远远不够,德军对“恩尼格玛”的一份评估报告这样写道:“即使敌人获取了一台同样的机器,它仍旧能够保证其加密系统的保密性。”

因此,就算有了一台“恩尼格玛”,如果不知道密钥的话,想破译电文,就要尝试数以亿亿计的组合,很显然,这是不现实的。

“恩尼格玛”的设计令搞到秘密资料的法国人仍一筹莫展,法国密码专家断定,这种密码是不可能破译的,他们甚至根本就懒得依据搞到的资料,再去复制一台“恩尼格玛”。

法国和波兰曾在10年前签订过一个军事合作协议,波兰方面一直坚持要取得所有关于“恩尼格玛”的情报。既然自己拿着这些情报也没什么用,法国人就把从施密特那里买来的情报交给了波兰人。

和法国人不同,破译“恩尼格玛”对波兰来说至关重要,并且波兰人喜欢尝试,现在,他们庆幸,自己总算能迈出最初的一步了。

1932年,在密码研究领域有着“波兰三杰”之称的波兰密码学家马里安·雷耶夫斯基、杰尔兹·罗佐基和亨里克·佐加尔斯基破译了这种机器的密码。

在密码局招聘的这三位数学家中,表现最出色的是雷杰夫斯基,当时,他年仅23岁,脸上略带羞色、鼻梁上架着一副近视眼镜。

雷杰夫斯基在大学里攻读的是统计学专业,那时,他是准备毕业后去干保险行业的,在此之前,他或许从未想过会在密码分析方面大展身手,经过短期的密码分析训练后,雷杰夫斯基把所有的精力都投入到破解“恩尼格玛”的工作中。

按照汉斯-提罗·施密特提供的情报,“波兰三杰”复制出了“恩尼格玛”样机。

到1934年,他们已经有了十几台波兰制造的“恩尼格玛”,每天,雷杰夫斯基与他的同事们都会在“恩尼格玛”机前忙碌地工作着,一个接一个地试验转子的不同位置和初始方向,然后产生相应的字母对应表并构造相应的字母循环圈,并把它们记录下来。

但是,当德国人对“恩尼格玛”转子连线作出一点改动后,花了一年功夫建立起来的密钥“指纹”档案就会变得毫无用处。

雷杰夫斯基和罗佐基想出了一个更好的主意。他们在“恩尼格玛”的基础上设计了一台能自动验证所有26×26×26=17576个转子方向的机器,为了同时试验三个转子的所有可能位置的排列,就需要6台同样的机器。所有这六台“恩尼格玛”机和为使它们协作的其他器材组成了一整个大约一米高的机器,它们能在两小时内找出当日密钥。

这台破译机器取名为“炸弹”。这一名字的命名,大概是由于它运转起来震耳欲聋的声响;但也有人说,制造这台机器的灵感是雷杰夫斯基在饭店里偶然吃一种叫“炸弹”的冰淇淋时想到的。

不管怎样,“炸弹”实现了密码分析机械化,它是对“恩尼格玛”机械加密的一种很自然的回应手段。在雷杰夫斯基及其同事的不停努力下,波兰在后来的几年中,成功地掌握了大量德国方面的情报。

20世纪30年代的大部分日子里,雷杰夫斯基和他的同事们不断地从事着寻找密钥的工作,时不时地还要修复出了故障的“炸弹”。

此后,由于德国人加强了“恩尼格玛”的加密功能,到1938年的12月时,雷杰夫斯基等人的破译能力已达到极限。

而在这时,七年中总共提供了38个月密码的德国密码情报员汉斯-提罗·施密特也停止了和法国情报部门的接头。

第一次世界大战后,英国仍旧保持着对德国通讯的监听,并保持着很高的破译率。

但是,从1926年开始,他们开始收到一些不知所云的信息,因为“恩尼格玛”密码机开始投入使用。

德国方面使用的“恩尼格玛”越多,40局破解不了的电文就越多。美国人和法国人碰到的情况也一样,他们对“恩尼格玛”一筹莫展。

但是,到了1938年,英国在“恩尼格玛”方面也有了一些突破。

这年6月,时任秘密情报局二把手的孟席斯接到了他在东欧的情报官员哈罗德·吉布森少校的报告:

一名拒绝说出自己真实姓名的波兰犹太人通过英国驻华沙大使馆同吉布森接触,声称他曾在柏林制造“恩尼格玛”机器的秘密工厂当过技术员和理论工程师。

因为他是犹太人,后来在法西斯的排犹浪潮中被驱逐出德国。现在,他能够凭借记忆为英国制造一部新式的军用“恩尼格玛”密码机,

但是,作为报酬,他开出的条件是:一万英镑以及给他及其亲属颁发英国护照,并允许他们在法国居住。

孟席斯接到这个情报后,开始疑虑重重,它很有可能是德国谍报机构的诡计,目的是引英方上套,想把英国密码破译工作带入歧途。

况且一万英镑非同小可,即便此人不是骗子,他怎能安全离开德国?他为何没被盖世太保处决?

但是,经过秘密情报局高层数周的调查和争论,认定这个犹太人值得一见。

为了验证此人的真伪,孟席斯派出两名英国密码专家和这个犹太人接头,密码专家乘坐东方快车抵达华沙,经过数月的甄别和调查,证实此人的话可靠无误,秘密情报局决定答应他的条件。

这个犹太工程师名叫理查德·莱温斯基,在秘密情报局的安排下,他被秘密转送到法国巴黎。

工作人员为他安排了一个十分隐秘的藏身住所,并为他复制密码机的工作提供了必要的条件。在大家期待的眼光中,理查德·莱温斯基凭借自己超人的记忆力和丰富的知识,很快就复制出一台“恩尼格玛”密码机。

仿制的密码机

这台仿制的“恩尼格玛”密码机看上去很像一台老式办公用打字机。它的前部有一个普通的键盘,但是,在上端真正打字机键敲打的地方,则是闪现微光的另一个字母扁平面。

当操纵者触动键盘上的某个键时,譬如字母“A”,另一个不同的字母,譬如“P”便闪现在机器上端。

操作时,密码员按动字母“A”键,电路沿弯曲的复杂线路一连穿过4个转子,然后撞击反射器,再沿不同的线路返回穿过转子线路,机器上便闪现出“P”字母。

随着转子的变换,电子线路也随之完全改变,而改变转子或线路,就意味着产生一组组新的编码。

按照这种方法译成密码的电文,发给拥有同样一台机器的电报员后,对方把机器的转子和插头调整到像“发送”机器一样的位置,那么,他只要打出密码,上述发报过程即可颠倒过来,从而准确地还原电文。

犹太人莱温斯基如愿以偿,但他严肃地告诉孟席斯:只有掌握编码程序,才能彻底破译“恩尼格玛”密码机的密码,否则,单有这样一台机器也是徒劳。

的确,这个犹太人仿制的密码机,刚开始确实帮了英国人的大忙。然而好景不长,仅仅一年后,德国人又制造出了更加先进和复杂的密码机。

这样,布莱奇利庄园的破译专家们,不得不想尽办法来破解新的谜团。

正当英国密码破译人员被德国新式密码机所困扰时,秘密情报局获得了一份从天而降的意外之喜。

1939年4月27日,德国撕毁同波兰签订的互不侵犯条约,侵占了苏台德地区,在德国国内,反波兰的声浪不断高涨。

随着战争威胁日趋明显,波兰人清楚地意识到,他们将是纳粹德国实现其新欧洲日耳曼帝国野心的牺牲品。

出于战略上的考虑,波兰决定一旦战争临近,就将他们在破译德国“恩尼格玛”密码方面的成果与英法盟国分享,以便在波兰遭到入侵后,让拥有更大财力、物力、人力的盟国还能对雷杰夫斯基的方法继续进行研究,同时,这也是波兰对共同防务事业的一个贡献。

这其中,包括他们仿制的样机、有关“恩尼格玛”的破译方法,还有可以确定密钥设置以及解开其密码的“博姆”机等。

1939年6月30日,波兰密码处处长格维多·朗格尔少校致电他的英国和法国同行,邀请他们来华沙,并说“有些新情况要通知”。

7月24日,英法密码分析专家到达波兰密码处总部,他们全然不知波兰人葫芦里卖的什么药。

具有讽刺意味的是,这次会面中用来交流的语言竟是德语,因为这是唯一的在场三方所有人都懂的语言。

格维多·朗格尔少校将他们领到一间房间,在那里有一个被黑布蒙住的东西,当黑布被揭开时,英法的密码分析专家目瞪口呆,出现在他们眼前的是一台雷杰夫斯基的“炸弹”。

当听到雷杰夫斯基破译“恩尼格玛”的方法时,他们意识到波兰在密码分析方面比世界上任何国家先进至少十年。

法国人尤感震惊,他们原以为自己得到的情报用处不大,所以很慷慨地把它们转给了波兰人,波兰人却隐瞒着这个秘密,独自进行了如此深入的研究。

英法密码分析专家对波兰同行的感激是无以言表的,直到此时,他们在破译德国密码的方面仍进展不大。

格维多·朗格尔带给英法密码分析专家的最后惊喜是,宣布分别赠送给他们一台“恩尼格玛”的复制品,以及“炸弹”的图纸,由法国密码处负责人居斯塔夫·贝特朗少校通过外交邮包寄往巴黎。

8月19日,在横渡英吉利海峡的渡船上有两位看似平常的旅客,英国作家沙夏·居特里和他的太太、女演员依弗娜·普林坦普斯。

但是,在他们的旅行箱里却藏着当时的英国最高机密:一台波兰制造的“恩尼格玛”机。

为了避开无所不在的德国间谍的耳目,“恩尼格玛”机就这样来到了英国,两个星期后,希特勒发动了“闪电战”,1939年9月1日,德国入侵波兰,28日,德军占领华沙,波兰不复存在。

接下来,孟席斯把研制密码破译机的重任交给了政府代码和密码学校。

整整13年间,英国人和法国人都以为“恩尼格玛”是不可破译的,波兰人的成功重新鼓起了他们的勇气。

虽然,德国人已经加强了密码机的安全性能,但是波兰人的实践表明,“恩尼格玛”绝非坚不可破。秘密情报局的密码专家决心在这厚厚的护甲上撕出一个口子来。

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