登陆注册
15662000000006

第6章 灭亡(2)

图灵找到了这样的特性。这是一种和雷杰夫斯基发现的循环字母圈类似的东西,只不过这回和重复的密钥没有关系,却是基于候选单词。假设图灵已经正确地猜到wetter被加密成了ETJWPX,这里就存在着一个字母循环圈:图灵并不清楚在密文中出现这个候选单词时的转子状态,但是假设他猜对了这个候选单词,把这个候选单词起始时转子的方向记为S,那么在此时ENIGMA把w加密成了E;然后转子转到下一个方向,就是S+1,ENIGMA把e加密成T;在方向S+2上一个不属于这个循环的字母被加密了,这个我们暂且不去管它;接下来在方向S+3,ENIGMA把t加密为W。

这看起来好像还是让人摸不着头脑,但是图灵想的办法很巧妙,因为在这个字母循环圈里有3个字母,所以他想像如果用三台ENIGMA同时加密这个候选单词,会发生些什么事。三台ENIGMA的初始设置除了转子方向外完全一样,第1台ENIGMA机的转子初始方向被定为原来的S,而第2台ENIGMA机的转子初始方向却是S+1,第3台的转子初始方向是S+3。当然一开始图灵根本就不知道这个S具体是什么(要是知道的话密码也就破译出来了),所以只能一个一个方向地试。大家可能会问,那为什么需要3台ENIGMA呢?只要在第一台上我们发现了一个把wetter加密成ETJWPX的转子方向,不就找到了密码吗?

这就要考虑连接板的问题。上面我们说过,如果只用一台ENIGMA来试所有的密码,我们要试的就不仅仅是所有的转子方向,而且还要考虑所有的连接板上的连线方向,那个数目是1590亿种。图灵的绝妙主意就是用3台ENIGMA把连接板上连线的效应抵消掉!这样他就只要考虑1054560种转子方向就可以了。

图灵把三台ENIGMA的显示器按下图的方式连接起来,也就是说把第一台ENIGMA显示器上的E和第2台ENIGMA显示器上的e连起来,又把第2台上的T和第3台上的t连起来,最后把第3台上的W和第1台上的w连起来(注意ENIGMA上字母没有大小写之分,这里我们只是用大小写来区别密文和明文)。下面的解释听起来稍微有一点复杂,最好对照着上面的图来读。假设连接板上有关的交换字母的连线是下面这样的(3台ENIGMA机上的都一样):E←→L1,T←→L2,W←→L3当然这里的L1、L2和L3都还是未知的。

现在假设字母w被输入第一台ENIGMA,它先通过连接板变成了L3,然后通过三个转子经过反射器,再通过三个转子返回连接板;因为我们根据候选单词知道w此时会被加密成E,所以没有经过接线板前它一定是和E对应的L1;L1经过接线板变成E后,直接成了第二台ENIGMA的输入。提醒一下,第二台ENIGMA的转子方向是S+1,所以根据候选单词知道e此时会被加密成T,我们来看看具体是怎么回事。从第一台ENIGMA来的e通过连接板变成了L1,再通过转子和反射器回来变成了连接板上和字母T对应的L2;通过连接板后变成了T,然后这个T又变成第三台ENIGMA机上的输入t。第三台ENIGMA机的转子方向是S+3,这个传送过来的t会被加密成E,具体的情况和上面第一第二台上的类似。我们发现现在三台ENIGMA机的线路组成了一个闭合回路,如果在里面加上一个灯泡,它就会亮起来。这个闭合回路事实上就是那个字母循环圈的形象化。

稍微思考一下就可以看到,无论连接板上的连线实际如何(也就是说无论L1、L2和L3实际上是什么),只要转子方向凑对了,这个闭合回路就会形成(当然如果有闭合回路形成不等于这个方向就一定是正确的,但是这样的情况很少,用手工就可以把正确的方向从中选出)。就这样,连接板上的连线效应被消除了。找到了转子的初始方向S,当然还要找到连接板上的连线,才能最终找到完整的密钥,但是这就相当简单了,这只是一个简单替换密码。如果在一台普通的ENIGMA上不接连线板,调整好找到的转子方向,键入密文ETJWPX,出来的明文成了tewwer,我们马上就知道w和t被交换了。键入密文的其他部分可以猜出其他字母的交换状况。

把候选单词,字母循环圈和用线路连接起来的多台ENIGMA机构成了密码分析的强大武器。而只有图灵,这个数学虚拟机器的发明人,才能有这样的想像力。图灵对ENIGMA的破译方法完全是纯数学和理论性的,他为此写了一篇著名的论文,但是他的理论研究已经完全可以让工程师来实际造出这样一台机器了。

布莱切利公园得到十万镑的经费来研制这种机器,绰号仍叫“炸弹”。每个“炸弹”里都有十二组转子(因为根据上面的分析,显示器,连接板实际上都没必要存在了。而上面的例子里只要三台ENIGMA的原因是字母循环圈的长度是3,十二组转子的目的就是要攻击更长的字母循环圈)。一台这样的“炸弹”高两米长两米宽一米。图灵的研究于1940年初完成,机器由英国塔布拉丁机械厂制造。

图灵的发明赢得了他在布莱切利公园的同事的尊敬,大家把他看作是超群的密码分析专家。他的一位同事彼得·希尔顿回忆道:“图灵毫无疑问是个天才,而且是个极近人情的天才。他总是愿意花费时间和精力来解释他的想法。这不是一个钻在狭窄领域里的专家,他的思想遍布科学的许多领域。”

当然图灵的工作在布莱切利公园之外是绝对机密,就连他的父母都不知道他在干破译密码的工作,因为他是全英国最厉害的密码分析专家。有一次去看他母亲时图灵提到过他正在为军事部门工作,但是没有透露其他风声。他母亲在意的是他儿子剃的头很难看。虽然领导布莱切利公园的是些军人,不过他们也知道在生活细节上不能对这些知识分子严格要求,在这方面都是睁眼闭眼。图灵就经常不刮脸,穿着皱皱巴巴的衣服,指甲又长又黑。但是军队没有过问图灵的同性恋,是因为他们不知情。布莱切利公园的退伍军人杰克·古德后来说:“幸亏布莱切利公园的负责人不知道图灵是个同性恋,否则的话,我们就会打败这场战争。”

1940年3月14日第一台“炸弹”运抵布莱切利公园。可是它运行得太慢,有时要一个星期才找得到一个密钥。工程师们花了很大的努力来改善“炸弹”的设计,然后开始制造新的“炸弹”,这又花了四个月时间。但是在5月10日,最令英国密码分析专家担心的事情发生了,德国人改变了密码传递规则,他们的密钥不再重复,这使得布莱切利公园破译的电文量急剧下降。幸运的是,改进以后的“炸弹”在8月8日到达,而且这次它运行得很好。在接下来的八个月里,十五台新“炸弹”在布莱切利公园里轰然作响。一般上一台“炸弹”可以在一小时里找到一个密钥。

但是并非有了“炸弹”就万事大吉了。在让它运行之前还有许多困难要克服。比如说使用“炸弹”前先要找到一个候选单词。但是密码分析人员不能保证他猜的词一定在电报的明文中;就算猜对了,要把候选单词所在的位置正确地找出来也不是一件容易的事情,很有可能他猜到了电文中的一整句话,但是把这句话的位置搞错了,那“炸弹”也就白白运行了。密码分析人员找到了一些技巧,比如说,他知道下面“wetterbullsechs”一定在电文明文中,但是具体位置却只知道个大概。于是他猜想密文和明文的对应是:候选单词:wetterbullsechs密文:IPRENLWKMJJSXCPLEJWQ在介绍ENIGMA的构造时我们知道,由于反射器的作用,一个字母从来也不会被加密成它本身。所以上面的候选单词所对应的位置一定是不对的,因为第二个字母e被对应到E上了。解决方法可以是慢慢地移动候选单词,看看是否每个字母都对应一个和自己不同的字母。比如把上面例子中的候选单词向左移动一位,变成候选单词:wetterbullsechs密文:IPRENLWKMJJSXCPLEJWQ现在就符合要求了,所以此时才可以让“炸弹”去试试它的威力。

英国领导高层当然非常注重密码分析工作,温斯顿·丘吉尔亲自访问了布莱切利公园,他把这帮具有稀奇古怪才能的密码分析专家称为“从不呱呱叫的下金蛋的鹅”。在图灵和他的同事的努力和丘吉尔的亲自过问下,布莱切利公园解决了经费和人员缺乏的困难。到1942年底,密码局拥有49台“炸弹”,密码分析人员的队伍也在不断扩大。事实证明玩填字游戏的高手往往会成为密码分析的高手,英国情报部门甚至在报纸上登出填字游戏来招聘新的密码分析人员。

同类推荐
  • 揭秘古人类

    揭秘古人类

    广袤太空,神秘莫测;大千世界,无奇不有;人类历史,纷繁复杂;个体生命,奥妙无穷。《揭秘古人类(彩图版)》由江文编著,以新颖的版式设计、图文并茂的编排形式和流畅有趣的语言叙述,全方位多角度地探究了多领域的知识点,使读者体验不一样的阅读感受和揭秘快感,为读者展示出更广阔的认知视野和想象空间,满足其探求真相的好奇心,使其在获得宝贵的知识的同时也享受到愉悦的精神体验。
  • 天机

    天机

    从人类诞生起,我们就处于无穷无尽的谜题之中。抛弃一般的科学和历史常识,想不到竟然会找到如此可怕的蛛丝马迹。本书通过八大章节分别介绍了最新的考古发现、西方宗教演化史、近现代科学发展史、濒死研究、20世纪物理学和纯粹数学成就、古典哲学、以及中国、古印度和古埃及宗教玄学等内容。
  • 宇宙科学知识

    宇宙科学知识

    在过去漫长的岁月中,人类的发展经历了轰轰烈烈的变迁:从原始人的茹毛饮血到色彩斑谰的现代生活;从古代社会的结绳计数到现代社会垄断人类生活的互联网;从古代的四大发明到上世纪中叶的月球着陆,火箭升天。人类几乎在任何领域都取得了令人惊叹的成就。技术更新,知识爆炸,信息扩张……一系列代表着人类社会巨大进步的词汇,充斥着我们的社会,使每个人都感到在巨大的社会进步面前人类自身的局限。作为人类社会充满生机和活力的群体——青少年朋友,在对现有书本知识学习的基础上,更充满着对一切现代科学技术和信息技术的无限渴望。
  • 世界大发现纪实系列丛书-拨开宇宙的迷雾(上)

    世界大发现纪实系列丛书-拨开宇宙的迷雾(上)

    《世界大发现纪实系列丛书》共有五册,分别是《拨开宇宙的迷雾——天文大发现》《精彩地球——地理大发现》《自然世界的奇迹——考古大发现》《地下深处的秘密——考古大发现》《神奇分界线——北纬30度的秘密》。人类的每一次重大发现,都不知凝聚了多少人的汗水和心血,甚至生命。每一次震惊世界的发现,都给人类带来无价的物质或精神果实,让我们真切地触摸到自然或历史的本来面目。
  • 探索未知-诺贝尔物理粒子发现

    探索未知-诺贝尔物理粒子发现

    探索未知,追求新知,创造未来。本丛书包括:奇特的地理现象、遗传简介、生活物理现象解读、奥妙无穷的海洋、认识微生物、数学经典题、垃圾与环境、湛蓝浩瀚四大洋、生物的行为、漫谈电化学、数学古堡探险、中国的世界文化遗产、中国古代物理知识、中国三大三角洲、中国的地理风情、多姿的中国地形、认识少数民族医学、悠悠的中国河流等书籍。
热门推荐
  • 豪门夺爱:调教娇妻

    豪门夺爱:调教娇妻

    安暖发现未婚夫的背叛后,一场新欢和旧爱的争夺,一场风月雪月之后的纠缠。最后安暖终于明白谁是自己的真命天子,所有的一切烟消云散,偶然的一夜成为今生相伴的宿命,幸福到老。
  • 青春不火,枉上学

    青春不火,枉上学

    此作品为爱情片,男主角与女主角在周旋中得到爱情。
  • 卫将军文子

    卫将军文子

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。
  • 我的女友是蜘蛛精

    我的女友是蜘蛛精

    许仙敢玩蛇,心怀铅敢玩蜘蛛,许仙敢睡千年白蛇,心怀铅睡万年蜘蛛精蜘蛛精女王范霸道狠毒
  • 时空异象管理局笔记

    时空异象管理局笔记

    ——“时间内涵是无尽永前,空间内涵是无界永在”。——你知道吗?并没有一个叫做“时间”的东西,如同河水一般奔流向前,永无停息。仅仅是因果连续的现象造成了“时间向前”的幻觉。——但是确实有一种时间是无尽永前的,那就是每一个人的时间线,它永远向前,无法回头,无法修正,无法从来,哪怕你是一名时间特工,也必须遵守时间守则,而时间守则之中最重要的一条,就是:“你不能穿越自己的时间线”。
  • 明星男友的铁杆儿粉丝

    明星男友的铁杆儿粉丝

    她,活泼开朗的上官千金,为他与夫立下赌约,以男生身份进入他所在的学校。他,凌氏集团未来的继承人,狂傲不羁的背后又有怎样的执着与坚持。他们的缘分,是自有安排,还是命中注定?无数的羁绊又会引出怎么的故事?
  • 火影之鬼剑圣

    火影之鬼剑圣

    某正在看火影玩DNF的宅男华丽丽地穿越到了火影世界,穿越当然得有外挂,他的外挂就是可以在DNF中刷图升级打装备学技能!于是他牛掰了。。。
  • 神话版清末

    神话版清末

    “我朝圣祖康熙大帝当年率领几万大清将士平定了东北方,那一战,我大清将士一口气在400步之外骑射杀死了几百罗刹人,我朝圣祖一箭就射杀了1000步外的罗刹人的将领,红衣魔晶大炮一炮就轰碎了雅克萨城的城门··············““虎门之战,我朝广东水师提督关天培率领我大清水师直冲英人的船舰,关天培大人率领少数精兵一跃调到了英人的船舰上,那一战摧毁了英人的2艘战列舰啊,可惜寡不敌众啊,我,朝还是输了”叶文呆滞的看着眼前的说个没够,还不喘气的老头,他脊背后面还背着5米高的木柴,看样子一点也不觉得累。再转头看看那20米高的城墙。不由的无语问苍天:“天啊,这是个什么时代啊,我该怎么活啊?”
  • 此非江湖之神机妙算

    此非江湖之神机妙算

    一句玩笑话,一场生死局。一个初入中原武林的年轻人,不慎踏入了一场惊天布局。对弈,破局!每一步都行走在生死边缘。在一层层的查探之下,武林与朝廷的秘密都渐渐浮出水面。当秘密的最后一层面纱揭下,所有人都不过是这一局中的棋子。那对弈的两人,谁胜谁负?
  • EXO之萌萌未婚妻

    EXO之萌萌未婚妻

    看了就知道了!(真不会写什么简介啊!)就是EXO和他们的未婚妻的事啦~