主题：【秘密通信的世界】ENIGMA的兴亡（一） -- 阿康

ENIGMA的兴亡（三上）

三、灭亡（上）

　　整整十三年里，英国人和法国人都以为ENIGMA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，ENIGMA决非坚不可破。波兰

密码局的经验也表明，数学家在密码分析中能够起到多么重要的作用。

在英国密码局（40局），以往都是由精于文字的语言学家或作家来担

负起密码分析的重任，此后40局开始通过局内人际关系向牛津大学和

剑桥大学招聘数学家和数学系学生。

　　英国的政府代码及加密学校(GC&CS, Government Code and Cipher

School)是40局新设的机构，它的的总部坐落在白金汉郡的布莱切利公

园(Bletchley Park)里，40局新招聘的密码分析专家就在那里学习和工

作。布莱切利公园的中心是一座歌特都铎式的城堡，19世纪时由金融

家赫伯特?莱昂(Herbert Leon)爵士建造，GC&CS的领导机构就设立

在它的图书馆、宽大的餐厅以及装饰得富丽堂皇的舞厅里。从城堡的

布莱切利公园

　　　　　　　　　　　　　　布莱切利公园

底层望出去，外面是宽阔的花园。不过在1939年的秋天，那里的风景

可不怎么样，花园里戳满了新建的小木屋，那是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进进出出。比方说，6号木

屋是负责破译德军ENIGMA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ENIGMA，

这是一种特别复杂的ENIGMA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

切利公园工作的只有大约二百人，可是到了五年后战争结束时，城堡

和小木屋中已经多达七千人！

　　3号木屋

　　　　　　　　　　　　　　　　3号木屋

　　6号木屋

　　　　　　　　　　　　　　　　6号木屋

　　英国数学家和其他密码分析人员很快就掌握了波兰人进攻ENIGMA

的技巧和方法。布莱切利公园拥有比波兰密码处多得多的人员和资金，

所以足以对付由于德国人对ENIGMA的改动而增加到原来十倍的破译

工作量。和在波兰密码处的情景一样，布莱切利公园的男女们日夜紧

张工作，为的就是找到德国人当天的密钥。一到午夜，转子和连线板

的设置就会变动，一切又要重新开始。

　　由此而破译的情报极其珍贵。如果布莱切利公园能够及时得到德

军的情报，德国人的计划和行动就会暴露无遗。如果德军计划一次进

攻，英军就可以采取相应的增援或撤退措施；更妙的是，如果德国将

军在他们的电报中争论己方的弱点，英国军队就可以采取德国人最担

心的计划。1940年4月德国入侵丹麦和挪威，布莱切利公园取得了一

份详细的军事计划。同样在英伦战役之初，密码分析人员准确预告了

德军轰炸的准确时间和地点，并且取得了德国空军(Luftwaff)极为宝贵

的情报，比如飞机的损失情况，新飞机的补充数量和速度等。这些情

报被送往M16的总部，再由那里转送战争部、空军部和海军部。

　　布莱切利公园的密码分析专家们有时也有点空余时间，最受欢迎

的消遣活动是圆场棒球，球赛就在那座城堡前的草坪上举行。和自自

在在的大学生一样，这些肩负着重任的男女也经常为一个有争议的球

严肃地争论得面红耳赤。

　　在掌握了波兰人对付ENIGMA的手段后，英国密码分析专家也开

始摸索出自己独特的方法。在正式用“炸弹”开始系统搜索当日密钥

以前，他们总要试一遍“投机取巧”的门道。根据德军通讯的规定，

每一条电文都要随机选择三个不同的字母组合，但是在激战之时，德

军指挥官经常顾不上“随机”，往往在键盘上敲上三个相邻的字母了

事，比方说DFG或者VBN，有时甚至重复使用某三个字母的组合来当

密钥。英国密码分析专家把这样的密钥叫“西尔丝”(cillies)，即三字母

组合CIL的读音，大概来源于哪位倒霉德国军官的女友的名字。

　　“西尔丝”并非ENIGMA本身的弱点，而是ENIGMA使用者的弱

点。另一种更为严重的人为使用错误是密钥本编制者对密钥使用过分

严格的规定。为了强调密钥的不可预见性，他们规定每天在三个放置

转子的位置上，不得有和昨天放在此位置上相同的转子。比如说每台

ENIGMA机一共配备编号为1、2、3、4、5的五个转子，而前一天所使

用的转子顺序为134，那么第二天可以使用例如215这样的转子顺序，

但是214这样的顺序是不允许的，因为和前一天相比较，在第三个位

置上都是4号转子。看起来这样交叉使用转子是个好主意，避免了象

上面所说的重复使用某个密钥的过失，但是如果过分强调这一点，却

会使英国密码分析专家的工作量减小一半，因为在开始分析当日密钥

前，他们就可以把所有至少有一个转子处在前一日位置上的那些转子

的排列排除在外了。德军密钥编制的另一条规定是，在连接板上不允

许把两个相邻的字母连接起来。直觉似乎告诉人们不该使用这样简单

的字母交换，但是这样的规则搞得太严格过了头，也就反而会帮对手

的忙，对手根本就不用考虑这样的可能性了。

　　在整个战争过程中，ENIGMA机被不断改善，所以这样的“投机

取巧”也变得十分重要，密码分析专家可以通过对密钥的猜测来推断

出密码机新的变动，从而相应地改善“炸弹”的设计，使用新的策略。

英国人能够在战争其间成功地持续破解ENIGMA密码，和小木屋里各

种各样不同寻常的怪才的努力分不开。他们之中有数学家，各类科学

家，语言学家，象棋冠军，填字游戏高手……一个难题经常从一只手

传到另一只手，直到它最终得到解决；也有可能一个人解决一点，再

由另一个人解决另一部分……按照6号木屋的负责人戈尔登?魏齐曼

(Gordon Welchman)的话来说，这是“一群想方设法嗅出一条线索的猎

犬”。

　　在布莱切利公园有一大群为破译ENIGMA作出了卓越贡献的人们。

但是如果只能选择性地讲述一个人的功绩，那么这个人无论如何应该

是阿兰?图灵(Alan Turing)。

　　阿兰?图灵

　　　　　　　　　　　　　　　　阿兰?图灵

　　图灵1912年6月23日在伦敦出生，他的父亲是当时英国殖民地印度

南部的行政官员。他的父母为了使儿子在英国出生，暂时从印度回到

了英国。图灵出生后不久他父亲重新回到印度，十五个月后他的母亲

也离开英国返回印度，把图灵一个人留在伦敦，由保姆和朋友抚养长

大，一直到了图灵上寄宿学校的年纪。

　　1926年，14岁的图灵进入了雪伯恩(Sherborne)学校就读。上学的第

一天恰好碰上罢工，为了不错过就学典礼，图灵从南安普敦到雪伯恩

一气骑了一百公里的自行车，为此他上了当地的报纸。在学校里一年

下来，他给人的印象是个爱害羞，做事笨手笨脚的男孩，但是在自然

科学方面充满才华。雪伯恩学校是培养为大英帝国效力的男子汉的地

方，图灵的性格却似乎于此不合拍，所以那几年他的学校生涯不免有

些难捱。

　　在学校里他唯一的朋友是一个名叫克里斯多夫?莫尔贡(Christopher

Morcon)的男孩。他俩都热爱科学，经常在一起谈论最新的科学发现，

做各种科学小实验。这段友谊激发了图灵对科学的兴趣，他对莫尔贡

的感情似乎也超出了朋友的范围，成为一种依恋。但是莫尔贡永远不

会知道这点了，在他们认识的第四年，1930年的2月13日，他死于突

发性结核病。这对图灵是一个巨大的打击，他失去了唯一的朋友。似

乎是为了让自己代替朋友活着，他学习更加努力。在去世前莫尔贡已

经取得了一份剑桥大学的奖学金，图灵决定自己也将进入剑桥大学学

习，去完成亡友的未竟事业。

　　图灵木屋

　　　　　　　　　　　　布莱切利公园里图灵工作过的木屋

　　1931年图灵如愿以偿地进入剑桥大学国王学院。当时的数理逻辑

学界正热烈地讨论着二十世纪最伟大的数学发现之一――昆特?哥德

尔的不完全性定理。在那以前，数学家们总以为，一个数学问题，虽

然要找到回答也许很困难，但是理论上总有一个确定的答案。一个数

学命题，要么是真的，要么是假的。但是哥德尔的不完全性定理指出，

在一个稍微复杂一点的数学公理系统中，总存在那样的命题，我们既

不能证明它是真的，也不能证明它是假的。数学家们大吃一惊，发现

以往大家认为绝对严明的数学中原来有如此令人不安的不确定性。

　　每个逻辑学家都在苦苦思索，试图替陷入了危机的数学找到一条

出路，他们包括当时在剑桥的贝特朗?罗素(Bertrand Russell)、阿尔弗

雷德?怀特海(Alfred Whitehead)、路德维格?维特根斯坦(Ludwig

Wittgenstein)这样著名的逻辑学家。在这种环境下，图灵作出了他一生

中最重要的科学贡献，在他著名的论文《论可计算数》(On Computable

Numbers)中，他提出了日后以他名字命名的虚拟计算机器――图灵机