破譯軍事密碼

“第一次世界大戰(zhàn)是化學家的戰(zhàn)爭，第二次世界大戰(zhàn)是物理學家的戰(zhàn)爭，未來的世界大戰(zhàn)如果發(fā)生———那將是數(shù)學家的戰(zhàn)爭。”而二戰(zhàn)中的破譯密碼，無疑是“數(shù)學家的戰(zhàn)爭”的一次預演。

二戰(zhàn)功臣為何沉默不言

１９４０年８月１３日，德國法西斯向英國發(fā)起了“鷹式行動”。這天，德國空軍一共出動了１４８５架次轟炸機和戰(zhàn)斗機，英國皇家空軍只出動了約７００架次戰(zhàn)斗機攔截。８月１５日空戰(zhàn)再起，德國空軍共出動了１７８０架次轟炸機和戰(zhàn)斗機，被擊落７６架；皇家空軍戰(zhàn)斗機出動９７４架次，損失３４架。這一天戰(zhàn)斗如此慘烈，史稱“黑色星期四”。此后，德國空軍每天都派出大量飛機對英國的空軍機場和飛機工廠進行空襲。但皇家空軍每天只派少量飛機抵御占壓倒優(yōu)勢之敵。英國紳士們耐不住了，批評皇家空軍總是那么吝惜自己的兵力。這種批評隨著德國飛機從９月５日開始的對倫敦的大轟炸而達到了憤慨的程度。從９月８日至１４日的７天中，德軍對倫敦進行了晝夜２４小時的連續(xù)空襲，整個倫敦滿目瘡痍，兩千多平民喪生，一萬多平民受傷。

９月１５日中午，德軍約有４００架轟炸機和７００架戰(zhàn)斗機向倫敦蜂擁而來。英國皇家空軍終于發(fā)威了，以１７個飛行中隊投入戰(zhàn)斗。德國人招架不住，調(diào)頭逃竄。戈林元帥惱羞成怒，集中力量進行第二次攻擊。難以置信的是，英國讓２０個中隊的飛機傾巢出擊?熏幾乎沒有一個德機編隊能夠完整地到達目標，也沒有一個德機編隊能完整地返回基地。這一天，史稱“不列顛戰(zhàn)役日”。但是，皇家空軍的勝利似乎反而證明了國內(nèi)批評者的正確，他們指責說：“為啥這么保守？我們早該贏了?！?/p>

當時，英國皇家空軍戰(zhàn)斗機總指揮官是休·卡思沃·道丁空軍上將?！安涣蓄崙?zhàn)役日”取勝后，人們還是不放過他，但他緘默無言。年底他被調(diào)離了指揮職位。又過了一年，他被塞進了退休人員名單。這位頑強的將軍默默地接受了屈辱。為什么道丁不為自己的地位和聲譽而辯解呢？因為他無權(quán)使用他掌握的惟一的辯護證據(jù)。那時，除了道丁，全世界只有英國首相溫斯頓·丘吉爾和另外少數(shù)幾個人知道他為什么采用這樣的戰(zhàn)略，但他們同樣無法為道丁辯護，因為這涉及英國最高的國家機密———“超級”情報。

原來，希特勒制定的渡海登陸英倫三島的戰(zhàn)斗計劃，有一個先決條件：它必須在９月２７日以前實施。只有在這之前，英吉利海峽的風向和潮流才有利于渡海。而要渡海作戰(zhàn)，必須掌握制空權(quán)。為此希特勒要求戈林在９月１７日前把英國的空軍力量吸引出來予以摧毀。但是其如意算盤被英國的“超級”情報所掌握。丘吉爾和道丁等人制定了相應的戰(zhàn)略：盡一切可能保存皇家空軍的實力。而９月１５日過后，是到了向德國顯示實力的時候了。由于英國空軍在“不列顛戰(zhàn)役日”的勝利，９月１７日希特勒決定無限期推遲登陸英倫三島的“海獅”計劃，英國保住了。

“超級”情報來自英國的密碼分析人員。１９２８年的一天，波蘭情報人員從海關(guān)查到一臺嶄新的密碼機，這就是德國人吹噓的“恩尼格瑪”。波蘭人弄清了其中３個密鑰輪的內(nèi)部接線關(guān)系和一塊接插板的構(gòu)造后，把郵件照原樣封好交給了德國大使館。隨后波蘭情報部門從波茲南大學調(diào)來３名數(shù)學家，進行破譯研究。１９３２年法國情報部門通過間諜得到了德國“恩尼格瑪”的操作規(guī)程、兩個月的密鑰表以及可同密文對照的一些電報明文，并把這些情報的副本都交給了波蘭情報部門。到１９３４年，波蘭人已把破譯“恩尼格瑪”做了改進，法國情報部門知道后，便邀英國人參加進來。從１９３９年７月２５日起，法、波、英三國情報部門商討合作破譯“恩尼格瑪”。當時波蘭人正在研制一種名為“炸彈”的機器，一臺“炸彈”可模擬６臺“恩尼格瑪”。

神秘的布萊奇利莊園

１９３９年７月，英國情報部門在倫敦北面約８０公里的一個名叫布萊奇利的地方征用一所莊園。一個月后，英國的“政府代碼和密碼學?！边w移至此，校長是阿利斯泰爾·丹尼斯頓海軍中校。在丹尼斯頓的領(lǐng)導下，破譯“恩尼格瑪”，研制英國式“炸彈”的工作在這個莊園開始運作。丹尼斯頓物色了高手奈杰爾·德格雷和英國最好的數(shù)學家來完成這一任務。其中包括后來成為當代計算機科學巨匠的艾倫·圖靈，當時他才２７歲。

在布萊奇利莊園中，圖靈第一次認識了“恩尼格瑪”。１９４０年１月，他到法國拜訪了那些流亡中的波蘭密碼工作者，回來后，圖靈把波蘭人的“炸彈”與他早先在美國普林斯頓大學進行的數(shù)學研究結(jié)合起來，他的英國式的“炸彈”就是這樣誕生的。為了使德軍的電報明文中出現(xiàn)布萊奇利莊園所希望的詞，英國人想了各種方法。例如先派飛機把重要航道上的某個燈光浮標炸毀，然后注意截收途經(jīng)此處的德國艦艇發(fā)出的無線電報，其中必有Ｌｅｕｃｈｔｂｏｊｅ（燈光浮標）一詞。此外德軍的常用詞，如軍銜、職務等，以及德語中的常用詞，如ｅｉｎｓ（一個），對破譯也是相當有用的。德國人的自作聰明也幫了布萊奇利莊園的忙。他們規(guī)定在一個月內(nèi)，密鑰輪的排列順序不得重復。這就使得英國人不必對已發(fā)現(xiàn)在月內(nèi)使用過的排列順序再做測試。有時德國人把一份電報既用“恩尼格瑪”又用其它易破譯的密碼加密，分別發(fā)給不同的單位，這就給布萊奇利莊園送上了一份“同文密報”。

圖靈的“炸彈”事實上是一臺體積龐大的計算機。布萊奇利莊園的第一臺“炸彈”于１９４０年春投入使用，此后德軍的一些絕密情況，對于英國人來說，已是一本可讀的書了。到１９４１年末，布萊奇利莊園已經(jīng)有了１２臺“炸彈”。到１９４３年３月，增加到６０臺。就同美國人把破譯日本人密碼而獲得的情報稱為“魔術(shù)”一樣，英國人把他們破譯所得的情報稱為“超級”。１９４２年下半年，“超級”情報幫助蒙哥馬利將軍率領(lǐng)的英國第八團軍在北非的阿拉曼戰(zhàn)役中反敗為勝，打敗了人稱“沙漠之狐”的德軍元帥隆美爾。

第一臺“電子計算機”的誕生

１９４０年到１９４１年，德國軍方又先后啟用了兩種新的密碼機。一種是西門子－哈爾斯克公司制造的Ｔ５２，德國人稱之為“密碼電傳機”；另一種是洛倫茨公司制造的ＳＺ４０（后來改進為ＳＺ４２），德國人稱之為“密碼附加器”。

ＳＺ４０／４２是一種附加在普通電傳機上來實現(xiàn)密碼功能的裝置，希特勒同他的高級將領(lǐng)之間的絕密通信，就是用它來加密的。布萊奇利莊園給這種密碼起了一個代號叫金槍魚。對于Ｔ５２，布萊奇利莊園也給它或它所實施的密碼起了一個代號：“鱘魚”。由于用Ｔ５２加密的情報主要通過電纜傳送，而這些通信電纜又遠在英國人的控制范圍之外，捕捉“鱘魚”的難度更大。

在二戰(zhàn)中保持中立的瑞典，出于對自身安全的考慮，加上德國所用的電纜又通過其境內(nèi)，倒是對Ｔ５２密碼進行了破譯研究。最值得一提的事情是，１９４１年春瑞典人通過破譯得知，德軍將于６月２５日或６月２６日進攻蘇聯(lián)。他們把這個重要情報通知給路過瑞典首都斯德爾摩的英國駐蘇大使，這位大使到莫斯科后就把它傳給斯大林。遺憾的是，斯大林不相信英國人。

布萊奇利莊園破譯“金槍魚”的契機，出現(xiàn)在１９４１年８月３０日。這天維也納的一名德國密碼操作員用ＳＺ４０／４２向他在雅典的一名同伙發(fā)出了一份長達四千多個字符的密電。當他好不容易完工時，對方發(fā)來了回電：“我沒有全部收到，請再發(fā)一次！”這名精疲力盡的操作員竟然違反操作規(guī)程，用原來的密鑰輪起始位置把這份冗長的密電又發(fā)了一次。這個破天荒的錯誤，使英國人得到了同樣內(nèi)容的明文在同一密鑰設置下加密的兩份長密電。這兩份密電在詞間空格、標點符號上發(fā)生了差別，特別是明文正文前的ＳＰＲＵＣＨＮＵＭＭＥＲ（電報編號），在拍發(fā)后一份密電時被縮寫為ＳＰＲＵＣＨＮＲ。

布萊奇利莊園的高級密碼分析員約翰·蒂爾特曼分析了這兩份密電。他對它們做了模２下的數(shù)位對數(shù)位的減法（其實就是加法），從而消去了密鑰數(shù)，破了密電。利用這個長密鑰數(shù)，他們推測出這種密碼機的內(nèi)部構(gòu)造。但是大約花了３個月的工夫，布萊奇利莊園在這方面仍毫無進展。于是這個任務放到了劍橋大學數(shù)學家比爾·塔特面前。塔特確信轉(zhuǎn)輪式密碼機的密鑰數(shù)總會表現(xiàn)出某種周期性，根據(jù)那兩份密電最開頭的１２個看來無意義的字母ＨＱＩＢＰＥＸＥＺＭＵＧ，他估計這種密碼機應該有１２個密鑰輪。再根據(jù)布萊奇利莊園得到的其它“金槍魚”密文，這１２個字母位置中的１１個，每個都出現(xiàn)過２５個不同的字母，剩下的一個位置上，只出現(xiàn)過２３個不同的字母。因此，塔特估計密鑰數(shù)應該表現(xiàn)出長度為２５×２３＝５７５的周期性。于是他把密文中每個５位二進制數(shù)的第一位數(shù)字取出來，以５７５個為一行，分成７行，上下對齊進行比較，發(fā)現(xiàn)在斜方向上有許多重復。這意味著應該把周期長度設得小一些。于是塔特以５７４個二進制數(shù)字為一行，結(jié)果令人欣喜。塔特找到了破譯ＳＺ４０／４２的門。

到１９４２年初，布萊奇利莊園對ＳＺ４０／４２的內(nèi)部構(gòu)造已了如指掌，并請郵電部研究室造出了一臺模擬機，破譯每天用“金槍魚”加密的密文。由于工作量很大，從１９４３年３月開始到當年年底，一臺命名為“巨人”的電子計算機在布萊奇利莊園裝配成功，“巨人”成功地破譯了ＳＺ４０／４２密電。１９４４年６月，又一臺“巨人”在布萊奇利莊園建成。到１９４５年二戰(zhàn)結(jié)束時，已有１０臺“巨人”屹立在布萊奇利莊園。它們一共破譯了約六千三百萬字符的德國高層密電。特別是在諾曼底登陸戰(zhàn)役中，由“巨人”獲得的“超級”情報，不但提供了德軍關(guān)于這次戰(zhàn)役的全部命令，而且使盟軍得知德軍對他們欺騙戰(zhàn)術(shù)的全部反應。此后從希特勒與根舍·馮·克魯格將軍發(fā)生的爭吵，到希特勒在柏林地下室發(fā)出的“絕命電”，全在盟軍掌握之中。難怪有人說，布萊奇利莊園提供的“超級”情報使戰(zhàn)爭提早兩年結(jié)束。

長期以來，美國人一直說是他們于１９４６年建造了世界上第一臺電子計算機，英國人一直沒有異議，因為布萊奇利莊園，包括“巨人”，都是最高機密。直到１９７４年，根據(jù)英國的保密法規(guī)，這一段歷史解禁，才揭開了布萊奇利園在密碼史上的光輝一頁，“巨人”也隨之公諸于世?，F(xiàn)在英國人常說：“世界上第一臺電子計算機，不是美國的埃尼阿克，而是英國的‘巨人’?！薄?/p>

（原載《讀者導報》）