“二戰(zhàn)”時(shí)期英國布萊切利莊園與情報(bào)密碼破譯

Bletchley Park in Britain and the Deciphering of Intelligence Codes During World War II

Zhao Wenting

（School f Social Developmentand Public Management，Suzhou Universityof Scienceand Technology，Suzhou 215009）

Abstract：AftertheoutbreakofWorldWarI，BletchleyPark，whichhadbenanordinaryprivateestateinBritain，wastransfored intotheofficeof theGovermentCodeand Cypher Schol（GCamp;CS）．InordertodeciphertheintellgencefromtheGermanarmy，the Britishgovementrecuitedlargeumberofprofessoals tocarryoutthedecodingworkhere.Teseprofessonalswereotdauntedby dificultisanddecipheredalotofsignalsintellgenceinteudimentaryenvironment.Amongtem，theBombemachinedesignedbyTuringandWelchmantobeaktheEnigmaciphermacinegreatlyimprovedtespdofintellgencedeciphering，hichalsopromotedteintelligencedecipherinactivitisinBetchleyParkcomeanindispensablendmpoantpartiacievingvictorinteoblargainst fascism.

Keywords：BletchleyPark；GCamp;CS；Enigmaciphermachine；Bombemachine

布萊切利莊園位于英格蘭中部的白金漢郡，主體建筑坐落于米爾頓·凱恩斯市的布萊切利鎮(zhèn)。它是“二戰(zhàn)”時(shí)期英國政府密碼學(xué)校破解德軍信號(hào)情報(bào)的重要工作場所，又被稱為X電臺(tái)。在英國政府的領(lǐng)導(dǎo)之下，負(fù)責(zé)管理布萊切利莊園的軍官們從戰(zhàn)爭爆發(fā)之初就迅速召集了大批優(yōu)秀的密碼破譯工作者。經(jīng)過他們的不懈努力，大量來自德國的軍事情報(bào)被破譯出來，為縮短“二戰(zhàn)”的進(jìn)程和推動(dòng)盟軍獲取戰(zhàn)爭的勝利做出了重要貢獻(xiàn)。

一、布萊切利莊園與政府密碼學(xué)校

（一）莊園的早期概況

英國的布萊切利鎮(zhèn)曾經(jīng)只是一個(gè)普通的小村莊，直到十九世紀(jì)中葉，鐵路運(yùn)輸?shù)呐d起才將它變成了連通附近地區(qū)的交通樞紐。1883年，金融大亨赫伯特·萊昂買下了位于鎮(zhèn)上的布萊切利莊園，之后憑借著他所擁有的財(cái)富和影響力成為當(dāng)?shù)氐拿?。?dāng)他和妻子去世之后，莊園被賣給了一個(gè)計(jì)劃將其拆除的建筑商。

不過面對(duì)來自德國日益強(qiáng)烈的戰(zhàn)爭威脅，英國的議員們擔(dān)心國家缺乏足夠的防空設(shè)施，因此這座莊園幸運(yùn)地被從拆遷大潮中解救出來了[1]1-2。與此同時(shí)，英國政府正在考慮將成立于1919年的政府密碼學(xué)校遷往他處，因?yàn)樗挥趥惗厥兄行?，一旦英德之間爆發(fā)戰(zhàn)爭，那里將極易遭受德軍的轟炸。政府密碼學(xué)校的負(fù)責(zé)人休·辛克萊爵士恰好物色到了布萊切利莊園，并在1938年6月買下了它。在他的大力支持下，這里就成為英國政府密碼學(xué)校的搬遷選址，后來的事實(shí)證明辛克萊爵士做出了明智之選。

（二）政府密碼學(xué)校搬遷

1938年夏天，在德國對(duì)捷克斯洛伐克的侵略日益加劇的情況下，英國國內(nèi)的緊張氣氛也達(dá)到了極點(diǎn)。為了應(yīng)對(duì)這種形勢(shì)，1938年9月18日，作為“預(yù)演”，大部分政府密碼學(xué)校的工作人員以及一些軍情六處的人都被秘密轉(zhuǎn)移到了布萊切利莊園。雖然參與行動(dòng)的人們已經(jīng)知曉這次轉(zhuǎn)移只是“預(yù)演”，但他們都意識(shí)到在當(dāng)時(shí)的國際形勢(shì)下，“預(yù)演”很可能會(huì)以戰(zhàn)爭的形式而告終[1]18。不過，由于英國首相張伯倫在慕尼黑與希特勒達(dá)成了協(xié)議，危機(jī)暫時(shí)解除了，這些工作人員帶著復(fù)雜的心情返回了倫敦。但好景不長，蘇聯(lián)與德國的接近意味著英德戰(zhàn)爭將是無法避免的。對(duì)此，軍情六處于1939年8月15日發(fā)出召集特工人員前往布萊切利的電報(bào)，政府密碼學(xué)校的現(xiàn)有成員也就正式搬到了那里。

但是在剛搬過去的時(shí)候，工作人員的住宿環(huán)境擁擠不堪，連基礎(chǔ)的生活設(shè)施都存在著許多問題。這種狀況給密碼破譯工作帶來了極大困難，所以政府立刻就批準(zhǔn)了建造用于辦公的新木屋的提議。那些被迅速建好的新木屋雖然看起來像是臨時(shí)建筑，但最終長期占據(jù)了莊園內(nèi)的大部分場地。工作人員開始逐漸以部門為單位遷入特定的小屋，出于安全考慮，他們會(huì)采用所在小屋的編號(hào)作為自己部門的代號(hào)。因?yàn)楦鞑块T之間有著明確的分工，所以在一般情況下，如果知道某個(gè)小屋的編號(hào)，就可以大致判斷出屋內(nèi)工作人員的任務(wù)方向。各個(gè)小屋的工作人員都傾盡全力地去完成屬于自己的任務(wù)，他們的奉獻(xiàn)精神推動(dòng)著密碼破譯取得預(yù)期的進(jìn)展。

二、各有所長的莊園工作人員

（一）早期人員加入

雖然布萊切利莊園的譯碼工作最初是由辛克萊爵士負(fù)責(zé)指揮的，但是本就身體抱恙的他在不久之后病情惡化，因此阿利斯泰爾·丹尼斯頓就成為布萊切利莊園的新指揮官。1939年，丹尼斯頓來到布萊切利莊園的同時(shí)，讓政府密碼學(xué)校的部分早期破譯人員跟隨他來到了這里，其中包括性格多變但才華橫溢的阿爾弗雷德·諾克斯和弗蘭克·伯奇等人。伯奇身材矮小、禿頂，他除了對(duì)密碼異常敏銳之外，還曾是一位導(dǎo)演兼戲劇演員[2]13。像《愛麗絲夢(mèng)游仙境》中的三月兔等喜劇角色，都是他所擅長扮演的[3]17。在這一時(shí)期，還有不少見多識(shí)廣的密碼破譯人員都在布萊切利莊園工作。奧利弗·斯特拉奇是個(gè)既有幽默感又擅長音樂的人，他在莊園有關(guān)解碼蓋世太保信號(hào)的工作中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。喬?！扃暌彩且晃环浅Ｒ俗⒛康墓ぷ魅藛T，他平常舉止滑稽，經(jīng)常喜歡自言自語。人到中年的他體格魁梧，被同事們戲稱為“大熊”[2]14。這些都體現(xiàn)出了布萊切利莊園從最初就囊括了一群擁有獨(dú)特個(gè)性但在密碼破譯方面有著非凡天賦的工作人員。

（二）招募新的工作人員

“二戰(zhàn)”爆發(fā)之初，盡管已經(jīng)有不少相關(guān)人員遷入了布萊切利莊園，但真正從事密碼破譯等核心工作的人數(shù)占比較少，所以丹尼斯頓認(rèn)為需要緊急招募一些“教授型”的破譯人員。倫敦國王學(xué)院的德語教授弗雷德里克·諾曼在此時(shí)接受了招募，他很快就與隸屬于英國空軍部情報(bào)處的科學(xué)家瓊斯聯(lián)手，成功破解了引導(dǎo)德軍轟炸機(jī)飛向目標(biāo)的無線電波，使空軍部能夠安排作為誘餌的無線電波來誤導(dǎo)德軍轟炸機(jī)[3]53-55。除了招募諾曼這樣德高望重的教授，丹尼斯頓花了很多時(shí)間訪問牛津大學(xué)和劍橋大學(xué)，希望找到能夠?yàn)椴既R切利莊園工作的優(yōu)秀年輕人。年輕的數(shù)學(xué)家艾倫·圖靈就是這樣的一位天才，他于1939年在政府密碼學(xué)校參加了人門課程的學(xué)習(xí)，此后便致力于破解德軍使用的“恩尼格碼”密碼機(jī)，劍橋大學(xué)的年輕數(shù)學(xué)講師戈登·韋爾奇曼也加人了這個(gè)行列。隨著戰(zhàn)爭的進(jìn)行，不同類型的工作人員都在不斷增加。除了學(xué)者，還有很多女性翻譯和文職人員來到了布萊切利莊園，幫助解讀德軍的各種情報(bào)。此外，小說家安格斯·威爾遜和詹姆斯·邦德的創(chuàng)作者一當(dāng)時(shí)從事情報(bào)工作的伊恩·弗萊明等人，都曾在布萊切利莊園工作過。

三、破解“恩尼格碼”密碼機(jī)

（一）復(fù)雜的密碼機(jī)

早在“二戰(zhàn)”爆發(fā)之前，英國情報(bào)部門就已經(jīng)了解到德國人使用一種被稱為“恩尼格碼”的密碼機(jī)對(duì)情報(bào)進(jìn)行加密。這種密碼機(jī)的結(jié)構(gòu)十分繁瑣，但是安全性極高，德軍最高統(tǒng)帥部在進(jìn)行秘密通信時(shí)都會(huì)用它來加密信息。“恩尼格碼”密碼機(jī)的核心由三個(gè)轉(zhuǎn)子組成，每個(gè)轉(zhuǎn)子內(nèi)部的線路結(jié)構(gòu)都很復(fù)雜。使用者在鍵盤上每按下一個(gè)字母之后，所有轉(zhuǎn)子都會(huì)按照一定的規(guī)律依次轉(zhuǎn)動(dòng)，因此電信號(hào)也隨之流經(jīng)各個(gè)轉(zhuǎn)子，經(jīng)過反射器反射之后再輸出。這樣一來，原本的字母在輸出時(shí)就會(huì)被隨機(jī)轉(zhuǎn)換成另一個(gè)完全不同的字母。由于在每次輸入字母時(shí)，轉(zhuǎn)子的位置都會(huì)發(fā)生變化，所以就算連續(xù)多次輸入同一個(gè)字母，也不會(huì)得到相同的轉(zhuǎn)換結(jié)果。情報(bào)接收者可以在擁有密鑰的情況下，先把密碼機(jī)的初始狀態(tài)設(shè)置成與加密者輸入信息前相同的情況，再把收到的信息原封不動(dòng)地輸進(jìn)密碼機(jī)。在這種情況下，密碼機(jī)依靠內(nèi)部的電信號(hào)反射器，以逆推的方式將加密后得到的字母轉(zhuǎn)換回原本的字母再輸出。此外，為了增強(qiáng)密碼機(jī)的安全性，設(shè)計(jì)者還設(shè)置了一個(gè)印有26個(gè)字母的接線板，每個(gè)字母都有對(duì)應(yīng)的孔洞。這些孔洞可以被帶有雙端插頭的電纜連接起來，被成功連接的兩個(gè)字母即可進(jìn)行互換。使用者會(huì)在輸入信息前，先隨機(jī)選擇幾對(duì)字母進(jìn)行兩兩替換，這種先進(jìn)行一次人工加密的方式，無疑極大地增加了“恩尼格碼”密碼機(jī)的破解難度。

不過，布萊切利莊園的工作人員并非最早嘗試破解“恩尼格碼”密碼機(jī)的群體。先前從法國特工手里獲得了密碼機(jī)相關(guān)情報(bào)、以波蘭密碼學(xué)家雷耶夫斯基為代表的波蘭團(tuán)隊(duì)在破解“恩尼格碼”密碼機(jī)方面取得了重大突破。但是，德軍在1938年底修改了密碼機(jī)的構(gòu)造，這使得破解任務(wù)變得更加困難。在這次修改中，德國工程師們想辦法增加了插線板上可交換的字母對(duì)數(shù)的數(shù)量，并將可用轉(zhuǎn)子數(shù)從三個(gè)增加到了五個(gè)[4]。使用者在操作時(shí)需要先從五個(gè)轉(zhuǎn)子中隨機(jī)挑選三個(gè)安裝到密碼機(jī)上，這讓機(jī)器的初始設(shè)置有了更多的可能性。為了更快地破解改造后的“恩尼格碼”密碼機(jī)，波蘭的密碼學(xué)家與英國情報(bào)部門取得聯(lián)系，向他們提供了密碼機(jī)的克隆機(jī)器，同時(shí)也將用于破譯它的、被稱為“炸彈”的機(jī)器交給了英國，這為布萊切利莊園的譯碼工作提供了巨大的支持。

（二）對(duì)密碼破解方法的不斷探索

要想成功破譯一條情報(bào)，了解密碼機(jī)精確的初始配置是至關(guān)重要的，這包括機(jī)器中有哪些轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子的順序以及插線板上插頭的位置情況。幸運(yùn)的是，德軍會(huì)將這些設(shè)置以密鑰的形式告知情報(bào)的接收者。在輸入情報(bào)內(nèi)容前，發(fā)送者會(huì)先記下各個(gè)轉(zhuǎn)子的起始字母，再用這三個(gè)字母組成消息密鑰，之后在消息開頭將其輸入兩遍，這種重復(fù)輸入具有同樣含義字母的行為就成為破譯密碼機(jī)的一個(gè)突破口[5]。在得知德軍有這種發(fā)送密鑰的習(xí)慣之后，譯碼人員就可以從每條密電中包含了重復(fù)文字的前六個(gè)字母入手，經(jīng)過日復(fù)一日的推算，回溯到密電的其余部分[2]73-74。諾克斯在這個(gè)過程中發(fā)現(xiàn)了所謂的“希莉”原理，也就是鎖定由于德軍的疏忽而被重復(fù)使用的密鑰，可以加速尋找出字母的加密規(guī)律。該原理是用一位德國操作員的女友希莉的名字命名的，因?yàn)檫@位操作員喜歡把他女友名字的簡稱用作消息密鑰。布萊切利莊園的工作人員還會(huì)針對(duì)敵方每天定時(shí)發(fā)送的天氣預(yù)報(bào)和其他常規(guī)信息不斷進(jìn)行測試，以找出其中的固定搭配來破譯密電。此外，密碼機(jī)不會(huì)將被按下的字母加密為這個(gè)字母的設(shè)計(jì)造成了漏洞，因?yàn)檫@使得工作人員在猜測字母加密方法時(shí)能夠最大限度地使用排除法。

但是，即使有了這些方法，人工破解“恩尼格碼”密碼機(jī)仍然需要耗費(fèi)大量時(shí)間，而且還有眾多情報(bào)完全無法依靠人工破譯。波蘭密碼學(xué)家所制造的“炸彈”機(jī)在德軍改造密碼機(jī)后無法發(fā)揮實(shí)際作用，因此發(fā)明新的實(shí)用型譯碼機(jī)就顯得十分必要。在新譯碼機(jī)的研發(fā)方面，圖靈和韋爾奇曼發(fā)揮了關(guān)鍵作用。圖靈認(rèn)為，盡管由于“恩尼格碼”密碼機(jī)的使用而產(chǎn)生出了數(shù)量令人生畏的字母加密規(guī)則，但這本質(zhì)上只是機(jī)器按照一定的程序完成的。根據(jù)這種本質(zhì)，他推斷出“恩尼格碼”密碼機(jī)一定也可以利用機(jī)械方法來破解—如果帶有轉(zhuǎn)子、電線和電路板的機(jī)器可以用來加密，那么運(yùn)用涉及電路的系統(tǒng)肯定能夠成功完成解密[2]94。帶著這種想法，在經(jīng)過大量研究之后，圖靈為專門破解“恩尼格碼”密碼機(jī)的新“炸彈”機(jī)的生產(chǎn)提供了理論基礎(chǔ)。不過，這里的“炸彈”機(jī)只是在名稱上繼承了波蘭的“炸彈”機(jī)，而在結(jié)構(gòu)和使用方式上都與后者有著很大差別。

（三）“炸彈”機(jī)的應(yīng)用與升級(jí)

圖靈設(shè)計(jì)的“炸彈”機(jī)的原理與“恩尼格碼”密碼機(jī)的原理是類似的，它通過對(duì)密碼機(jī)替換字母的行為進(jìn)行模擬，能夠?qū)⑤斎氲淖帜讣用艹赏耆煌淖帜冈佥敵?。要想使“炸彈”機(jī)發(fā)揮作用，需要有著被稱為“搖籃”的單詞作為基礎(chǔ)。在“炸彈”機(jī)開始工作前，人們需要利用“希莉”原理或排除法，對(duì)照著各類密電進(jìn)行推算，找出一些可能被確定含義的單詞用作“搖籃”。之后再將作為“搖籃”的單詞輸入“炸彈”機(jī)，機(jī)器就會(huì)模擬“恩尼格碼”密碼機(jī)的運(yùn)作方式，不斷嘗試各種字母替換模式，來測試被輸人的單詞是否符合某種加密方式。如果恰好遇到符合的情況，被輸人的單詞就將成為之后破譯更多情報(bào)文本的基礎(chǔ)?！罢◤棥睓C(jī)所得到的各類測試結(jié)果都會(huì)被記錄下來，它對(duì)密碼機(jī)加密方式的反推和試錯(cuò)代替了工作人員的手工推算，大大加快了布萊切利莊園譯碼工作的速度。盡管它仍然需要人類的橫向思維來提供初始數(shù)據(jù)才能運(yùn)行，但比起手工破譯情報(bào)來說已經(jīng)取得了革命性的進(jìn)步。

第一臺(tái)“炸彈”機(jī)于1940年3月投入使用，它是一臺(tái)非常龐大的機(jī)器。按照當(dāng)時(shí)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，建造這樣一臺(tái)機(jī)器的費(fèi)用是極其高昂的，所以“炸彈”機(jī)的設(shè)計(jì)和制造總共獲得了10萬英鎊的預(yù)算。但第一臺(tái)“炸彈”機(jī)的效率卻并不高，因?yàn)橐幚磉^多的數(shù)據(jù)，所以它經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤的停止，這使得人們需要耗費(fèi)大量時(shí)間才能測得密碼機(jī)對(duì)一些單詞的正確加密規(guī)律。對(duì)此，韋爾奇曼發(fā)明了一種帶有導(dǎo)線的對(duì)角線板來解決問題，它的應(yīng)用標(biāo)志著“炸彈”機(jī)的設(shè)計(jì)取得了關(guān)鍵性突破。對(duì)角線板是一塊帶有導(dǎo)線的電路板，韋爾奇曼用26個(gè)字母作為標(biāo)記，使每個(gè)字母對(duì)應(yīng)著26條導(dǎo)線。在對(duì)所有導(dǎo)線進(jìn)行編號(hào)之后，就可以通過連接特定編號(hào)的導(dǎo)線，來將這些導(dǎo)線組合成一個(gè)整體。像這樣按編號(hào)連接導(dǎo)線的方式，類似于將國際象棋棋盤上的格子按編號(hào)以對(duì)角線的形式進(jìn)行連接，所以這種電路板被稱為“對(duì)角線板”。將對(duì)角線板裝在“炸彈”機(jī)上之后，工作人員就可以先輸入單詞，再通過監(jiān)測對(duì)角線板上電流經(jīng)過的位置是否正確，來加速驗(yàn)證出該單詞是否符合某種加密方式，這極大地提高了“炸彈\"機(jī)的工作效率。有了這樣的機(jī)器，再加上布萊切利莊園的工作人員們夜以繼日的努力，越來越多的德軍情報(bào)被破譯出來。這些情報(bào)中的重要內(nèi)容都被送到了各級(jí)軍事指揮官手上，對(duì)英軍的后繼行動(dòng)提供了不可估量的指導(dǎo)作用。

四、結(jié)語

“炸彈”機(jī)的應(yīng)用使英國在“二戰(zhàn)”中掌握了大量的德軍情報(bào)，這些情報(bào)不僅為英軍在戰(zhàn)場上的許多戰(zhàn)略行動(dòng)提供了極大的幫助，而且還防止了其他被戰(zhàn)爭影響的相關(guān)行業(yè)受到更大的傷害。1941年，英軍從德軍一艘被俘的U型潛艇上繳獲了完整的“恩尼格碼”密碼機(jī)和相關(guān)密碼本，并將之迅速送到布萊切利莊園進(jìn)行分析。因此，在之后的一段時(shí)間內(nèi)，德國海軍的大部分情報(bào)都能夠被破譯出來，對(duì)當(dāng)時(shí)英國的航運(yùn)業(yè)起到了重要的保護(hù)作用。此外，布萊切利莊園與英國當(dāng)時(shí)專門管理雙重間諜的機(jī)構(gòu)有著一定的合作關(guān)系。這有利于英軍在掌握了德軍的情報(bào)之后，使用雙重間諜將編造好的虛假消息傳遞給德國人，這樣就可以在減少不必要的傷亡的同時(shí)對(duì)德軍進(jìn)行欺騙和誘導(dǎo)。這些都充分說明布萊切利莊園的譯碼工作對(duì)幫助英國和反法西斯同盟取得戰(zhàn)爭的最終勝利有著無法替代的作用。對(duì)德軍情報(bào)迅速且準(zhǔn)確的破譯，展現(xiàn)出了布萊切利莊園的工作人員有著百折不撓的高尚品格與自愿為密碼破譯事業(yè)而獻(xiàn)身的奮斗精神，他們的研究成果對(duì)戰(zhàn)后計(jì)算機(jī)事業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了持續(xù)的推動(dòng)作用。時(shí)至今日，在2023年承辦了第一屆全球人工智能安全峰會(huì)的布萊切利莊園依然在為世界計(jì)算機(jī)行業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步發(fā)揮著獨(dú)特的作用。

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作者簡介：趙文婷（1999—），女，漢族，安徽蕪湖人，單位為蘇州科技大學(xué)社會(huì)發(fā)展與公共管理學(xué)院，研究方向?yàn)橛⒙?lián)邦國家歷史文化。

（責(zé)任編輯：朱希良）