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2024-03-07 18:31:04

恩尼格玛密码机_百度百科

密码机_百度百科网页新闻贴吧知道网盘图片视频地图文库资讯采购百科百度首页登录注册进入词条全站搜索帮助首页秒懂百科特色百科知识专题加入百科百科团队权威合作下载百科APP个人中心恩尼格玛密码机播报讨论上传视频一种用于加密与解密文件的密码机收藏查看我的收藏0有用+10本词条由《中国科技信息》杂志社参与编辑并审核，经科普中国·科学百科认证。在密码学史中，恩尼格玛密码机（德语：Enigma，又译哑谜机，或“谜”式密码机）是一种用于加密与解密文件的密码机。确切地说，恩尼格玛是对二战时期纳粹德国使用的一系列相似的转子机械加解密机器的统称，它包括了许多不同的型号，为密码学对称加密算法的流加密。中文名恩尼格玛密码机外文名Enigma学科密码学创办时间 1918年目录1加密原理2发明历史3弱点4军事装备5小说角色6破译过程7仪器设备▪军用恩尼格玛机▪恩尼格玛机▪新型恩尼格玛机▪商用恩尼格玛机加密原理播报编辑恩尼格玛密码机内部结构图键盘一共有26个键，键盘排列和广为使用的计算机键盘基本一样，只不过为了使通讯尽量地短和难以破译，空格、数字和标点符号都被取消，而只有字母键。键盘上方就是显示器，这可不是意义上的屏幕显示器，只不过是标示了同样字母的26个小灯泡，当键盘上的某个键被按下时，和这个字母被加密后的密文字母所对应的小灯泡就亮了起来，就是这样一种近乎原始的“显示”。在显示器的上方是三个直径6厘米的转子，它们的主要部分隐藏在面板下，转子才是“恩尼格玛”密码机最核心关键的部分。如果转子的作用仅仅是把一个字母换成另一个字母，那就是密码学中所说的“简单替换密码”，而在公元九世纪，阿拉伯的密码破译专家就已经能够娴熟地运用统计字母出现频率的方法来破译简单替换密码，柯南·道尔在他著名的福尔摩斯探案《跳舞的小人》里就非常详细地叙述了福尔摩斯使用频率统计法破译跳舞人形密码（也就是简单替换密码）的过程。——之所以叫“转子”，因为它会转！这就是关键！当按下键盘上的一个字母键，相应加密后的字母在显示器上通过灯泡闪亮来显示，而转子就自动地转动一个字母的位置。举例来说，当第一次键入A，灯泡B亮，转子转动一格，各字母所对应的密码就改变了。第二次再键入A时，它所对应的字母就可能变成了C；同样地，第三次键入A时，又可能是灯泡D亮了。——这就是“恩尼格玛”难以被破译的关键所在，这不是一种简单替换密码。同一个字母在明文的不同位置时，可以被不同的字母替换，而密文中不同位置的同一个字母，又可以代表明文中的不同字母，字母频率分析法在这里丝毫无用武之地了。这种加密方式在密码学上被称为“复式替换密码”。 [1]但是如果连续键入26个字母，转子就会整整转一圈，回到原始的方向上，这时编码就和最初重复了。而在加密过程中，重复的现象就很是最大的破绽，因为这可以使破译密码的人从中发现规律。于是“恩尼格玛”又增加了一个转子，当第一个转子转动整整一圈以后，它上面有一个齿轮拨动第二个转子，使得它的方向转动一个字母的位置。假设第一个转子已经整整转了一圈，按A键时显示器上D灯泡亮；当放开A键时第一个转子上的齿轮也带动第二个转子同时转动一格，于是第二次键入A时，加密的字母可能为E；再次放开键A时，就只有第一个转子转动了，于是第三次键入A时，与之相对应的就是字母就可能是F了。因此只有在26x26=676个字母后才会重复原来的编码。而事实上“恩尼格玛”有三个转子（二战后期德国海军使用的“恩尼格玛”甚至有四个转子！），那么重复的概率就达到26x26x26=17576个字母之后。在此基础上谢尔比乌斯十分巧妙地在三个转子的一端加上了一个反射器，把键盘和显示器中的相同字母用电线连在一起。反射器和转子一样，把某一个字母连在另一个字母上，但是它并不转动。乍一看这么一个固定的反射器好像没什么用处，它并不增加可以使用的编码数目，但是把它和解码联系起来就会看出这种设计的别具匠心了。当一个键被按下时，信号不是直接从键盘传到显示器，而是首先通过三个转子连成的一条线路，然后经过反射器再回到三个转子，通过另一条线路再到达显示器上，比如说A键被按下时，亮的是D灯泡。如果这时按的不是A键而是D键，那么信号恰好按照上面A键被按下时的相反方向通行，最后到达A灯泡。换句话说，在这种设计下，反射器虽然没有像转子那样增加不重复的方向，但是它可以使解码过程完全重现编码过程。使用“恩尼格玛”通讯时，发信人首先要调节三个转子的方向（而这个转子的初始方向就是密匙，是收发双方必须预先约定好的），然后依次键入明文，并把显示器上灯泡闪亮的字母依次记下来，最后把记录下的闪亮字母按照顺序用正常的电报方式发送出去。收信方收到电文后，只要也使用一台“恩尼格玛”，按照原来的约定，把转子的方向调整到和发信方相同的初始方向上，然后依次键入收到的密文，显示器上自动闪亮的字母就是明文了。加密和解密的过程完全一样，这就是反射器的作用，同时反射器的一个副作用就是一个字母永远也不会被加密成它自己，因为反射器中一个字母总是被连接到另一个不同的字母。“恩尼格玛”加密的关键就在于转子的初始方向。当然如果敌人收到了完整的密文，还是可以通过不断试验转动转子方向来找到这个密匙，特别是如果破译者同时使用许多台机器同时进行这项工作，那么所需要的时间就会大大缩短。对付这样“暴力破译法”（即一个一个尝试所有可能性的方法），可以通过增加转子的数量来对付，因为只要每增加一个转子，就能使试验的数量乘上26倍！不过由于增加转子就会增加机器的体积和成本，而密码机又是需要能够便于携带的，而不是一个带有几十个甚至上百个转子的庞然大物。那么方法也很简单，“恩尼格玛”密码机的三个转子是可以拆卸下来并互相交换位置，这样一来初始方向的可能性一下就增加了六倍。假设三个转子的编号为1、2、3，那么它们可以被放成123－132－213－231-312－321这六种不同位置，当然收发密文的双方除了要约定转子自身的初始方向，还要约好这六种排列中的一种。转子的图片集(3张)而除了转子方向和排列位置，“恩尼格玛”还有一道保障安全的关卡，在键盘和第一个转子之间有块连接板。通过这块连接板可以用一根连线把某个字母和另一个字母连接起来，这样这个字母的信号在进入转子之前就会转变为另一个字母的信号。这种连线最多可以有六根（后期的“恩尼格玛”甚至达到十根连线），这样就可以使6对字母的信号两两互换，其他没有插上连线的字母则保持不变。当然连接板上的连线状况也是收发双方预先约定好的。就这样转子的初始方向、转子之间的相互位置以及连接板的连线状况就组成了“恩尼格玛”三道牢不可破的保密防线，其中连接板是一个简单替换密码系统，而不停转动的转子，虽然数量不多，但却是点睛之笔，使整个系统变成了复式替换系统。连接板虽然只是简单替换却能使可能性数目大大增加，在转子的复式作用下进一步加强了保密性。让我们来算一算经过这样处理，要想通过“暴力破解法”还原明文，需要试验多少种可能性：三个转子不同的方向组成了26x26x26=17576种可能性；三个转子间不同的相对位置为6种可能性；连接板上两两交换6对字母的可能性则是异常庞大，有100,391,791,500种；于是一共有17576x6x100,391,791,500，其结果大约为10,000,000,000,000,000！即一亿亿种可能性！这样庞大的可能性，换言之，即便能动员大量的人力物力，要想靠“暴力破解法”来逐一试验可能性，那几乎是不可能的。而收发双方，则只要按照约定的转子方向、位置和连接板连线状况，就可以非常轻松简单地进行通讯了。这就是“恩尼格玛”密码机的保密原理。发明历史播报编辑美国大片《U-571》，告诉人们“恩尼格玛”密码机是战争中，同盟国费尽心机想要获得的尖端秘密，是战胜德国海军潜艇的关键所在。历史也确实如此，对于潜艇作战，尤其是德国海军的“狼群”战术来说，无线电通讯是潜艇在海上活动，获取信息通报情况的最重要的手段，而“恩尼格玛”密码机则是关乎整个无线电通讯安全的设备，其重要性可想而知。 [2]自从无线电和摩尔斯电码问世后，军事通讯进入了一个崭新的时代，但是无线电通讯完全是一个开放的系统，在己方接受电文的同时，对方也可“一览无遗”，因此人类历史上伴随战争出现的密码，也就立即与无线电结合，出现了无线电密码。直到第一次世界大战结束，所有无线电密码都是使用手工编码。毫无疑问，手工编码效率极其低下，同时由于受到手工编码与解码效率的限制，使得许多复杂的保密性强的加密方法无法在实际中应用，而简单的加密方法又很容易被破译，因此在军事通讯领域，急需一种安全可靠，而又简便有效的方法。1918年德国发明家亚瑟·谢尔比乌斯（Arthur Scherbius）和理查德·里特（Richard Ritter）创办了一家新技术应用公司，曾经学习过电气应用的谢尔比乌斯，想利用现代化的电气技术，来取代手工编码加密方法，发明一种能够自动编码的机器。谢尔比乌斯给自己所发明的电气编码机械取名“恩尼格玛”（ENIGMA，意为哑谜），乍看是个放满了复杂而精致的元件的盒子，粗看和打字机有几分相似。可以将其简单分为三个部分：键盘、转子和显示器。操作步骤德军的各支部队使用一些不同的通讯线路，每条线路中的恩尼格玛密码机都有不同的设置。为了使一条信息能够正确地被加密及解密，发送信息与接收信息的恩尼格玛密码机的设置必须相同；转子必须一模一样，而且它们的排列顺序，起始位置和接线板的连线也必须相同。所有这些设置都需要在使用之前确定下来，并且会被记录在密码本中。恩尼格玛密码机的设置包含了以下几个方面：转子：转子的结构及顺序。起始位置：由操作员决定，发送每条消息时都不一样。字母环：字母环与转子线路的相对位置。接线板：接线板的连线。在末期版本中还包括了反射器的线路。恩尼格玛密码机被设计成即使在转子的线路设置被敌人知道时仍然会很安全，尽管在实际使用中德军尽了全力来防止线路设置被泄露出去。如果线路设置为未知，那么最多需要尝试10种情况才可能推算出恩尼格玛密码机的密码；当线路和其它一些设置已知时，也最多需要尝试10次。恩尼格玛密码机的使用者对它的保密性很有信心，因为敌人不可能使用穷举法来找出密码。指示器恩尼格玛密码机的大部分设置都会在一段时间（一般为一天）以后被更换。但是，转子的起始位置却是每发送一条信息就要更换的，因为如果一定数量的文件都按照相同的加密设置来加密的话，密码学家就会从中得到一些信息，并且有可能利用频率分析来破译这个密码。为了防止这种事情发生，转子的起始位置在每次发送信息之前都会被改变。这个方法被称作“指示器步骤”。最早期的指示器步骤成为了波兰密码学家破译恩尼格玛密码机密码的突破口。在这个步骤中，操作员会先按照密码本中的记录来设置机器，我们假设这时的转子位置为AOH，之后他会随意打三个字母，假设为EIN，接着为了保险起见，他会将这三个字母重新打一遍。这六个字母会被转换成其它六个字母，这里假设为XHTLOA。最后，操作员会将转子重新设置为EIN，即他一开始打的三个字母，之后输入密电原文。在接收方将信息解密时，他会使用相反的步骤。首先，他也会将转子按照密码本中的记录设置好，然后他就会打入密文中的头六个字母，即XHTLOA，如果发送方操作正确的话，显示板上就会显示EINEIN。这时接收方就会将转子设置为EIN，之后他就可将密电打入而得到原文了。这个步骤的保密性差主要有两个原因。首先，操作员将转子的设置打到了密电中，这就使第三方能够得知转子设置。第二，这个步骤中出现了重复输入，而这是一个严重的错误。这个弱点使波兰密码局早在1932年就破译了二战之前的德军恩尼格玛系统。但是从1940年开始，德国改变了这个步骤，它的安全性也就提高了。这个步骤只被用于德国陆军和空军。德国海军发送信息的步骤要复杂的多。在被恩尼格玛密码机发送之前，信息会先被Kurzsignalheft密码本进行加密。这个密码本将一个句子替换为了四个字母。它转化的句子包括了补给、位置、港湾名称、国家、武器、天气、敌人位置、日期和时间等内容。缩写与指导德国陆军的恩尼格玛密码机的键盘上只有26个字母，标点符号由字母组合来代替，X相当于空格。在各军种的恩尼格玛密码机中，X都相当于句号。有一些标点符号在不同军种的密码系统中被不同的字母组合代替。陆军的系统使用ZZ来表示逗号，FRAGE或FRAQ则表示问号。但是德国海军用来表示逗号及问号的则分别为Y和UD。Acht（意为“八”）和Richtung（意为“方向”）中的字母组合CH则由Q来代替。CENTA、MILLE和MYRIA分别表示两个、三个和四个零。德国陆军和空军将每条信息都翻译成5个字母的代码。使用四转子恩尼格玛密码机的德国海军则将信息翻译成4字母代码。经常用到的词语代码与原词语的差别越大越好。Minensuchboot（意为“扫雷艇”）这样的词语可以被表示为MINENSUCHBOOT、MINBOOT、MMMBOOT 或MMM354。比较长的信息会被分成几个部分来发送。弱点播报编辑在第一次世界大战期间，英国的情报机关非常严密地监控了德国方面的通讯，丘吉尔的书和英国海军部的报告中透露的消息只不过是一鳞半爪。事实上，将美国引入一次大战的齐末曼（Arthur Zimmermann，1916年起任德国外交部长）电报就是由著名的英国40局破译的。在此电报中德国密谋墨西哥对美国发动攻击，这使得美国最终决定对德宣战。但是英国人的障眼法用得如此之好，使得德国人一直以为是墨西哥方面泄漏了秘密。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——ENIGMA开始投入使用。德国方面使用的ENIGMA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ENIGMA一筹莫展。德国从此拥有了世界上最为可靠的通讯保密系统。一次大战的战胜国很快就放弃了破译这种新型密码的努力。也许是出于自信，在他们看来，在凡尔赛条约约束下的德国已经造成不了什么危害。由于看不到破译德国密码的必要性，盟国的密码分析专家懒散下来，干这一行的头脑似乎也变得越来越平庸。在科学的其他领域，我们说失败乃成功之母；而在密码分析领域，我们则应该说恐惧乃成功之母。普法战争造就了法国一代优秀的密码分析专家，而一次大战中英国能够破译德国的通讯密码，对失败的极大恐惧产生的动力无疑起了巨大的作用。历史又一次重演。因为在欧洲有一个国家对德国抱有这种极大的恐惧——这就是在一战灰烬中浴火重生的新独立的波兰。在她的西面，是对失去旧日领土耿耿于怀的德国，而在东面，则是要输出革命的苏维埃联盟。对于波兰来说，关于这两个强邻的情报是有关生死存亡的大事，波兰的密码分析专家不可能像他们的英美法同事那样爱干不干——他们必须知道这两个大国都在想什么。在此情况下波兰设立了自己的破译机构，波军总参二局密码处（Biuro Szyfrow）。密码处的高效率在1919-1920年波苏战争中明显地体现出来，军事上屡尝败绩的波兰在密码分析方面却一枝独秀。在苏军兵临华沙城下的情况下，1920年一年他们破译了大约400条苏军信息。在对西面德国的通讯的监控方面，波兰人也保持了同样的高效率——直到1926年ENIGMA登场。波兰人想方设法搞到了一台商用的ENIGMA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，没有这个情报，想要破译德军的电报可谓难如登天。波兰人使出了浑身的解数，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——当然和所有的“大师”一样，一遇上这种硬碰硬的事情，神乎其神的天眼通也不灵了。这时事情有了转机。汉斯-提罗·施密特汉斯-提罗·施密特（Hans-Thilo Schimdt）于1888年出生在柏林的一个中产阶级家庭里，一次大战时当过兵打过仗。根据凡尔赛条约，战败后的德国进行了裁军，施密特就在被裁之列。退了伍后他开了个小肥皂厂，心想下海从商赚点钱。结果战后的经济萧条和通货膨胀让他破了产。此时他不名一文，却还有一个家要养。和他潦倒的处境相反，他的大哥鲁道夫（Rudolph）在战后春风得意。和汉斯-提罗一样都是一次大战的老兵，可鲁道夫没有被裁减，相反却一路高升。到了二十年代，他当上了德国通讯部门的头头，就是他正式命令在军队中使用ENIGMA。和大哥的成功比起来，汉斯-提罗自然觉得脸上无光。可是破产后汉斯-提罗不得不放下自尊心来去见大哥，求他在政府部门替自己谋个职位。鲁道夫给他的二弟在密码处（Chiffrierstelle）找了个位置。这是专门负责德国密码通讯的机构——ENIGMA的指挥中心，拥有大量绝密情报。汉斯-提罗把一家留在巴伐利亚，因为在那里生活费用相对较低，勉强可以度日。就这样他一个人孤零零地搬到了柏林，拿着可怜的薪水，对大哥又羡又妒，对抛弃他的社会深恶痛绝。接下来的事情可想而知。如果把自己可以轻松搞到的绝密情报出卖给外国情报机构，一方面可以赚取不少自己紧缺的钱，一方面可以以此报复这个抛弃了他的国家。1931年11月8日，施密特化名为艾斯克（Asche）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有关ENIGMA操作和转子内部线路的资料，得到一万马克。靠这两份资料，盟国就完全可以复制出一台军用的ENIGMA机。不过事情并不像想象的那么简单。要破译ENIGMA密码，靠这些情报还远远不够。德军的一份对ENIGMA的评估写道：“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。”就算有了一台ENIGMA，如果不知道密钥（就是转子自身的初始方向，转子之间的相互位置，以及连接板连线的状况）的话，想破译电文，就要尝试数以亿亿计的组合，这是不现实的。“加密系统的保密性只应建立在对密钥的保密上，不应该取决于加密算法的保密。”这是密码学中的金科玉律。加密算法可以直接是某个抽象的数学算法，比如通用的DEA和RSA算法，也可以是实现某个算法的像ENIGMA这样的加密机械或专门用于加密的电子芯片等加密器件，还可以是经过编译的在计算机上可执行的加密程序，比如在互联网通信中被广泛使用的PGP（Pretty Good Privacy）。因为对加密算法的保密是困难的。对手可以用窃取、购买的方法来取得算法、加密器件或者程序。如果得到的是加密器件或者程序，可以对它们进行反向工程而最终获得加密算法。如果只是密钥失密，那么失密的只是和此密钥有关的情报，日后通讯的保密性可以通过更换密钥来补救；但如果是加密算法失密，而整个系统的保密性又建立在算法的秘密性上，那么所有由此算法加密的信息就会全部暴露。更糟糕是，为了使以后的通讯保持秘密，必须完全更换加密算法，这意味着更新加密器械或更换程序。比起简单地更换密钥，这要耗费大量财富和管理资源（大规模更换加密器械和程序会使对手更有机会乘虚而入！）。正如前面所言，ENIGMA的设计使得搞到了它的秘密的法国人也一筹莫展。法国密码分析人员断定这种密码是不可破译的。他们甚至根本就懒得根据搞到的情报去复制一台ENIGMA。在法国和波兰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ENIGMA的情报。既然看来自己拿着也没什么用，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ENIGMA对波兰来说至关重要，就算死马也要当作活马医。现在他们总算能迈出最初的一步了。在施密特提供的关于ENIGMA的情报中，不仅有关于ENIGMA构造和转子内部连线的描述，还有德国人使用ENIGMA进行编码的具体规定。每个月每台ENIGMA机的操作员都会收到一本当月的新密钥，上面有此月每天使用的密钥。比如说，第一天的密钥可以是这个样子：1.连接板的连接：A/L-P/R-T/D-B/W-K/F-O/Y。2.转子的顺序：2,3,1；转子的初始方向：Q-C-W。当操作员要发送某条消息时，他首先从密钥本中查到以上信息。然后按照上面的规定，首先用连线把连接板上的A字母和L字母，P字母和R字母……连接起来；然后把2号转子放在ENIGMA的第一个转子位置上，把3号转子放在第二个位置上，把1号转子放在第三个位置上；最后，他调整转子的方向（从照片上可以看到每个转子的边上都刻着一圈字母用来显示转子所处的方向），使得三个转子上的字母Q、C和W分别朝上。在接收信息的另一方，操作员也进行同样的准备（他也有一本同样的密钥本），就可以进行收信解码的工作了。调整好ENIGMA，操作员可以开始对明文加密了。但是我们看到每天只有一个密钥，如果这一天的几百封电报都以这个密钥加密发送的话，暗中截听信号的敌方就会取得大量的以同一密钥加密的信息，这对保密工作来说不是个好兆头。我们记得在简单替换密码的情况下，如果密码分析专家能得到大量的密文，就可以使用统计方法将其破解。尽管不知道对ENIGMA是否可以采用类似的统计方法，德国人还是留了个心眼。他们决定在按当日密钥调整好ENIGMA机后并不直接加密要发送的明文。相反地，首先发送的是一个新的密钥。连接板的连线顺序和转子的顺序并不改变，和当日通用的密钥相同；相反地，转子的初始方向将被改变。操作员首先按照上面所说的方法按当日密钥调整好ENIGMA，然后随机地选择三个字母，比如说PGH。他把PGH在键盘上连打两遍，加密为比如说KIVBJE（注意到两次PGH被加密为不同的形式，第一次KIV，第二次BJE，这正是ENIGMA的特点，它是一种复式替换密码）。然后他把KIVBJE记在电文的最前面。接着他重新调整三个转子的初始方向到PGH，然后才正式对明文加密。用这种方法每一条电文都有属于自己的三个表示转子初始方向的密钥。把密钥输入两遍是为了防止偶然的发报或者接收错误，起着纠错的作用。收报一方在按当日密钥调整好ENIGMA机后，先输入密文的头六个字母KIVBJE，解密得到PGHPGH，于是确认没有错误。然后把三个转子的初始方向调整到PGH，接着就可以正式解密其余的密文了。如果不使用对每条电文都不同的密钥，那么每天很可能总共会有几千条电文也就是几百万个字母的消息以同一个密钥加密。而采用每条电文都有自己的密钥这个方法后，当日密钥所加密的就是很少的几万个字母，而且这些字母都是随机选取，和有意义的电文性质不同，不可能用统计方法破译。乍一看来这种方法无懈可击。可是波兰人铁了心，必须在这厚厚的护甲上撕出一个口子来。在此以前，密码分析人员通常是语言天才，精通对语言方面特征的分析。但是既然ENIGMA是一种机械加密装置，波兰总参二局密码处就考虑到，是否一个具有科学头脑的人更适合于它的破译工作呢？马里安·雷杰夫斯基1929年1月，波兹南大学数学系主任兹德齐斯罗·克里格罗夫斯基（Zdzislaw Krygowski）教授开列了一张系里最优秀的数学家的名单，在这张名单上，有以后被称为密码研究“波兰三杰”的马里安·雷杰夫斯基（Marian Rejewski），杰尔兹·罗佐基（Jerzy Rozycki）和亨里克·佐加尔斯基（Henryk Zygalski）。波兹南大学并非当时波兰最有名的大学，但是它地处波兰南部，那里直到1918年还是德国领土，所以所有这些数学家都能讲流利的德语。在三位被密码局招聘的数学家中，雷杰夫斯基的表现最为出色。当年他是个架着一副近视眼镜，脸上略带羞色的二十三岁小伙子。他的在大学里学的专业是统计学，打算以后去干保险业行当，也许在此之前他从未想到会在密码分析方面大展身手。在经过短期的密码分析训练后，他把所有的精力都投入到破解ENIGMA的工作中去。雷杰夫斯基深知“重复乃密码大敌”。在ENIGMA密码中，最明显的重复莫过于每条电文最开始的那六个字母——它由三个字母的密钥重复两次加密而成。德国人没有想到这里会是看似固若金汤的ENIGMA防线的弱点。德方每封密文最开始的六个字母，是此信密钥的三个字母重复两遍，由当日密钥加密而成。比如说这封信的密钥是ULJ（这是开始加密明文时由操作员临时随机选取的），那么操作员首先用当日通用的密钥加密ULJULJ，得到六个字母的加密后序列，比如说PEFNWZ，然后再用ULJ来作为密钥加密正文，最后把PEFNWZ放在加密后的正文前，一起用电报发给收信方。雷杰夫斯基每天都会收到一大堆截获的德国电报，所以一天中可以得到许多这样的六个字母串，它们都由同一个当日密钥加密而成。比如说他收到四个电报，其中每封电报的开头的六个字母为：第一封电报：L O K R G M；第二封电报：M V T X Z E；第三封电报：J K T M P E；第四封电报：D V Y P Z X。对于每封电报来说，它的第一个字母和第四个字母都是由同一个字母加密而来，同样地第二和第五个字母以及第三和第六个字母也是分别由同一个字母加密而来。比如说在第一封电报中，字母L和R是由同一字母加密而来。这个字母之所以先被加密成L，然后又被加密成了R，是因为在此期间转子向前转动了三个字母的位置。从L和R是由同一个字母加密而来这点，雷杰夫斯基就有了判断转子的初始位置的一条线索。当转子处于这个初始位置时，字母L和R在某种意义下具有紧密的联系。每天截获的大量电文能够给出许多这样的紧密联系，从而使雷杰夫斯基最终能够判断出转子的初始位置。在上面的第二、三、四封电报中，我们看见M和X，J和M，D和P都有这种联系：第四个字母：___P_____M_RX_____________如果雷杰夫斯基每天可以得到充分多的电报，他就可以把上面这个关系表补充完整：第四个字母：FQHPLWOGBMVRXUYCZITNJEASDK光凭这个对应表格，雷杰夫斯基还是没办法知道当天的通用密钥。可是他知道，这个表格是由当天的通用密钥决定的，而且只由它决定。如果密钥不同，那么这个表格也应该不同——那么，有没有一种办法可以从这个对应表来推断出当日的通用密钥呢？雷杰夫斯基对这样的表格进行了仔细观察。从字母A开始看，它被对应成F；而F在此表中又被对应成W，接下去它被对应成A，我们又回到了最先开始的字母，于是就有了一个循环的字母圈A→F→W→A。如果考虑所有的字母，雷杰夫斯基就能写出关于此对应表的所有的循环圈：A→F→W→A。3个字母的循环圈B→Q→Z→K→V→E→L→R→I→B；9个字母的循环圈C→H→G→O→Y→D→P→C；7个字母的循环圈J→M→X→S→T→N→U→J。7个字母的循环圈这里我们只是考虑了第一和第四个字母形成的对应表。同样地对第二和第五、第三和第六个字母形成的对应表，我们也可以写出类似的字母循环圈。由于每天的密钥都不同，雷杰夫斯基得到的循环圈也各不相同。雷杰夫斯基观察到，这些循环圈长短不一。这使他有了一个重要的灵感：虽然这些循环圈是由当日密钥，也就是转子的位置，它们的初始方向以及连接板上字母置换造成的，但是每组循环圈的个数和每个循环圈的长度，却仅仅是由转子的位置和它们的初始方向决定的，和连接板上字母交换的情况无关！假定在上面这个例子中，原来在接线板上字母S和G由一根连线相连。转子的位置和它们的初始方向保持不变，去掉这根连线而将字母T和K连在一起，那么第一和第四个字母的对应表就会变成：第一个字母：ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ，第四个字母：FQHPLWKSBMNRXUYCZIOVJEAGDT（原来的G对应O，S对应T，去掉G和S的连线后，G就对应T，但是T被新的连线接到了K，所以G最终对应着K。其他受影响的字母还有H、K、S、T、X、Z）。而循环圈表就变成了：A→F→W→A。3个字母的循环圈B→Q→Z→T→V→E→L→R→I→B；9个字母的循环圈C→H→S→O→Y→D→P→C；7个字母的循环圈J→M→X→G→K→N→U→J。7个字母的循环圈某些循环圈中的字母变了，但是循环圈的数目仍旧是四个，每个循环圈的长度也没有改变。应用置换变换的理论，雷杰夫斯基可以从数学上严格证明这一点对于任何的连线变化都是成立的。这是一个非常重大的进展。我们知道，如果要强行试遍所有的密钥来破解密文，那得要试一亿亿个密钥之多；但是ENIGMA的数量巨大的密钥主要是由连接板来提供的，如果只考虑转子的位置和它们的初始方向，只有105456种可能性。虽然这还是一个很大的数字，但是把所有的可能性都试验一遍，已经是一件可以做到的事情了。波兰人按照汉斯-提罗·施密特提供的情报复制出了ENIGMA样机。到了1934年，他们有了十几台波兰造ENIGMA。雷杰夫斯基和他的同事们每天都在ENIGMA前工作，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。比如说其中的一个记录可以是这样的：　第一和第四字母对应表中有4个循环圈，长度分别为3，9，7，7；第二和第五字母对应表中有4个循环圈，长度分别为2，3，9，12；第三和第六字母对应表中有5个循环圈，长度分别为5，5，5，3，8；当对所有105456种转子位置和初始方向都编好记录以后，破译ENIGMA生成的密文就比较容易了。首先要取得足够的当日电文来构造字母对应表并且写出字母循环圈；然后根据循环圈的数目和它们的长度从记录表中检索出相对应的转子位置和初始方向：这就是当日的密钥（连接板的情况还未知）。循环圈的个数和长度可以看作是这个密钥的“指纹”——通过建立密钥“指纹”档案，雷杰夫斯基就能及时地把当天的密钥找出来。通过分离转子的状态和连接板的状态，雷杰夫斯基大大简化了破译ENIGMA的工作。建立这样一个档案花了整整一年时间，工作相当艰苦，有时工作人员的手指都被磨出血来。佐加尔斯基设计的用来查询密钥的钻孔表格必须指出的是，上面对雷杰夫斯基的工作的介绍是极其简单化的，只以举例的形式介绍了其中最重要的思路。雷杰夫斯基对于ENIGMA的分析是在密码分析史上最重要的成就之一，整个工作都是严格地数学化了的（求解关于置换矩阵的方程），决非上面所举例子可以包含。比如说，找到当日密钥中转子状态后，还需要找到连接板状态，才能真正译出密文。另外，ENIGMA中转子中的线路并非总是固定不变，雷杰夫斯基的理论允许从密文和密钥倒推出转子内部的连线状态。即便是施密特提供的情报也未明确指出转子内部的连线状态，雷杰夫斯基一项重要工作就是成功地判断出军用型ENIGMA的转子上字母以字母表顺序排列，而不是如商用型那样，字母以键盘上的顺序排列。另外还要指出的是，雷杰夫斯基的同事，尤其是另两位数学家罗佐基和佐加尔斯基在破译工作中也作出了很重要的贡献。佐加尔斯基还设计了用在纸上钻孔的方法来迅速查询对应于某类字母循环圈的转子状态的方法。在雷杰夫斯基和他的同事的努力下，波兰情报部门在后来的几年里成功地掌握了大量德国方面的情报。据估计，在1933年1月到1939年9月这六年多的时间里，波兰方面一共破译了近十万条德方的消息，其中最重要的有德国在包括苏台德地区兵力重新部署的情报，这对波兰的安全是极大的威胁。对ENIGMA的破解即便在总参二局领导层内部也属最高机密，军官们会收到标有“维奇尔”（Wicher，破译ENIGMA行动的代号）的情报，他们被告知这些情报绝对可靠，但来源绝密。1934年，纳粹德国元帅赫尔曼·戈林访问华沙，他怎么也没有怀疑波兰人已经掌握了他的机密。当他和德国高级官员向位处波兰密码处附近的无名战士墓献花圈时，雷杰夫斯基正透过办公室的窗子望着他们，心中为自己能知道他们最机密的通讯而狂喜不已。当德国人对ENIGMA转子连线作出一点改动以后，花了一年功夫建立起来的密钥“指纹”档案就变得毫无用处了。但是雷杰夫斯基和罗佐基有了一个更好的主意。他们在ENIGMA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（这样就可以试遍所有的17576*6=105456种转子位置和初始方向）。所有这6台ENIGMA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，能在两小时内找出当日密钥。罗佐基把它取名为“炸弹”（La Bomba），可能是因为它运转起来震耳欲聋的声响；不过也有人传说，制造这样一台机器的主意是雷杰夫斯基一次在饭店里吃叫做“炸弹”的冰淇淋时想到的。无论如何，“炸弹”实现了密码分析机械化，它是对ENIGMA机械加密的一种很自然的回应手段。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”。他们不知道的是，在密码处处长格维多·兰杰（Gwido Langer）少校的抽屉里，已经有了他们正在绞尽脑汁试图寻找的东西。事实上，在提供了两份极其重要的关于ENIGMA的情报后，汉斯-提罗·施密特还在继续向法国情报机关提供关于德国通讯的情报。在1931年后的七年中，他和法国情报人员接头二十次，每次都提供若干德国通讯用密码本，上面记载着一个月中每天使用的当日密钥。汉斯-提罗·施密特总共提供了三十八个月的密码。兰杰少校通过法国密码处（“第二处”）负责人居斯塔夫·贝特朗（Guistav Bertrand）上尉得到了这些密码本。如果雷杰夫斯基能够预先知道这些密码，无疑可以节省大量的时间，从而进行其他的同样十分重要的破译工作。但是兰杰少校觉得雷杰夫斯基的小组应该习惯于单独工作，以便在将来得不到密码本的时候，也能同样破译ENIGMA。我们的确不知道，如果自1931年来没有这样的压力，雷杰夫斯基是否能够有上面所述的重要工作。波兰密码局的破译能力在1938年的十二月达到了极限，德国人加强了ENIGMA的加密能力。每台ENIGMA机增加了两个可供选择的转子。原来三个转子不同的排列方式有6种，从五个转子中选取三个装入机器中的方式达到了5*4*3=60种。这就意味着要达到原来的效率，“炸弹”中必须有60台机器同时运转，而不是原来的6台。建造这样一台“炸弹”的价格是密码处总预算的十五倍！在1939年一月，连接板上的连线又由六根增加到十根，这样就只剩6个字母不会被交换。密钥的总数达到了一万五千九百亿亿个，是原来的一万五千九百倍。虽然波兰数学家们成功地推断出了第四和第五个转子中的连线状态，雷杰夫斯基也证明了ENIGMA并非像德国人或盟国密码分析专家想象的那样坚不可破，但是他的方法终于也不适用了。这时兰杰少校应该从他的抽屉里拿出施密特提供的密码本来——但是正是德国人增加转子个数的时候，施密特停止了和法国情报部门的接头。七年中施密特不断地提供给波兰人能靠自己的力量破译的密钥，波兰人急需这些密钥，他们却再也搞不到了。古德里安在指挥车上,左下方有ENIGMA。这对波兰是一个致命的打击。因为ENIGMA不仅仅是德国秘密通讯的手段，更是希特勒“闪电战”（blitzkrieg）的关键。所谓的“闪电战”是一种大规模快速协同作战，各装甲部队之间，它们和步兵、炮兵之间必须能够快速而保密地进行联系。不仅如此，地面部队的进攻还必须由斯图卡轰炸机群掩护支援，它们之间也必须有可靠的联络手段。闪电战的力量在于：在快速的通讯保证下的快速进攻。如果波兰不能知道德军的通讯，那么想要抵挡德国的入侵是毫无希望的，现在看来这在几个月里就会发生。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。在此情况下，兰杰少校决定把直到现在还对盟国保密的关于ENIGMA的破译方法告诉盟国同行，以便在波兰遭到入侵后，拥有更大人力物力财力的盟国还可以继续对雷杰夫斯基的方法进行研究。兰杰少校致电他的英国和法国同行，邀请他们来华沙紧急讨论有关ENIGMA的事项。英法密码分析专家到达波兰密码处总部，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使用的语言是……德语——这是唯一的在场三方所有人都懂的语言。兰杰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ENIGMA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。法国人尤其吃惊，他们以为他们得到的情报用处不大，所以很慷慨地把它们转给了波兰人，他们却让波兰人一直瞒着。英法密码分析专家对波兰同行的感激是无以言表的，直到那时，他们在破译德国密码的方面毫无进展。兰杰少校给英法密码分析专家的最后惊喜是宣布赠送给他们两台ENIGMA的复制品，以及“炸弹”的图纸，它们由法国密码处的贝特朗（他是个少校了）通过外交邮包寄往巴黎。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（Sacha Guitry）和他的太太女演员依弗娜·普林坦普斯（Yvonne Printemps）。但是在他们的旅行箱里却藏着当时英国最高的机密：一台波兰制造的ENIGMA。为了避开无所不在的德国间谍的耳目，ENIGMA就这样来到了英国，在那里等待它的将是它的彻底灭亡。"两星期后的1939年9月1日，希特勒发动“闪电战”入侵波兰。9月17日，苏联入侵波兰。9月28日，德军占领华沙，波兰不复存在。军事装备播报编辑1918年谢尔比乌斯为“恩尼格玛”密码机申请了专利，并于1920年开发出了商用的基本型和带打印机的豪华型，但是高昂的价格（折算成今天的货币，约相当于3万美元）却使“恩尼格玛”密码机少人问津。就在谢尔比乌斯研制“恩尼格玛”密码机的同时，还有三个人也有了类似的发明。1919年荷兰人亚历山大·科赫（Alexander Koch）也注册了相似的发明专利“秘密写作机器”，但最终因无法商业化而于1927年转让了这个专利（因此也有说法称谢尔比乌斯是根据科赫的专利研制出了“恩尼格玛”密码机）。瑞典人阿维德·达姆（Arvid Damm）也获得了一个同样原理的专利，但是直到1927年他去世时还只是停留在纸面上。第三个人是美国人爱德华·赫本（Edward Hebern），而他的遭遇最为悲惨，他发明“狮身人面”密码机，并集资三十八万美元开办工厂进行生产销售，结果却只卖出十来台，收入还不到两千美元，1926年遭到股东起诉，被判有罪而入狱。在1923年国际邮政协会大会上，公开亮相的“恩尼格玛”密码机仍旧是购者寥寥。眼看“恩尼格玛”也要无疾而终，却突然柳暗花明——1923年英国政府公布了一战的官方报告，谈到了一战期间英国通过破译德国无线电密码而取得了决定性的优势，这引起了德国的高度重视。随即德国开始大力加强无线电通讯安全性工作，并对“恩尼格玛”密码机进行了严格的安全性和可靠性试验，认为德国军队必须装备这种密码机来保证通讯安全——接到德国政府和军队的定单，谢尔比乌斯的工厂得以从1925年开始批量生产“恩尼格玛”，1926年德军海军开始正式装备，两年后德国陆军也开始装备。当然这些军用型“恩尼格玛”与原来已经卖出的少量商用型在最核心的转子结构上有所不同，因此即使拥有商用型也并不能知道军用型的具体情况。纳粹党掌握德国政权后也对“恩尼格玛”密码机的使用进行了评估，认为该密码机便于携带，使用简便，更重要的是安全性极高。对于敌方而言，即使拥有了密码机，如果不能同时掌握三道防线所组成的密钥，一样无法破译。德国最高统帅部通信总长埃里希·弗尔吉贝尔上校认为“恩尼格玛”将是为德国国防军闪击战服务的最完美的通信装置。因此上至德军统帅部，下至陆海空三军，都把“恩尼格玛”作为标准的制式密码机广为使用。——德国人完全有理由认为，他们已经掌握了当时世界最先进最安全的通讯加密系统，那是无法破译的密码系统。然而如此愚蠢地寄信心于机器，最终只会饱尝机器所带来的苦果。而“恩尼格玛”之父谢尔比乌斯却未能看到“恩尼格玛”被广泛使用，并对第二次世界大战所产生的重大影响，他于1929年5月因骑马时发生意外，伤重而死。小说角色播报编辑休·怀特摩尔创作的戏剧“破译密码”的内容为艾伦·图灵的生活，艾伦·图灵是在二战中帮助英国破解恩尼格玛机的密码的最大功臣。英国畅销书作家罗伯特·哈里斯于1996年出版的小说“恩尼格玛”讲述的是布莱切利园的密码学家们破解恩尼格玛的过程。2001年这本小说被拍成了电影“恩尼格玛”。由乔纳森·莫斯托拍摄并于2000年上映的电影U-571讲的是一群美国潜艇兵为缴获一台恩尼格玛机而抢了一艘德国潜艇后的故事。电影中的恩尼格玛机是一个收藏家手里的真品。这部电影的情节并没有严格地按照历史发展，因为1932年波兰破解恩尼格玛是不需要一台恩尼格玛机的，而英国皇家海军在美国参战之前就已经缴获了几台恩尼格玛机和许多部件，美国只是在1944年诺曼底登陆之前缴获了一艘U型潜艇。破译过程播报编辑1931年11月8日，法国情报人员与德军通讯部门长官（就是他下令德军使用恩尼格玛密码机的）的弟弟，汉斯-提罗·施密特，在比利时接头。在德国密码处工作的施密特很厌恶德国，于是他就向法国情报人员提供了两份有关恩尼格玛密码机的操作和转子内部线路的资料。但是法国还是无法破译它的密码，因为恩尼格玛密码机的设计要求之一就是要在机器被缴获后仍具有高度的保密性。当时的法军认为，由于凡尔赛条约限制了德军的发展，所以即使无法破译德军的密码，将来如果在战场上相见也不会吃多大亏，于是在得出德军密码“无法破译”的结论之后就再也没有用心地研究它了。 [3]与法国不同，第一次世界大战中新独立的波兰的处境却很危险，西边的德国根据凡尔赛条约割让给了波兰大片领土，德国人对此怀恨在心，而东边的苏联也在垂涎着波兰的领土。所以波兰需要时刻了解这两个国家的内部信息。这种险峻的形势造就了波兰一大批优秀的密码学家。他们很容易就监控住了德军内部的通讯系统，但是1926年被德军启用的恩尼格玛密码机却给他们造成了很大困难。1921年，波兰与法国签订了一个军事合作协议。在波兰的坚持之下，法国把从施密特那里得来的情报交给了波兰人。在本文“操作步骤”一章的“指示器”一节中，我们提到了指示器步骤的严重缺点，波兰人正是以这个缺点为突破口破译了商业用恩尼格玛密码机。但1941年英国海军在Joe Baker-Cresswell舰长的斗牛犬号军舰捕获德国潜艇U-110才真正拿到德国海军用的密码机和密码本，并将此事保密只告诉美国罗斯福总统，英国国王乔治六世称赞此事件是整个二次大战海战中最重要的事件。这让原本连数学天才图灵也破译不出的德军密码机得到破译，盟军设计的专门用来破译恩尼格玛密码的“炸弹”机也大大提高了布莱切利园的工作效率。在战争结束以后，英国人并没有对破译恩尼格玛一事大加宣扬，因为他们想让英国的殖民地用上这种机器。1967年，波兰出版了第一本有关恩尼格玛破译的书，1974年，曾在布莱切利园工作过的英国人F.W.温特伯坦姆写的《超级机密》（The Ultra Secret）一书出版，这使外界广泛地了解到了第二次世界大战中盟军密码学家的辛勤工作。2001年4月21日，以为破译恩尼格玛而做出了重大贡献的三位杰出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·佐加尔斯基命名的雷耶夫斯基、罗佐基和佐加尔斯基纪念基金在华沙设立，它在华沙和伦敦设置了这些波兰密码学家的纪念铭牌。2001年7月，基金会在布莱切利园安放了一块基石，上面刻着丘吉尔的名言“在人类历史上，从未有如此多的人对如此少的人欠得如此多。”仪器设备播报编辑军用恩尼格玛机德国海军是德国第一支使用恩尼格玛密码机的部队。海军型号从1925年开始生产，于1926年开始使用。键盘和显示板包含了29个字母，即A-Z、Ä、Ö和Ü，它们在键盘上按顺序排列，而不是按一般的QWERTY式。每个转子有28个触点，字母X的线路不经过转子，也不被加密。操作员可以从一套5个转子之中选择三个，而反射器可以有四种安装位置，代号分别为α、β、γ和δ。1933年7月这种型号又经过了一些小改进。到了1928年7月15日，德国陆军已经有了他们自己的恩尼格玛密码机，即“恩尼格玛G型”，它在1930年6月经过改进成为了“恩尼格玛I型”。恩尼格玛I型于二战之前与进行的时候在德国军方和其它一些政府组织那里得到了广泛的应用。恩尼格玛I型与商业用恩尼格玛密码机最显著的不同就是I型有一个接线板，这极大地提高了它的保密性。其余的一些不同点包括了固定的反射器，并且I型转子的V形刻痕移到了字母环上。这台机器体积为28×34×15立方厘米，重量约为12公斤。1930年，德国陆军建议海军采用他们的恩尼格玛密码机，他们说（有接线板的）陆军版安全性更高，并且各军种之间的通信也会变得简单。海军最终同意了陆军的提议，并且在1934年启用了陆军用恩尼格玛密码机的海军改型，代号为“M3”。当陆军仍然在使用3转子恩尼格玛密码机时，海军为了提高安全性可能要开始使用5个转子了。1938年12月，陆军又为每台恩尼格玛密码机配备了两个转子，这样操作员就可以从一套5个转子中随意选择三个使用。同样在1938年，德国海军也加了两个转子，1939年又加了一个，所以操作员可以从一套8个转子中选择三个使用。1935年8月，德国空军也开始使用恩尼格玛密码机。1942年2月1日，海军为U型潜艇配备了一种四转子恩尼格玛密码机，代号为“M4”（它的通信网络叫做“蝾螈”，而盟军叫它“鲨鱼”）。人们还生产了一种大型八转子可打印型恩尼格玛密码机，叫做“恩尼格玛II型”。1933年，波兰密码学家发现它被用于德军高层之间的通讯，但是德军很快就弃用了它，因为它不可靠，并且经常出故障。德国防卫军用的是“恩尼格玛G型”。这种型号有四个转子，没有接线板，并且在转子上有多个V形刻痕。这种恩尼格玛密码机还有一台会记录按键次数的计数器。其它国家也使用了恩尼格玛密码机。意大利海军使用了商业用恩尼格玛密码机来作为“海军密码机D型”。西班牙也在内战中使用了商业用恩尼格玛密码机。英国密码学家成功地破译了它的密码，因为它没有接线板。瑞士使用了一种叫做“K型”或“瑞士K型”（军方与外交机构使用）的密码机，它与商业用恩尼格玛密码机D型非常相似。许多国家都破译了它的密码，这些国家包括了波兰、法国、英国和美国。日军使用了“恩尼格玛T型”。恩尼格玛密码机并不是完美的，尤其是在盟军了解了它的原理之后。这就使盟军能够破译德军的通讯，而这在大西洋海战中是具有关键作用的。人们估计一共有100,000台恩尼格玛密码机被建造出来。在二战结束以后，盟军认为这些机器仍然很安全，于是将他们缴获的恩尼格玛密码机卖给了发展中国家。恩尼格玛机于华沙展出的恩尼格玛机。盟军破解恩尼格玛机的过程直到1970年才公开。从那以后，人们对恩尼格玛机产生了越来越多的兴趣，美国与欧洲的一些博物馆也开始展出了一些恩尼格玛机。慕尼黑的德国博物馆有一台3转子和一台4转子恩尼格玛机，还有几台商业用恩尼格玛机。美国国家安全局的国家密码学博物馆有一台恩尼格玛机，来参观的客人可以用它来加密及解密信息。美国的计算机历史博物馆，英国的布莱切利园，澳大利亚堪培拉的澳大利亚战争纪念馆和德国，美国和英国一些地方也展出着恩尼格玛机。已经关闭了的圣迭戈计算机博物馆的展品中有一台恩尼格玛机，它在博物馆关闭后被送给了圣迭戈州立大学图书馆。一些恩尼格玛机也成为了私人收藏品。恩尼格玛机有时也会被拍卖，20000美元的竞拍价是并不稀奇的。恩尼格玛机的复制品包括了一台德国海军M4型的复制品，一台电子系统经过了改进的恩尼格玛机（恩尼格玛E型），各种计算机模拟软件和纸制模型。一台罕见的序号为G312的德国情报局版恩尼格玛机于2000年4月1日从布莱切利园被偷走。9月，一个自称“老大”的人放出消息说他要得到25000英镑，否则就会将那台恩尼格玛机毁掉。2000年10月，布莱切利园的官员宣布他们会支付这笔钱，但是在钱付完之后敲诈者却没有回信。就在此后不久，它被匿名地送到了BBC的记者杰里米·帕克斯曼那里，但是三个转子却不见了。2000年11月，一个叫做丹尼斯·叶茨的古董交易家在给星期日泰晤士报打电话要交还那些遗失的转子后被拘捕。事后那台恩尼格玛机被送回了布莱切利园。2001年10月，叶茨在承认他就是偷了那台恩尼格玛机并对被布莱切利园董事基丝丁·拉吉（Christine Large）进行了敲诈的人后被判了10个月的有期徒刑，但他坚持说自己只是为第三者服务的一个中间人。他在入狱三个月后被释放。新型恩尼格玛机恩尼格玛机对密码机的设计是非常有影响的，有一些其它的转子机械就起源于它。英国的Typex机就起源于恩尼格玛机的专利设计，它甚至包含了真实的恩尼格玛机中并未应用的专利设计。为了保密，英国政府没有为应用这些专利设计付版税。日本使用了一种被美国密码学家称作GREEN的恩尼格玛机复制品。在这台并没有被大量使用到的机器中，四个转子是垂直排列的。美国密码学家威廉·弗雷德曼设计了M-325，这是一台与恩尼格玛机具有相似原理的机器，但它从没有被造出来过。2002年，荷兰的塔吉雅娜·凡·瓦克（Tatjana van Vark）制造了一台独特的转子机器。这台机器也是起源于恩尼格玛机，但是它的转子有40个金属触点及管脚，这就使操作员可以输入字母，数字和一些标点；这台机器包含了509个部件。日本的GREEN机。商用恩尼格玛机恩尼格玛机的徽标1918年2月23日，德国工程师阿瑟·谢尔比乌斯申请了他设计的一种使用转子的密码机的专利，并和理查德·里特组建了谢尔比乌斯和里特公司。他们向德国海军和外交部推销这种密码机，但是没有人对它感兴趣。他们随后将专利权移交给了Gewerkschaft Securitas，他在1923年7月9日组建了Chiffriermaschinen Aktien-Gesellschaft（意为“密码机股份公司”）；谢尔比乌斯和里特任董事。该公司随后开始推销他们的“恩尼格玛A型”转子机，它从1923年到1924年都在万国邮政联盟大会展出。这台机器很笨重，它包含了一台打字机。它的体积为65×45×35立方厘米。重量大约为50公斤。之后，B型恩尼格玛机也被生产了出来，它在结构上与A型相似。[6]尽管名字为“恩尼格玛”，但A和B两种型号和后来的型号之间有很大的差别，这两种型号在大小和形状上有所不同，并且没有反射器。反射器这个主意是由谢尔比乌斯的同事威利·科恩想出来的，1926年的“恩尼格玛C型”首先安装了反射器。反射器是恩尼格玛机的一个显著特征。C型比前几种型号更小且更易于携带。它没有配备打字机，而是由操作员来记下显示板上的信息，所以它又有了“亮着灯的恩尼格玛机”这样一个外号。恩尼格玛C型很快就被恩尼格玛D型（1927年开始生产）取代。D型得到了广泛的应用，它的样品被送到过瑞典，荷兰，英国，日本，意大利，西班牙，美国和波兰。新手上路成长任务编辑入门编辑规则本人编辑我有疑问内容质疑在线客服官方贴吧意见反馈投诉建议举报不良信息未通过词条申诉投诉侵权信息封禁查询与解封©2024 Baidu 使用百度前必读 | 百科协议 | 隐私政策 | 百度百科合作平台 | 京ICP证030173号京公网安备110000020000

ENIGMA中文(简体)翻译：剑桥词典

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enigma 在英语-中文（简体）词典中的翻译

enigmanoun [ C ] uk

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/ɪˈnɪɡ.mə/ us

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/əˈnɪɡ.mə/

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something that is mysterious and seems impossible to understand completely

令人费解的事物，令人困惑的事物

She is something of an enigma.

她有点让人捉摸不透。

The newspapers were full of stories about the enigma of the plane's disappearance.

报纸上充斥着有关飞机失踪之谜的报道。

同义词

closed book informal

mystery (STRANGE/UNKNOWN THING)

riddle (QUESTION)

(enigma在剑桥英语-中文（简体）词典的翻译 © Cambridge University Press)

enigma的例句

enigma

This indifference, however, is an enigma for thought.

来自 Cambridge English Corpus

This enigma would be solved if one considers dourine as the chronic form of both diseases.

来自 Cambridge English Corpus

The reason for this variation remains an enigma.

来自 Cambridge English Corpus

The poem thus begins with a small enigma.

来自 Cambridge English Corpus

The enigma remains, and a putative mechanism for the survival of these genes is still required.

来自 Cambridge English Corpus

There is a certain enigma of place, a sense of mystery.

来自 Cambridge English Corpus

With all these multiple uses and potential ways of valuing musical enigmas, it is perhaps surprising that more are not found in print.

来自 Cambridge English Corpus

Yet why bother to craft such an elaborate enigma for the title page?

来自 Cambridge English Corpus

示例中的观点不代表剑桥词典编辑、剑桥大学出版社和其许可证颁发者的观点。

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“每日一词”

veggie burger

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/ˈvedʒ.i ˌbɜː.ɡər/

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/ˈvedʒ.i ˌbɝː.ɡɚ/

a type of food similar to a hamburger but made without meat, by pressing together small pieces of vegetables, seeds, etc. into a flat, round shape

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纪念一次破解Enigma密码的经历 - 知乎

纪念一次破解Enigma密码的经历 - 知乎首发于计算机学习笔记切换模式写文章登录/注册纪念一次破解Enigma密码的经历YeenyeongTHUCSTEnigma密码简介Enigma密码机是一种用于加密信息的设备，在第二次世界大战中被德军广泛地在各级军队中使用，据说盟军破解Enigma密码使得二战得以提前两年结束。下面是一张德国军用Enigma密码机的图片军用Enigma密码机(图源维基百科)上图中我们可以看到Enigma密码机的大致组成结构，这个密码机把盖子打开，暴露除了内部的结构，下图是正常使用的Enigma密码机的状态装在木质箱子里的Enigma密码机(图源维基百科)可以看到，Enigma密码机有3个转子(Rotors)，每个转子都可以手工拨动，转到需要的位置。密码机下方被木板稍稍盖住的是插线板(Plugboard)，在插线板上有26处标有A-Z的插线孔，可以用若干线路将若干个插线孔两两连接起来。转子的转动和插线板的接线，都可以改变密码机内部的线路，从而获得不同的加密线路。从密码学的角度看，这些加密线路属于密钥(读作“mì yuè”，虽然不重要，但是还要说)。除了转子和插线板，可以影响密码机内部线路的还有反射器(Reflector)和转子的字母环和转子芯的相对位置(Ring setting)。德军用的M3型号的Enigma密码机使用的反射器只有Type-B型一种，是已知的，不需要破解。至于字母环和转子的相对位置，我们可以从第一张Enigma密码机的图看到带有齿轮的转子，上面标有00-25的数字，对应A-Z 26个字母，也可以直接标上字母，称为字母环，如下图字母环和转子芯(图源维基百科)可以看到，在字母环下面的转子内部，称为转子芯，有26个圆形的触点，原本字母环上A对应的触点产生的信号就是A，但后来德国人做了升级，可以转动外部的字母环，和转子芯产生一个偏移，字母环上A对应的触点产生的信号可能是D，这样的话，B对应的触点就产生信号E，Z对应的触点产生信号C，以此类推。因此，即使两个密码机的转子转到同样的数字(或字母)，插线板的连线完全相同，但如果转子的字母环和转子芯的偏移不一样，也不能得到相同的加密线路。现在我们还没有深入了解Enigma密码机的加密原理，但使用者不需要明白这些。在使用Enigma密码机加密信息之前，使用者只需要将转子拨动到所需位置，将需要连接的插线孔连接起来，就可以在键盘(Keyboard)上输入信息。在键盘上按下一个字母(明文)，灯板(Lampboard)上就会亮起一个字母，这就是加密后的字母(密文)。解密的过程和加密的过程完全一致，当使用者拿到一封密文时，只需要将转子和插线板设置成和加密时一致(这些设置是提前约定好的)，再将密文输入，就可以得到对应的明文。这种优雅的对称，得益于一个装置，就是之前提到的反射器，反射器将加密和解密变得一致，想要理解这一点，就要了解一些Enigma密码机的工作原理了。当使用者在键盘上按下一个字母，比如A，电信号首先到达插线板，下图是插线板Enigma密码机插线板(图源维基百科)图中插线板A和J连在一起，因此字母A发出的信号经过插线板后，就变成了字母J的信号(如果没有连线，信号经过插线板保持不变)。信号穿过插线板，就到达了转子。3个转子，按位置分别称为左、中、右转子。信号穿越插线板，先到达右转子，然后到达中转子，再穿过左转子，到达反射器，再沿着左中右转子的顺序回到插线板，然后到达灯板点亮一个字母。转子反射器线路示意图(图源维基百科)上图简单地显示的转子和反射器的工作线路，以图中的例子来说，字母A的电信号经过右转子，根据转子内部的结构，会被转换为其他字母，比如B的信号，再经过中转子和左转子，被转换了两次，又在反射器内部转换一次，然后穿过3个转子，得到字母G的信号。可以看到，字母A和G之间有一条经过3个转子和反射器的电路，此时如果输入G，那么电信号就从G的一端通过转子和反射器，再回到A，因此加密和解密的过程是一致的。从图中我们还可以看到，因为反射器的存在，一个字母永远不会被加密为自身。一个字母被加密成自身，好像等于没有加密，因此一个字母保证不会被加密成自身，应该是一个优点，二战时德国人也是这么认为的。但“保证不会”也是一种确定性，这种确定性被盟军利用，成为破解Enigma密码的突破口。破解的事情我们稍后再说，现在回到Enigma密码机的加密原理。目前为止，我们还没有提到Enigma密码的厉害之处。即使我们让加密线路经过更多的插线板、转子、反射器，所得的密码本质上还是的代换密码，多次代换可以合并成一次代换，比如A->D->J，有两次代换，完全可以合并成一次A->J。也就是说，目前为止，Enigma密码机这些花里胡哨的装置，我们完全可以用一张朴实无华的字母代换表代替。显然，Enigma密码机不可能这么菜。Enigma密码机的核心，在于转子的自动转动，当使用者加密一个字母后，右边的转子会自动转动一格，每当它转够26格，会带动中间的转子转动一格，当中间的转子转动够26格，又会带动左边的转子转动一格。这意味着，这张字母代换表，每被使用一次，就会做出改变！并且，德国人每天都会更换转子和插线板的设置(德军提前准备了一整年的设置表格)，因此破译时效也只有一天。下面我们计算一下这张字母表有多少种不同的状态。对于德军M3型号的Enigma密码机，有5个不同型号的备选转子，随机选出3个，随机排列在密码机上的3个位置，这样有 A_5^3=60 种可能。3个转子，每个转子有26种可能的状态，因此3个转子的状态一共有 26^3=17576 种。考虑插线板，德军会连接10对插线孔，也就是要选择20处插线孔( C_{26}^{20} )，再将这20处插线孔分成10组( 19\times17\times\cdots\times3\times1 )，相乘结果得 150738274937250 种可能。再乘上转子的可能，一共有 158962555217826360000 种，达到了 10^{20} 的数量级，就这还没有算上字母环的偏移，也没有考虑10根线可能没有完全插上插线板的情况。即使按照现在的个人计算机每秒运算 10^9 次来估算，也需要至少 10^{11} 量级的秒数，才能暴力破解Enigma。一天有 86400 秒，因此至少需要 10^5 天！现代的计算机尚且如此，更不要说第二次世界大战的时候，所以德国人认为他们的密码是绝对安全的。波兰人的破解过程早在1932年，德国人的Enigma机还只有3个转子，并不是5个转子的时候，波兰当局就利用德军发报的习惯破解了Enigma。德军当日的信息，主要有两层密钥进行加密，分别是日密钥和信息密钥。日密钥就是提前约定好的的密钥，德国人为了避免同一天的大量电报用同一个密钥加密(大量使用同一个密钥不利于保密)，决定为每一封电报随机选取一个信息密钥(3个字母，对应转子的设置，其余设置和日密钥相同)，并用日密钥加密这个信息密钥，重复两次(避免随机的输入错误)，置于电报开头，因此每封电报的前6个字母就是信息密钥的密文，之后就是用信息密钥加密的电报密文。但重复是密码的大忌！德军将信息密钥重复两次的操作被波兰数学家与密码学家雷耶夫斯基利用，通过同一天大量电报的前6个字母，破译了Enigma密码！雷耶夫斯基的破解方法如下：每一封电报的信息密钥，设为 \alpha \beta \gamma ( \alpha \beta \gamma 由A-Z任意组成的3个字母)。假设截获了一封电报，前6个字母为 HGABLE ，这6个字母就是\alpha \beta \gamma被连续加密两次的密文。我们知道，Enigma密码机每加密一个字母就会改变一个状态，我们把初状态称为 S_0 ，下一个状态称为 S_1 ，以此类推。则我们可以知道， \alpha 通过 S_0 被加密成了 H ，也通过 S_3 被加密成了 B ，记为 H=S_0(\alpha),\ B=S_3(\alpha) 。这一步之前的线索是显然的，再往下走，我们要记得，Enigma密码加密和解密过程是一致的，所以 H=S_0(\alpha) ，必然有 \alpha=S_0(H) ，可惜 S_0 未知(不然破译冒险，直接解密就好了)，不过事情并没有很糟糕，用 S_0(H) 代换 \alpha ，可以得到 B=S_3(S_0(H)) ，简单记为 B=S_3S_0(H) 。这是一封电报的前6个字母，得到了第1个字母和第4个字母之间的关系，一天有大量电报，每一封电报都记录第1个字母和第4个字母，可以得到一张表，例如\begin{array}{r|cccccccccccccccccccccccccc} 1st&a&b&c&d&e&f&g&h&i&j&k&l&m&n&o&p&q&r&s&t&u&v&w&x&y&z\\ \hline 4th&F&Q&H&P&L&W&O&G&B&M&V&R&X&U&Y&C&Z&I&T&N&J&E&A&S&D&K \end{array} 通过观察上面的表格，我们可以发现：当 A 作为第1个字母时，第4个字母是F ；当 F 作为第1个字母时，第4个字母是 W ；当 W 作为第1个字母时，第4个字母又变成了 A ！这是一个循环，记为 A\to F\to W\to A ，可形象地称之为环。类似地，这张表里还有这些环：B\to Q \to Z\to K\to V\to E\to L\to R\to I\to B\\ C\to H\to G\to O\to Y\to D\to P\to C\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \\ J\to M\to X\to S\to T\to N\to U\to J\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ 现在假设没有插线板，我们猜测 S_0 对应的转子状态(S_3 是 S_0 的转子转动3格)，然后验证这个猜测能不能得出这些环，如果可以，则猜测正确，如果不行则猜测错误。波兰当局花了一年的时间，遍历了所有转子的状态，每一种状态都得出一系列的环，并据此制作了一份检索表，可以通过环的特征(比如所含字母顺序、长度)来找到可能的转子设置。这样一来，每天截获电报，取得第1个和第4个字母，得到类似上面的表格，进而得到环的信息，然后就可以通过检索表查询可能的转子设置，当然这些可能性的数量已经是可以接受的了，因此能直接暴力破解(波兰的破解设备叫“炸弹”，Bomba)。注意到上面假设了没有插线板，但是仍然不影响这个破解方法的效果，这是为什么呢？雷耶夫斯基发现，插线板设置虽然会改变某几个环上的某几个字母，但是每个环的长度和环的总数不变！这其实也很好理解。我们知道，之所以会出现这些字母环，是因为每加密一次转子就会转动(之前提到过，如果转子不转动，Enigma机等价于一张字母代换表，是不会出现环的)，转子状态的周期变化才是这些环出现的原因。插线板的设置是不会周期变化的，同时，在Enigma机里，信号首先经过插线板进入转子，最后也是从转子出来后，才经过插线板输出，因此插线板的设置仅能影响进入转子的信号和转子输出的信号，而不能影响转子的周期变化，因此就体现为字母环的部分字母改变，但每个环的长度和环的总数不变。当然，这只是理解，而严格证明就不在此展开了。到此，我们知道了即使加上插线板，字母环的主要特征也能最大限度保留，因此检索表还是很有效的。至此我们可以通过检索表得到正确的转子设置，那么如何恢复插线板的设置呢？其实办法很简单，先不插任何导线，然后将截获的密文输入Enigma机，虽然会得到辨识度极低的乱码，但仍然会有模糊可辨的词组或词语，比如alliveinbelrin，就可以合理推测这是arriveinberlin，然后 L 和 R 之间有导线，而 A,I,V,E,B,N 不插导线。这样的例子足够多之后，就可以恢复插线板的设置。通过检索表，波兰人在1933年就可以对德国的电报进行破译！阿兰·图灵的破解过程上面讲了波兰人的努力获得了成效，不过一劳永逸是不现实的，德国人虽然爱搞骚操作，但显然也不是傻子，二战爆发前后，他们用一套组合拳，把波兰人一朝打回解放前：转子数量从3个增加到5个，转子的排列可能性就增加了10倍，更重要的是，多出来的转子让波兰人的检索表失效了插线板的最多导线数目从6根变成10根(可能性增加了一万多倍)信息密钥只发送1次Enigma密码的安全性得到加强，原本Bomba只需要运转6台Enigma机，但破解加强版的Enigma需要同时运转60台！波兰的算力达到了极限，因此在被德国占领之前，波兰将破译技术交给了英法，年轻的阿兰·图灵加入了破译Enigma密码的工作。之前被波兰利用的弱点，德国人都改进了，但是Enigma机还有一个致命的弱点，那就是一个字母加密后不可能是它本身！德国人认为这是一个优点，必经一个字母加密成自身等于没有加密。但是这个特点，被盟军狠狠利用了。德国人发报都会有固定的格式，比如在开头的某个位置会有“天气预报”(德语 wetterbericht)的字样。我们可以用这一段已知的明文来做出攻击，密码学上称为“已知明文攻击”。再次强调，在Enigma密码里，一个字母不会被加密为自身，如果能确定明文出现的大概位置，完全可以用明文在电文的某个区间逐个比较明文和密文的字母，找到一个位置，满足“明文的所有字母不被加密为自身”，如果明文足够长，这样的位置是容易确定的，因此可以认为找到了这段明文对应的密文。比对明文(下)和密文(上)，图源清华大学现代密码学课程如图，这个明文的位置就不可以往左偏一格，因为这样第3个t就和密文中的t匹配了，而t不能被加密成t。当得到一对足够长的明文和密文时，就能得到一张表明文和密文，图源清华大学现代密码学课程这样的表是不是有点眼熟？没错，其实这和波兰人得到的第1个和第4个字母的对应表有异曲同工之妙，我们同样可以在上面找环，更妙的是由于Enigma机加密和解密的对称性，环的方向不仅可以从明文字母指向密文字母，也可以反过来，从密文字母指向明文字母！相比之下，波兰人的环只能从第1个字母指向第4个字母，只有一个方向。例如，这张图里的环可以是 E=S_6S_8S_{13}(E) ，也可以是 E=S_3S_{14}^{-1}S_7S_6^{-1}(E) ，这里上标-1表示从密文到明文的意思，但注意到加密解密的对称性，实际上 S_i^{-1}=S_i ，因此第2个环也可以写作 E=S_3S_{14}S_7S_6(E) 。我们还可以找到更多的环，当找到足够多的环后，我们就可以枚举转子状态，然后来用这些环来验证。验证方法如下：首先选一个转子的初始状态 P_0 ，之所以不是 S_0 ，是因为上述的明文出现的位置不一定在电报的开头，但我们仍然可以令 P_0=S_0 ，而这样做的代价就是，对于某个环，比如 \alpha=S_6S_8S_{13}(\alpha) (上面是E=S_6S_8S_{13}(E))，原来的 E 不一定满足这个环了，我们需要枚举26个字母，如果有一个字母可以满足这个环，那么此时的转子设置就有可能是正确的，然后再用第2个环验证。如果在用某个环验证时，发现26个字母都不能满足这个环，就说明此时的转子设置是错误的，然后验证下一个转子设置。一般来说，只有一个转子设置能经过30个环的筛选，这个设置就是正确的。恢复转子设置后，插线板的设置就可以用之前提到的模糊文本辨认的方法恢复了。发布于 2021-04-09 00:38密码学图灵 (Alan Turing)赞同 777 条评论分享喜欢收藏申请转载文章被以下专栏收录计算机学习笔记记录学习计算机有趣的、有价值

ENIGMA介绍（转） - 知乎

ENIGMA介绍（转） - 知乎首发于An Odyssey切换模式写文章登录/注册ENIGMA介绍（转）Arthur Wang写作王様，读作ワンちゃんENIGMA（读作“恩尼格玛”，意为“谜”）。一、诞生直到第一次世界大战结束为止，所有密码都是使用手工来编码的。直接了当地说，就是铅笔加纸的方式。在我国，邮电局电报编码和译码直到很晚（大概是上个世纪八十年代初）还在使用这种手工方法。手工编码的方式给使用密码的一方带来很多的不便。首先，这使得发送信息的效率极其低下。明文（就是没有经过加密的原始文本）必须由加密员人工一个一个字母地转换为密文。考虑到不能多次重复同一种明文到密文的转换方式（这很容易使敌人猜出这种转换方式），和民用的电报编码解码不同，加密人员并不能把转换方式牢记于心。转换通常是采用查表的方法，所查表又每日不同，所以解码速度极慢。而接收密码一方又要用同样的方式将密文转为明文。其次，这种效率的低下的手工操作也使得许多复杂的保密性能更好的加密方法不能被实际应用，而简单的加密方法根本不能抵挡解密学的威力。解密一方当时正值春风得意之时，几百年来被认为坚不可破的维吉耐尔(Vigenere)密码和它的变种也被破解。而无线电报的发明，使得截获密文易如反掌。无论是军事方面还是民用商业方面都需要一种可靠而又有效的方法来保证通讯的安全。1918年，德国发明家亚瑟·谢尔比乌斯(Arthur Scherbius)和他的朋友理查德·里特(Richard Ritter)创办了谢尔比乌斯和里特公司。这是一家专营把新技术转化为应用方面的企业，很象现在的高新技术公司，利润不小，可是风险也很大。谢尔比乌斯负责研究和开发方面，紧追当时的新潮流。他曾在汉诺威和慕尼黑研究过电气应用，他的一个想法就是要用二十世纪的电气技术来取代那种过时的铅笔加纸的加密方法。亚瑟·谢尔比乌斯谢尔比乌斯发明的加密电子机械名叫ENIGMA，在以后的年代里，它将被证明是有史以来最为可靠的加密系统之一，而对这种可靠性的盲目乐观，又使它的使用者遭到了灭之灾。这是后话，暂且不提。ENIGMAENIGMA看起来是一个装满了复杂而精致的元件的盒子。不过要是我们把它打开来，就可以看到它可以被分解成相当简单的几部分。下面的图是它的最基本部分的示意图，我们可以看见它的三个部分：键盘、转子和显示器。在上面ENIGMA的照片上，我们看见水平面板的下面部分就是键盘，一共有26个键，键盘排列接近我们现在使用的计算机键盘。为了使消息尽量地短和更难以破译，空格和标点符号都被省略。在示意图中我们只画了六个键。实物照片中，键盘上方就是显示器，它由标示了同样字母的26个小灯组成，当键盘上的某个键被按下时，和此字母被加密后的密文相对应的小灯就在显示器上亮起来。同样地，在示意图上我们只画了六个小灯。在显示器的上方是三个转子，它们的主要部分隐藏在面板之下，在示意图中我们暂时只画了一个转子。键盘、转子和显示器由电线相连，转子本身也集成了6条线路（在实物中是26条），把键盘的信号对应到显示器不同的小灯上去。在示意图中我们可以看到，如果按下a键，那么灯B就会亮，这意味着a被加密成了B。同样地我们看到，b被加密成了A，c被加密成了D，d被加密成了F，e被加密成了E，f被加密成了C。于是如果我们在键盘上依次键入cafe（咖啡），显示器上就会依次显示DBCE。这是最简单的加密方法之一，把每一个字母都按一一对应的方法替换为另一个字母，这样的加密方式叫做“简单替换密码”。简单替换密码在历史上很早就出现了。著名的“凯撒法”就是一种简单替换法，它把每个字母和它在字母表中后若干个位置中的那个字母相对应。比如说我们取后三个位置，那么字母的一一对应就如下表所示：明码字母表：abcdefghijklmnopqrstuvwxyz密码字母表：DEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABC于是我们就可以从明文得到密文：（veni, vidi, vici，“我来，我见，我征服”是儒勒·凯撒征服本都王法那西斯后向罗马元老院宣告的名言）明文：veni, vidi, vici密文：YHAL, YLGL, YLFL很明显，这种简单的方法只有26种可能性，不足以实际应用。一般上是规定一个比较随意的一一对应，比如明码字母表：abcdefghijklmnopqrstuvwxyz密码字母表：JQKLZNDOWECPAHRBSMYITUGVXF甚至可以自己定义一个密码字母图形而不采用拉丁字母。但是用这种方法所得到的密文还是相当容易被破解的。至迟在公元九世纪，阿拉伯的密码破译专家就已经娴熟地掌握了用统计字母出现频率的方法来击破简单替换密码。破解的原理很简单：在每种拼音文字语言中，每个字母出现的频率并不相同，比如说在英语中，e出现的次数就要大大高于其他字母。所以如果取得了足够多的密文，通过统计每个字母出现的频率，我们就可以猜出密码中的一个字母对应于明码中哪个字母（当然还要通过揣摩上下文等基本密码破译手段）。柯南·道尔在他著名的福尔摩斯探案集中《跳舞的人》里详细叙述了福尔摩斯使用频率统计法破译跳舞人形密码的过程。所以如果转子的作用仅仅是把一个字母换成另一个字母，那就没有太大的意思了。但是大家可能已经猜出来了，所谓的“转子”，它会转动！这就是谢尔比乌斯关于ENIGMA的最重要的设计——当键盘上一个键被按下时，相应的密文在显示器上显示，然后转子的方向就自动地转动一个字母的位置（在示意图中就是转动1/6圈，而在实际中转动1/26圈）。下面的示意图表示了连续键入3个b的情况：当第一次键入b时，信号通过转子中的连线，灯A亮起来，放开键后，转子转动一格，各字母所对应的密码就改变了；第二次键入b时，它所对应的字母就变成了C；同样地，第三次键入b时，灯E闪亮。照片左方是一个完整的转子，右方是转子的分解，我们可以看到安装在转子中的电线。这里我们看到了ENIGMA加密的关键：这不是一种简单替换密码。同一个字母b在明文的不同位置时，可以被不同的字母替换，而密文中不同位置的同一个字母，可以代表明文中的不同字母，频率分析法在这里就没有用武之地了。这种加密方式被称为“复式替换密码”。但是我们看到，如果连续键入6个字母（实物中26个字母），转子就会整整转一圈，回到原始的方向上，这时编码就和最初重复了。而在加密过程中，重复的现象是很危险的，这可以使试图破译密码的人看见规律性的东西。于是谢尔比乌斯在机器上又加了一个转子。当第一个转子转动整整一圈以后，它上面有一个齿拨动第二个转子，使得它的方向转动一个字母的位置。看下面的示意图（为了简单起见，现在我们将它表示为平面形式）：这里(a)图中我们假设第一个转子（左边的那个）已经整整转了一圈，按b键时显示器上D灯亮；当放开b键时第一个转子上的齿也带动第二个转子同时转动一格，于是(b)图中第二次键入b时，加密的字母为F；而再次放开键b时，就只有第一个转子转动了，于是(c)图中第三次键入b时，与b相对应的就是字母B。我们看到用这样的方法，要6*6=36（实物中为26*26=676）个字母后才会重复原来的编码。而事实上ENIGMA里有三个转子（二战后期德国海军用ENIGMA甚至有四个转子），不重复的方向个数达到26*26*26=17576个。在此基础上谢尔比乌斯十分巧妙地在三个转子的一端加上了一个反射器，而把键盘和显示器中的相同字母用电线连在一起。反射器和转子一样，把某一个字母连在另一个字母上，但是它并不转动。乍一看这么一个固定的反射器好象没什么用处，它并不增加可以使用的编码数目，但是把它和解码联系起来就会看出这种设计的别具匠心了。见下图：我们看见这里键盘和显示器中的相同字母由电线连在一起。事实上那是一个很巧妙的开关，不过我们并不需要知道它的具体情况。我们只需要知道，当一个键被按下时，信号不是直接从键盘传到显示器（要是这样就没有加密了），而是首先通过三个转子连成的一条线路，然后经过反射器再回到三个转子，通过另一条线路再到达显示器上，比如说上图中b键被按下时，亮的是D灯。我们看看如果这时按的不是b键而是d键，那么信号恰好按照上面b键被按下时的相反方向通行，最后到达B灯。换句话说，在这种设计下，反射器虽然没有象转子那样增加可能的不重复的方向，但是它可以使译码的过程和编码的过程完全一样。反射器想象一下要用ENIGMA发送一条消息。发信人首先要调节三个转子的方向，使它们处于17576个方向中的一个（事实上转子的初始方向就是密匙，这是收发双方必须预先约定好的），然后依次键入明文，并把闪亮的字母依次记下来，然后就可以把加密后的消息用比如电报的方式发送出去。当收信方收到电文后，使用一台相同的ENIGMA，按照原来的约定，把转子的方向调整到和发信方相同的初始方向上，然后依次键入收到的密文，并把闪亮的字母依次记下来，就得到了明文。于是加密和解密的过程就是完全一样的——这都是反射器起的作用。稍微考虑一下，我们很容易明白，反射器带来的一个副作用就是一个字母永远也不会被加密成它自己，因为反射器中一个字母总是被连接到另一个不同的字母。安装在ENIGMA中的反射器和三个转子于是转子的初始方向决定了整个密文的加密方式。如果通讯当中有敌人监听，他会收到完整的密文，但是由于不知道三个转子的初始方向，他就不得不一个个方向地试验来找到这个密匙。问题在于17576个初始方向这个数目并不是太大。如果试图破译密文的人把转子调整到某一方向，然后键入密文开始的一段，看看输出是否象是有意义的信息。如果不象，那就再试转子的下一个初始方向……如果试一个方向大约要一分钟，而他二十四小时日夜工作，那么在大约两星期里就可以找遍转子所有可能的初始方向。如果对手用许多台机器同时破译，那么所需要的时间就会大大缩短。这种保密程度是不太足够的。当然谢尔比乌斯还可以再多加转子，但是我们看见每加一个转子初始方向的可能性只是乘以了26。尤其是，增加转子会增加ENIGMA的体积和成本。谢尔比乌斯希望他的加密机器是便于携带的（事实上它最终的尺寸是34cm*28cm*15cm），而不是一个具有十几个转子的庞然大物。首先他把三个转子做得可以拆卸下来互相交换，这样一来初始方向的可能性变成了原来的六倍。假设三个转子的编号为1、2、3，那么它们可以被放成123-132-213-231-312-321六种不同位置，当然现在收发消息的双方除了要预先约定转子自身的初始方向，还要约定好这六种排列中的使用一种。下一步谢尔比乌斯在键盘和第一转子之间增加了一个连接板。这块连接板允许使用者用一根连线把某个字母和另一个字母连接起来，这样这个字母的信号在进入转子之前就会转变为另一个字母的信号。这种连线最多可以有六根（后期的ENIGMA具有更多的连线），这样就可以使６对字母的信号互换，其他没有插上连线的字母保持不变。在上面ENIGMA的实物图里，我们看见这个连接板处于键盘的下方。当然连接板上的连线状况也是收发信息的双方需要预先约定的。在上面示意图中，当b键被按下时，灯Ｃ亮。于是转子自身的初始方向，转子之间的相互位置，以及连接板连线的状况就组成了所有可能的密匙，让我们来算一算一共到底有多少种。三个转子不同的方向组成了26*26*26=17576种不同可能性；三个转子间不同的相对位置为6种可能性；连接板上两两交换6对字母的可能性数目非常巨大，有100391791500种；于是一共有17576*6*100391791500，大约为10000000000000000，即一亿亿种可能性。只要约定好上面所说的密匙，收发双方利用ENIGMA就可以十分容易地进行加密和解密。但是如果不知道密匙，在这巨大的可能性面前，一一尝试来试图找出密匙是完全没有可能的。我们看见连接板对可能性的增加贡献最大，那么为什么谢尔比乌斯要那么麻烦地设计转子之类的东西呢？原因在于连接板本身其实就是一个简单替换密码系统，在整个加密过程中，连接是固定的，所以单使用它是十分容易用频率分析法来破译的。转子系统虽然提供的可能性不多，但是在加密过程中它们不停地转动，使整个系统变成了复式替换系统，频率分析法对它再也无能为力，与此同时，连接板却使得可能性数目大大增加，使得暴力破译法（即一个一个尝试所有可能性的方法）望而却步。1918年谢尔比乌斯申请了ENIGMA的专利。他以为既然自己的发明能够提供优秀的加密手段，又能拥有极高的加密解密效率，一定能很快就畅销起来。他给商业界提供了一种基本型ENIGMA，又给外交人员提供一种豪华的装备有打印机的型号。但是他似乎搞错了。他的机器售价大约相当于现在的30000美元（如果订购一千台的话每台便宜4000美元）。这个价钱使得客户望而却步。虽然谢尔比乌斯向企业家们宣称，如果他们重要的商业秘密被竞争对手知道了的话，遭到的损失将比ENIGMA的价格高得多，但是企业家们还是觉得他们没有能力来购买ENIGMA。谢尔比乌斯的新发明并没有象他预料的那样带来多少回响。军队方面对他的发明也没有什么太多的注意。谢尔比乌斯的失望是可想而知的。但是这方面他不是唯一的人。和他几乎同时在另外三个国家的三个发明家也都独立地想到了发明了使用转子的电气加密机的主意。1919年荷兰发明家亚历山大·科赫(Alexander Koch)注册了相似的专利，可是却没有能够使它商业化，1927年他只好卖掉了他的专利。在瑞典，阿维德·达姆(Arvid Damm)也获得了一个差不多的专利，但是直到1927年他去世时还是没有能找到市场。在美国，爱德华·赫本(Edward Hebern)发明了他的“无线狮身人面”，对它充满希望。他用三十八万美元开了一个工厂，却只卖出价值一千两百美元的十来台机器。1926年在加利福尼亚州赫本被股东起诉，被判有罪。可是谢尔比乌斯突然时来运转。英国政府发表了两份关于一次大战的文件使得德国军队开始对他的发明大感兴趣。其中一份是1923年出版的温斯顿·丘吉尔的著作《世界危机》，其中有一段提到了英国和俄国在军事方面的合作，指出俄国人曾经成功地破译了某些德军密码，而使用这些成果，英国的40局（英国政府负责破译密码的间谍机构）能够系统性地取得德军的加密情报。德国方面几乎是在十年之后才知道这一真相。第二份文件同样是在1923年由皇家海军发表的关于第一次世界大战的官方报告，其中讲述了在战时盟军方面截获（并且破译）德军通讯所带来的决定性的优势。这些文件构成了对德国情报部门的隐性指控，他们最终承认“由于无线电通讯被英方截获和破译，德国海军指挥部门就好象是把自己的牌明摊在桌子上和英国海军较量。”为了避免再一次陷入这样的处境，德军对谢尔比乌斯的发明进行了可行性研究，最终得出结论：必须装备这种加密机器。从1925年开始，谢尔比乌斯的工厂开始系列化生产ENIGMA，次年德军开始使用这些机器。接着政府机关，比如说国营企业，铁路部门等也开始使用ENIGMA。这些新型号的机器和原来已经卖出的一些商用型号不同，所以商用型机器的使用者就不知道政府和军用型的机器具体是如何运作的。在接下来的十年中，德国军队大约装备了三万台ENIGMA。谢尔比乌斯的发明使德国具有了最可靠的加密系统。在第二次世界大战开始时，德军通讯的保密性在当时世界上无与伦比。似乎可以这样说，ENIGMA在纳粹德国二战初期的胜利中起到的作用是决定性的，但是我们也会看到，它在后来希特勒的灭亡中扮演了重要的角色，但是谢尔比乌斯没有能够看见所有这一切。有一次在套马时，他被摔到了一面墙上，于1929年5月13日死于内脏损伤。二、弱点（上）在一次大战其间，英国的情报机关非常严密地监控了德国方面的通讯，丘吉尔的书和英国海军部的报告中透露的消息只不过是一鳞半爪。事实上，将美国引入一次大战的齐末曼（Arthur Zimmermann，1916年起任德国外交部长）电报就是由著名的英国40局破译的。在此电报中德国密谋墨西哥对美国发动攻击，这使得美国最终决定对德宣战。但是英国人的障眼法用得如此之好，使得德国人一直以为是墨西哥方面泄漏了秘密。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——ENIGMA开始投入使用。德国方面使用的ENIGMA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ENIGMA一筹莫展。德国从此拥有了世界上最为可靠的通讯保密系统。一次大战的战胜国很快就放弃了破译这种新型密码的努力。也许是出于自信，在他们看来，在凡尔赛条约约束下的德国已经造成不了什么危害。由于看不到破译德国密码的必要性，盟国的密码分析专家懒散下来，干这一行的头脑似乎也变得越来越平庸。在科学的其他领域，我们说失败乃成功之母；而在密码分析领域，我们则应该说恐惧乃成功之母。普法战争造就了法国一代优秀的密码分析专家，而一次大战中英国能够破译德国的通讯密码，对失败的极大恐惧产生的动力无疑起了巨大的作用。历史又一次重演。因为在欧洲有一个国家对德国抱有这种极大的恐惧——这就是在一战灰烬中浴火重生的新独立的波兰。在她的西面，是对失去旧日领土耿耿于怀的德国，而在东面，则是要输出革命的苏维埃联盟。对于波兰来说，关于这两个强邻的情报是有关生死存亡的大事，波兰的密码分析专家不可能象他们的英美法同事那样爱干不干——他们必须知道这两个大国都在想什么。在此情况下波兰设立了自己的破译机构，波军总参二局密码处(Biuro Szyfrow)。密码处的高效率在1919-1920年波苏战争中明显地体现出来，军事上屡尝败绩的波兰在密码分析方面却一枝独秀。在苏军兵临华沙城下的情况下，1920年一年他们破译了大约400条苏军信息。在对西面德国的通讯的监控方面，波兰人也保持了同样的高效率——直到1926年ENIGMA登场。波兰人想方设法搞到了一台商用的ENIGMA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，没有这个情报，想要破译德军的电报可谓难如登天。波兰人使出了浑身的解数，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——当然和所有的“大师”一样，一遇上这种硬碰硬的事情，神乎其神的天眼通也不灵了。这时事情有了转机。汉斯—提罗·施密特(Hans-Thilo　Schimdt) 于1888年出生在柏林的一个中产阶级家庭里，一次大战时当过兵打过仗。根据凡尔赛条约，战败后的德国进行了裁军，施密特就在被裁之列。退了伍后他开了个小肥皂厂，心想下海从商赚点钱。结果战后的经济萧条和通货膨胀让他破了产。此时他不名一文，却还有一个家要养。和他潦倒的处境相反，他的大哥鲁道夫(Rudolph)在战后春风得意。和汉斯—提罗一样都是一次大战的老兵，可鲁道夫没有被裁减，相反却一路高升。到了二十年代，他当上了德国通讯部门的头头，就是他正式命令在军队中使用ENIGMA。和大哥的成功比起来，汉斯—提罗自然觉得脸上无光。可是破产后汉斯-提罗不得不放下自尊心来去见大哥，求他在政府部门替自己谋个职位。鲁道夫给他的二弟在密码处(Chiffrierstelle)找了个位置。这是专门负责德国密码通讯的机构——ENIGMA的指挥中心，拥有大量绝密情报。汉斯—提罗把一家留在巴伐利亚，因为在那里生活费用相对较低，勉强可以度日。就这样他一个人孤零零地搬到了柏林，拿着可怜的薪水，对大哥又羡又妒，对抛弃他的社会深恶痛绝。接下来的事情可想而知。如果把自己可以轻松搞到的绝密情报出卖给外国情报机构，一方面可以赚取不少自己紧缺的钱，一方面可以以此报复这个抛弃了他的国家。1931年11月8日，施密特化名为艾斯克(Asche)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有关ENIGMA操作和转子内部线路的资料，得到一万马克。靠这两份资料，盟国就完全可以复制出一台军用的ENIGMA机。不过事情并不象想象的那么简单。要破译ENIGMA密码，靠这些情报还远远不够。德军的一份对ENIGMA的评估写道：“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。”就算有了一台ENIGMA，如果不知道密钥（在本文的第一部分里我们知道所谓的密钥，就是转子自身的初始方向，转子之间的相互位置，以及连接板连线的状况）的话，想破译电文，就要尝试数以亿亿计的组合，这是不现实的。“加密系统的保密性只应建立在对密钥的保密上，不应该取决于加密算法的保密。”这是密码学中的金科玉律。加密算法可以直接是某个抽象的数学算法，比如现在通用的DEA和RSA算法，也可以是实现某个算法的象ENIGMA这样的加密机械或专门用于加密的电子芯片等加密器件，还可以是经过编译的在计算机上可执行的加密程序，比如现在在互联网通信中被广泛使用的PGP(Pretty Good Privacy)。因为对加密算法的保密是困难的。对手可以用窃取、购买的方法来取得算法、加密器件或者程序。如果得到的是加密器件或者程序，可以对它们进行反向工程而最终获得加密算法。如果只是密钥失密，那么失密的只是和此密钥有关的情报，日后通讯的保密性可以通过更换密钥来补救；但如果是加密算法失密，而整个系统的保密性又建立在算法的秘密性上，那么所有由此算法加密的信息就会全部暴露。更糟糕是，为了使以后的通讯保持秘密，必须完全更换加密算法，这意味着更新加密器械或更换程序。比起简单地更换密钥，这要耗费大量财富和管理资源（大规模更换加密器械和程序会使对手更有机会乘虚而入！）。如此明显的道理，却时常有人不愿遵守，把加密系统的保密性建立在对加密算法的保密上，为此吃够了苦头。最著名的例子莫过于DVD的加密算法(DVD Movie encryption scheme)。信息和密码专家通过对DVD驱动器解密芯片和解密软件的分析得到了它的加密和解密算法。以此为基础有人编写了一个破解DVD加密算法的程序DeCSS。虽然在2000年1月，美国法官刘易斯·卡普兰(Lewis Laplan)裁定在互联网上传播DeCSS为非法，但是这种行政的强制手段似乎毫不奏效。反对裁决的一方以保护言论自由的美国宪法第一修正案的来反驳，卡普兰不得不附加了“计算机源程序不属言论”的附加裁定。但这个附加裁定似乎也没有什么太大的用处——虽然不能直接传播DeCSS的源程序，如果愿意的话，人们还是可以用“源程序的第一个字母是A，第二个字母是=”这类卡普兰法官绝不能归到“非言论”一类去的方法来描述。在http://www.cs.cmu.edu/~dst/DeCSS/Gallery/你可以找到十几种怪里怪气地“不违法”地传播DeCSS的方法，其中包括一首诗，一件印着源程序的Ｔ恤衫，一段朗诵源程序的录音和三张显示着源程序的GIF图片——法官大人下令禁止的是源程序，不是它的图片，不是吗？更有甚者，有人在网上公布了一个素数，如果把这个素数写成十六进制并记录成一个文件，我们就可以拿解能够解gzip格式的压缩软件（比如说WinZip）来将它解成DeCSS。如果卡普兰法官下令禁止这个素数的话，它很有可能成为有史以来第一个“非法”的素数。你可以在http://www.utm.edu/research/primes/curios/48565...29443.html看到这个素数。在上面这个例子里我们甚至可以看到，在此时更换加密算法已经变得实际上不可能，因为DVD作为标准已经被固定下来，于是它的加密算法也就从此形同虚设。正如前面所言，ENIGMA的设计使得搞到了它的秘密的法国人也一筹莫展。法国密码分析人员断定这种密码是不可破译的。他们甚至根本就懒得根据搞到的情报去复制一台ENIGMA。在十年前法国和波兰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ENIGMA的情报。既然看来自己拿着也没什么用，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ENIGMA对波兰来说至关重要，就算死马也要当作活马医。现在他们总算能迈出最初的一步了。在施密特提供的关于ENIGMA的情报中，不仅有关于ENIGMA构造和转子内部连线的描述，还有德国人使用ENIGMA进行编码的具体规定。每个月每台ENIGMA机的操作员都会收到一本当月的新密钥，上面有此月每天使用的密钥。比如说，第一天的密钥可以是这个样子：1.连接板的连接：A/L-P/R-T/D-B/W-K/F-O/Y2.转子的顺序：2,3,13.转子的初始方向：Q-C-W当操作员要发送某条消息时，他首先从密钥本中查到以上信息。然后按照上面的规定，首先用连线把连接板上的A字母和L字母，P字母和R字母……连接起来；然后把2号转子放在ENIGMA的第一个转子位置上，把3号转子放在第二个位置上，把1号转子放在第三个位置上；最后，他调整转子的方向（从照片上可以看到每个转子的边上都刻着一圈字母用来显示转子所处的方向），使得三个转子上的字母Q、C和W分别朝上。在接收信息的另一方，操作员也进行同样的准备（他也有一本同样的密钥本），就可以进行收信解码的工作了。模拟ENIGMA的Java Applet。你要打开WEB浏览器的Java功能才能使用。这里各部件的位置和真正的ENIGMA机差不多，最上方为三个转子，方向由0到25的数字表示，其下为显示器，再往下为键盘，最后是连接板（你可以用鼠标把两个字母连起来）。在最下方你可以在九个备用转子里选三个装在ENIGMA上（这比当初德国人的选择要多，最开始他们仅有三个备用转子，后来增加到五个），也可以在那里选择转子的初始方向。（本程序由Russell Schwager编写，源码可在http://hops.cs.jhu.edu/~russell/classes/enigma/enigma.html取得）调整好ENIGMA，现在操作员可以开始对明文加密了。但是我们看到每天只有一个密钥，如果这一天的几百封电报都以这个密钥加密发送的话，暗中截听信号的敌方就会取得大量的以同一密钥加密的信息，这对保密工作来说不是个好兆头。我们记得在简单替换密码的情况下，如果密码分析专家能得到大量的密文，就可以使用统计方法将其破解。尽管不知道对ENIGMA是否可以采用类似的统计方法，德国人还是留了个心眼。他们决定在按当日密钥调整好ENIGMA机后并不直接加密要发送的明文。相反地，首先发送的是一个新的密钥。连接板的连线顺序和转子的顺序并不改变，和当日通用的密钥相同；想反地，转子的初始方向将被改变。操作员首先按照上面所说的方法按当日密钥调整好ENIGMA，然后随机地选择三个字母，比如说PGH。他把PGH在键盘上连打两遍，加密为比如说KIVBJE（注意到两次PGH被加密为不同的形式，第一次KIV，第二次BJE，这正是ENIGMA的特点，它是一种复式替换密码）。然后他把KIVBJE记在电文的最前面。接着他重新调整三个转子的初始方向到PGH，然后才正式对明文加密。用这种方法每一条电文都有属于自己的三个表示转子初始方向的密钥。把密钥输入两遍是为了防止偶然的发报或者接收错误，起着纠错的作用。收报一方在按当日密钥调整好ENIGMA机后，先输入密文的头六个字母KIVBJE，解密得到PGHPGH，于是确认没有错误。然后把三个转子的初始方向调整到PGH，接着就可以正式解密其余的密文了。如果不使用对每条电文都不同的密钥，那么每天很可能总共会有几千条电文也就是几百万个字母的消息以同一个密钥加密。而采用每条电文都有自己的密钥这个方法后，当日密钥所加密的就是很少的几万个字母，而且这些字母都是随机选取，和有意义的电文性质不同，不可能用统计方法破译。乍一看来这种方法无懈可击。可是波兰人铁了心，必须在这厚厚的护甲上撕出一个口子来。在此以前，密码分析人员通常是语言天才，精通对语言方面特征的分析。但是既然ENIGMA是一种机械加密装置，波兰总参二局密码处就考虑到，是否一个具有科学头脑的人更适合于它的破译工作呢？1929年1月，波兹南大学数学系主任兹德齐斯罗·克里格罗夫斯基(Zdzislaw Krygowski)教授开列了一张系里最优秀的数学家的名单，在这张名单上，有以后被称为密码研究“波兰三杰”的马里安·雷杰夫斯基(Marian Rejewski)，杰尔兹·罗佐基(Jerzy　Rozycki)和亨里克·佐加尔斯基(Henryk Zygalski)。波兹南大学并非当时波兰最有名的大学，但是它地处波兰南部，那里直到1918年还是德国领土，所以所有这些数学家都能讲流利的德语。马里安·雷杰夫斯基在三位被密码局招聘的数学家中，雷杰夫斯基的表现最为出色。当年他是个架着一副近视眼镜，脸上略带羞色的二十三岁小伙子。他的在大学里学的专业是统计学，打算以后去干保险业行当，也许在此之前他从未想到会在密码分析方面大展身手。在经过短期的密码分析训练后，他把所有的精力都投入到破解ENIGMA的工作中去。雷杰夫斯基深知“重复乃密码大敌”。在ENIGMA密码中，最明显的重复莫过于每条电文最开始的那六个字母——它由三个字母的密钥重复两次加密而成。德国人没有想到这里会是看似固若金汤的ENIGMA防线的弱点。二、弱点（下）德方每封密文最开始的六个字母，是此信密钥的三个字母重复两遍，由当日密钥加密而成。比如说这封信的密钥是ULJ（这是开始加密明文时由操作员临时随机选取的），那么操作员首先用当日通用的密钥加密ULJULJ，得到六个字母的加密后序列，比如说PEFNWZ，然后再用ULJ来作为密钥加密正文，最后把PEFNWZ放在加密后的正文前，一起用电报发给收信方。雷杰夫斯基每天都会收到一大堆截获的德国电报，所以一天中可以得到许多这样的六个字母串，它们都由同一个当日密钥加密而成。比如说他收到四个电报，其中每封电报的开头的六个字母为1 2 3 4 5 6第一封电报：L O K R G M第二封电报：M V T X Z E第三封电报：J K T M P E第四封电报：D V Y P Z X对于每封电报来说，它的第一个字母和第四个字母都是由同一个字母加密而来，同样地第二和第五个字母以及第三和第六个字母也是分别由同一个字母加密而来。比如说在第一封电报中，字母L和R是由同一字母加密而来。这个字母之所以先被加密成L，然后又被加密成了R，是因为在此期间转子向前转动了三个字母的位置。从L和R是由同一个字母加密而来这点，雷杰夫斯基就有了判断转子的初始位置的一条线索。当转子处于这个初始位置时，字母L和R在某种意义下具有紧密的联系。每天截获的大量电文能够给出许多这样的紧密联系，从而使雷杰夫斯基最终能够判断出转子的初始位置。在上面的第二、三、四封电报中，我们看见M和X，J和M，D和P都有这种联系：第一个字母：ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ第四个字母：___P_____M_RX_____________如果雷杰夫斯基每天可以得到充分多的电报，他就可以把上面这个关系表补充完整：第一个字母：ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ第四个字母：FQHPLWOGBMVRXUYCZITNJEASDK光凭这个对应表格，雷杰夫斯基还是没办法知道当天的通用密钥。可是他知道，这个表格是由当天的通用密钥决定的，而且只由它决定。如果密钥不同，那么这个表格也应该不同——那么，有没有一种办法可以从这个对应表来推断出当日的通用密钥呢？雷杰夫斯基对这样的表格进行了仔细观察。从字母A开始看，它被对应成F；而F在此表中又被对应成W，接下去它被对应成A，我们又回到了最先开始的字母，于是就有了一个循环的字母圈A→F→W→A。如果考虑所有的字母，雷杰夫斯基就能写出关于此对应表的所有的循环圈：A→F→W→A　　　　　　　　　　　3个字母的循环圈B→Q→Z→K→V→E→L→R→I→B　　9个字母的循环圈C→H→G→O→Y→D→P→C　　　　　7个字母的循环圈J→M→X→S→T→N→U→J　　　　　7个字母的循环圈这里我们只是考虑了第一和第四个字母形成的对应表。同样地对第二和第五、第三和第六个字母形成的对应表，我们也可以写出类似的字母循环圈。由于每天的密钥都不同，雷杰夫斯基得到的循环圈也各不相同。雷杰夫斯基观察到，这些循环圈长短不一。这使他有了一个重要的灵感：虽然这些循环圈是由当日密钥，也就是转子的位置，它们的初始方向以及连接板上字母置换造成的，但是每组循环圈的个数和每个循环圈的长度，却仅仅是由转子的位置和它们的初始方向决定的，和连接板上字母交换的情况无关！假定在上面这个例子中，原来在接线板上字母S和G由一根连线相连。现在转子的位置和它们的初始方向保持不变，去掉这根连线而将字母T和K连在一起，那么第一和第四个字母的对应表就会变成第一个字母：ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ第四个字母：FQHPLWKSBMNRXUYCZIOVJEAGDT（原来的G对应O，S对应T，去掉G和S的连线后，G就对应T，但是T被新的连线接到了K，所以G最终对应着K。其他受影响的字母还有H、K、S、T、X、Z）。而循环圈表就变成了：A→F→W→A　　　　　　　　　　　3个字母的循环圈B→Q→Z→T→V→E→L→R→I→B　　9个字母的循环圈C→H→S→O→Y→D→P→C　　　　　7个字母的循环圈J→M→X→G→K→N→U→J　　　　　7个字母的循环圈某些循环圈中的字母变了，但是循环圈的数目仍旧是四个，每个循环圈的长度也没有改变。应用置换变换的理论，雷杰夫斯基可以从数学上严格证明这一点对于任何的连线变化都是成立的。这是一个非常重大的进展。我们知道，如果要强行试遍所有的密钥来破解密文，那得要试一亿亿个密钥之多；但是ENIGMA的数量巨大的密钥主要是由连接板来提供的，如果只考虑转子的位置和它们的初始方向，只有105456种可能性。虽然这还是一个很大的数字，但是把所有的可能性都试验一遍，已经是一件可以做到的事情了。波兰人按照汉斯-提罗·施密特提供的情报复制出了ENIGMA样机。到了1934年，他们有了十几台波兰造ENIGMA。雷杰夫斯基和他的同事们每天都在ENIGMA前工作，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。比如说其中的一个记录可以是这样的：第一和第四字母对应表中有4个循环圈，长度分别为3，9，7，7；第二和第五字母对应表中有4个循环圈，长度分别为2，3，9，12；第三和第六字母对应表中有5个循环圈，长度分别为5，5，5，3，8；当对所有105456种转子位置和初始方向都编好记录以后，破译ENIGMA生成的密文就比较容易了。首先要取得足够的当日电文来构造字母对应表并且写出字母循环圈；然后根据循环圈的数目和它们的长度从记录表中检索出相对应的转子位置和初始方向：这就是当日的密钥（连接板的情况还未知）。循环圈的个数和长度可以看作是这个密钥的“指纹”——通过建立密钥“指纹”档案，雷杰夫斯基就能及时地把当天的密钥找出来。通过分离转子的状态和连接板的状态，雷杰夫斯基大大简化了破译ENIGMA的工作。建立这样一个档案花了整整一年时间，工作相当艰苦，有时工作人员的手指都被磨出血来。必须指出的是，上面对雷杰夫斯基的工作的介绍是极其简单化的，只以举例的形式介绍了其中最重要的思路。雷杰夫斯基对于ENIGMA的分析是在密码分析史上最重要的成就之一，整个工作都是严格地数学化了的（求解关于置换矩阵的方程），决非上面所举例子可以包含。比如说，找到当日密钥中转子状态后，还需要找到连接板状态，才能真正译出密文。另外，ENIGMA中转子中的线路并非总是固定不变，雷杰夫斯基的理论允许从密文和密钥倒推出转子内部的连线状态。即便是施密特提供的情报也未明确指出转子内部的连线状态，雷杰夫斯基一项重要工作就是成功地判断出军用型ENIGMA的转子上字母以字母表顺序排列，而不是如商用型那样，字母以键盘上的顺序排列。另外还要指出的是，雷杰夫斯基的同事，尤其是另两位数学家罗佐基和佐加尔斯基在破译工作中也作出了很重要的贡献。佐加尔斯基还设计了用在纸上钻孔的方法来迅速查询对应于某类字母循环圈的转子状态的方法。佐加尔斯基设计的用来查询密钥的钻孔表格在雷杰夫斯基和他的同事的努力下，波兰情报部门在后来的几年里成功地掌握了大量德国方面的情报。据估计，在1933年1月到1939年9月这六年多的时间里，波兰方面一共破译了近十万条德方的消息，其中最重要的有德国在包括苏台德地区兵力重新部署的情报，这对波兰的安全是极大的威胁。对ENIGMA的破解即便在总参二局领导层内部也属最高机密，军官们会收到标有“维奇尔”(Wicher，破译ENIGMA行动的代号)的情报，他们被告知这些情报绝对可靠，但来源绝密。1934年，纳粹德国元帅赫尔曼·戈林访问华沙，他怎么也没有怀疑波兰人已经掌握了他的机密。当他和德国高级官员向位处波兰密码处附近的无名战士墓献花圈时，雷杰夫斯基正透过办公室的窗子望着他们，心中为自己能知道他们最机密的通讯而狂喜不已。当德国人对ENIGMA转子连线作出一点改动以后，花了一年功夫建立起来的密钥“指纹”档案就变得毫无用处了。但是雷杰夫斯基和罗佐基有了一个更好的主意。他们在ENIGMA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（这样就可以试遍所有的17576*6=105456种转子位置和初始方向）。所有这6台ENIGMA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，能在两小时内找出当日密钥。罗佐基把它取名为“炸弹”(La Bomba)，可能是因为它运转起来震耳欲聋的声响；不过也有人传说，制造这样一台机器的主意是雷杰夫斯基一次在饭店里吃叫做“炸弹”的冰淇淋时想到的。无论如何，“炸弹”实现了密码分析机械化，它是对ENIGMA机械加密的一种很自然的回应手段。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”。他们不知道的是，在密码处处长格维多·兰杰(Gwido Langer)少校的抽屉里，已经有了他们正在绞尽脑汁试图寻找的东西。事实上，在提供了两份极其重要的关于ENIGMA的情报后，汉斯-提罗·施密特还在继续向法国情报机关提供关于德国通讯的情报。在1931年后的七年中，他和法国情报人员接头二十次，每次都提供若干德国通讯用密码本，上面记载着一个月中每天使用的当日密钥。汉斯-提罗·施密特总共提供了三十八个月的密码。兰杰少校通过法国密码处（“第二处”）负责人居斯塔夫·贝特朗(Guistav Bertrand)上尉得到了这些密码本。如果雷杰夫斯基能够预先知道这些密码，无疑可以节省大量的时间，从而进行其他的同样十分重要的破译工作。但是兰杰少校觉得雷杰夫斯基的小组应该习惯于单独工作，以便在将来得不到密码本的时候，也能同样破译ENIGMA。我们的确不知道，如果自1931年来没有这样的压力，雷杰夫斯基是否能够有上面所述的重要工作。波兰密码局的破译能力在1938年的十二月达到了极限，德国人加强了ENIGMA的加密能力。每台ENIGMA机增加了两个可供选择的转子。原来三个转子不同的排列方式有6种，现在从五个转子中选取三个装入机器中的方式达到了5*4*3=60种。这就意味着要达到原来的效率，“炸弹”中必须有60台机器同时运转，而不是原来的6台。建造这样一台“炸弹”的价格是密码处总预算的十五倍！在1939年一月，连接板上的连线又由六根增加到十根，这样就只剩6个字母不会被交换。密钥的总数达到了一万五千九百亿亿个，是原来的一万五千九百倍。虽然波兰数学家们成功地推断出了第四和第五个转子中的连线状态，雷杰夫斯基也证明了ENIGMA并非象德国人或盟国密码分析专家想象的那样坚不可破，但是他的方法终于也不适用了。这时兰杰少校应该从他的抽屉里拿出施密特提供的密码本来——但是正是德国人增加转子个数的时候，施密特停止了和法国情报部门的接头。七年中施密特不断地提供给波兰人能靠自己的力量破译的密钥，现在波兰人急需这些密钥，他们却再也搞不到了。这对波兰是一个致命的打击。因为ENIGMA不仅仅是德国秘密通讯的手段，更是希特勒“闪电战”(blitzkrieg)的关键。所谓的“闪电战”是一种大规模快速协同作战，各装甲部队之间，它们和步兵、炮兵之间必须能够快速而保密地进行联系。不仅如此，地面部队的进攻还必须由斯图卡轰炸机群掩护支援，它们之间也必须有可靠的联络手段。闪电战的力量在于：在快速的通讯保证下的快速进攻。“闪电战”的提出者，德国装甲部队之父，纳粹德国的海因茨·古德里安(Heinz Guderian)将军在指挥车上。在照片的左下方我们可以看见一台ENIGMA。如果波兰不能知道德军的通讯，那么想要抵挡德国的入侵是毫无希望的，现在看来这在几个月里就会发生。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。在此情况下，兰杰少校决定把直到现在还对盟国保密的关于ENIGMA的破译方法告诉盟国同行，以便在波兰遭到入侵后，拥有更大人力物力财力的盟国还可以继续对雷杰夫斯基的方法进行研究。6月30日，兰杰少校致电他的英国和法国同行，邀请他们来华沙紧急讨论有关ENIGMA的事项。7月24日英法密码分析专家到达波兰密码处总部，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使用的语言是……德语——这是唯一的在场三方所有人都懂的语言。兰杰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ENIGMA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。法国人尤其吃惊，他们以为他们得到的情报用处不大，所以很慷慨地把它们转给了波兰人，他们却让波兰人一直瞒到现在。英法密码分析专家对波兰同行的感激是无以言表的，直到那时，他们在破译德国密码的方面毫无进展。兰杰少校给英法密码分析专家的最后惊喜是宣布赠送给他们两台ENIGMA的复制品，以及“炸弹”的图纸，它们由法国密码处的贝特朗（他现在是个少校了）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(Sacha Guitry)和他的太太女演员依弗娜·普林坦普斯(Yvonne Printemps)。但是在他们的旅行箱里却藏着当时英国最高的机密：一台波兰制造的ENIGMA。为了避开无所不在的德国间谍的耳目，ENIGMA就这样来到了英国，在那里等待它的将是它的彻底灭亡。两星期后的1939年9月1日，希特勒发动“闪电战”入侵波兰。9月17日，苏联入侵波兰。9月28日，德军占领华沙，波兰不复存在。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 CipherSchool)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。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(ChristopherMorcon)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。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(LudwigWittgenstein)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 ComputableNumbers)中，他提出了日后以他名字命名的虚拟计算机器——图灵机。三、灭亡（中）图灵设想的虚拟机器拥有一条无限长的纸带、一个读写头，和一个控制装置。控制装置具有有限个内部状态，它能够根据这些内部状态来控制读写头作出相应的动作，比如说沿着纸带前后移动，在纸带上记录改变或抹去信息，或者读取纸带上的信息并据此改变自己的内部状态。你可以把纸带上的信息看做是指令或者数据，读写头根据这些指令和数据来完成一系列的动作。图灵提出了各种各样这样的机器，有些能做加法（只要在纸带上先写好两个数，然后让图灵机运行，最后机器停止时写在纸条上的那个数就是起先两数的和），有些能做乘法，等等等等。当然有些似乎什么也不做，或者在纸带上乱涂乱画，而另外有一些，好像永远也不停下来。这就是在信息科学史上和“冯·诺依曼机器”齐名的“图灵机”。图灵机的个数是可数无限个，所以我们可以用自然数把所有的图灵机都标上号。图灵发现了这样一种图灵机，它能够做到任何一台图灵机能办到的事情，只要在纸带上首先标出想要模拟的图灵机的号码，然后给出相应的输入，最后它的输出将是号码被指定的那台图灵机的输出。可以说这是一台“万能”图灵机，当然它只是一种理想的计算模型，或者说是一种理想中的计算机。事实上我们平时使用的计算机就可以被看做是这样一台“万能”图灵机（只是它没有一条无限长的纸带，也就是内存。不过如今内存便宜得这个模样，对于一般的问题来说，差不多可以说有无穷的内存了），纸带上的那些指令就相当于程序和数据，如果程序不同，计算机可以完成的任务也不同。图灵发现，有些问题是这台“万能”图灵机也不能回答的。比如说著名的“停机问题”：给定一台图灵机的编号，和纸带上的输入，是否总能回答它最终是否会停下来？不能。这是和哥德尔不完全性定理密切相关的，图灵的结果从另一个侧面支持了数学中的“不确定性”。但是和不完全性定理不同的是，图灵的成果给数学家指出了一条具体构造这样一台“万能机器”的途径。虽然那还是在二十世纪的三十年代，当时的技术能力还不能将图灵的设想变为现实，但是他毫不怀疑自己的设想能够实现。这无疑是二十世纪科学理论最重要的发展之一，在计算机被广泛应用，甚至影响到我们每个人的日常生活的今天来看，尤其如此。当年，图灵年仅二十六岁。这是图灵事业最为辉煌的时期，他在国王学院取得了教职，在剑桥过着平静的学术生活。1938年迪斯尼公司著名的动画片《白雪公主和七个小矮人》上映，图灵兴冲冲地跑去看。在后来的一些日子里，他的同事听见他不停地哼哼电影中巫婆王后泡制毒苹果时的歌：“毒液浸透苹果，如睡之死渗入。”图灵喜欢他在剑桥的岁月，成功的事业，活跃和宽容的环境。大学并不对同性恋大惊小怪，他可以和几个人同时结交而不用担心谁在背后叽叽喳喳。但是在1933年他的学院生涯突然中断了，他受代码及加密学校的邀请成为一个密码分析专家。1939年9月4日，就在首相张伯伦向德国宣战的第二天，图灵离开了剑桥，来到离布莱切利公园五公里的雪纳利布鲁克恩德(Shenley Brook End)居住。他每天骑自行车到布莱切利公园上班。因为患有对花粉过敏的鼻炎，图灵就常常戴个防毒面具骑车上班，招摇过市。在布莱切利公园里，每天他花一部分时间和其他人一样在小木屋里进行破译密码的工作，而另一些时间他就呆在被称为“智慧水箱”(Think Tank)，原来用来放水果的储藏室里。在那里密码分析专家思考在未来日子里有可能碰到的难题以及它们的解决方法。直到当时，对ENIGMA的破译都采用雷杰夫斯基的方法，即利用每条密文最开始重复的密钥。如果此电文的密钥为YGB，那么电文开头就是六个由YGBYGB加密而成的字母，德国人以此来预防可能的传送错误。但是这是ENIGMA使用中的一个重大弱点，德国人很可能会发觉这一点并取消这种重复，这样就会使英国密码分析专家的破译手段变得毫无用处。图灵的任务就是要找到另一种不必利用重复密钥的破译方法。在分析了以前大量德国电文后，图灵发现许多电报有相当固定的格式，他可以根据电文发出的时间、发信人、收信人这些无关于电文内容的信息来推断出一部分电文的内容。比方说，德国人每天的天气预报总在早上六点左右发出，要是在六点零五分截获了一份德国电报，它里面八成有Wetter这个词，也就是德文中的“天气”。根据在此之前德国人天气预报电文的死板格式，图灵甚至能相当准确地知道这个词具体在密文的哪个位置。这就使得图灵想到了用“候选单词”这一方法来破译ENIGMA电文，在英语中，图灵把这些“候选单词”叫做Cribs。如果在一篇密文中，图灵知道Wetter这个词被加密成了ETJWPX，那么剩下的任务就是要找到将Wetter加密成ETJWPX的初始设置。如果采用一个一个试过去的暴力破解法，那就会碰到1590亿种组合这个大问题。但是雷杰夫斯基的天才思想告诉图灵，必须把转子方向变化造成的问题和连接板交换字母造成的问题分开来考虑。如果他能够象雷杰夫斯基那样发现在Cribs中某些不随连接板上连线方式变化的特性，他就可以最多只用尝试1054560次（60种转子放置方法乘以17576种转子初始方向）便可找到正确的转子设置。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3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，第一台ENIGMA机的转子初始方向被定为原来的S，而第二台ENIGMA机的转子初始方向却是S+1，第三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和第二台ENIGMA显示器上的e连起来，又把第二台上的T和第三台上的t连起来，最后把第三台上的W和第一台上的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（三台ENIGMA机上的都一样）E←→L1T←→L2W←→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，在http://frode.home.cern.ch/frode/crypto/Turing/ 你可以读到这篇论文的一部分。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”(bombes)。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(British TabulatingMachinery)制造。图灵的发明赢得了他在布莱切利公园的同事的尊敬，大家把他看做是超群的密码分析专家。他的一位同事彼得·希尔顿(Peter Hilton)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(Jack Good)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。“炸弹”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。三、灭亡（下）在前面的记述中读者似乎会有这样一种感觉，所有的ENIGMA机都是一样的，而密码分析人员在找到破译的方法以后每天按部就班地进行破译工作。但事实上，德军内部有好几个不同的通讯网络，比如说，在北非的德军就有自己的一套通讯网，他们的密码本和在欧洲的德军网络不同，德国空军也有自己的通讯网络。某些通讯网络的保密性要强于其他的，而德国海军通讯网的保密性是最强的，它使用的ENIGMA机是经过强化特制的，它有八个转子可供选择，这样转子的初始位置数就几乎是五个转子情况的六倍，于是布莱切利公园破译它所需要花费的时间也几乎是普通情况的六倍。另外海军用的ENIGMA机的反射器是可以转动的，于是密钥的可能性就是原来的二十六倍。有一些海军型ENIGMA机甚至有四个转子。德国海军为了加强通讯保密性，甚至取消使用固定的信件格式，这样就使图灵的“候选单词”法极难被使用。另外它的每条电文的密钥也以一种不同于平常的方式传送。德国空军和陆军的ENIGMA密文都能比较顺利地被破译，但是德国海军的这些保密措施使得英国密码分析人员在破译电文时遇到极大的困难。在大西洋海战中这使英国付出了极大的代价。德国海军元帅邓尼茨使用“狼群战术”来对付英国的海上运输线。首先，德军众多的潜艇分散在大西洋广阔的海域中，试图寻找合适的目标；如果其中有一艘潜艇发现目标，它就会通知其它潜艇赶来增援；一旦在此海区中潜艇数量足够，它们就向目标发动进攻。很显然，在这种需要高度协作的战术中，保密和快速的通讯起着决定性的作用，而如果英国方面不能及时破译这些通讯内容，所遭受的打击是毁灭性的。当时欧洲大陆尽陷纳粹魔掌，英国抗战所必需的食品弹药几乎完全依靠从大西洋上运来的美国援助。如果盟军不能知道德军潜艇在汪洋大海中的位置，那么就不能有效地对付狼群战术，也就不可能有一条安全的运输线。在1940年6月到1941年6月一年间，盟军平均每月损失五十艘船只，而且建造新船只的能力已经几乎不能够跟上损失的步伐；与此相联系的还有巨大的人命损失——在战争中有高达五万名水手葬身大西洋底。英国面临在大西洋海战中失败的危险，而在大西洋海战中失败，也就意味着在整个战争中失败。即使在破译密码这样的所谓“数学家的战争”中，军事和间谍手段也是必不可少的，汉斯-提罗·史密特的情况已经足够说明问题了。如果布莱切利公园不能用破译的手段来取得密钥，那么间谍、渗透以致于窃取等手段也成为必需。英国皇家空军有时采取一种名叫“播种”的手段来帮助取得布莱切利公园破译密钥所需的“候选单词”。空军在某个特定的海区布撒水雷，迫使在附近的德国舰艇向其他舰艇发送有关雷区的情报，这个情报里必定包含着对此雷区所在方位等的描述，而这是英国人早已知道的，于是从中就可以确定“候选单词”。但是为了避免德国人的疑心，这样的花招不能时时使用，所以还需要许多其他的方式。当时在英国情报部门工作的扬·弗莱明(Ian Fleming)，也就是后来大名鼎鼎的007系列小说的作者，甚至策划了这样一个代号“杀无赦”的计划：在英吉利海峡中让一架被俘的德军轰炸机在一艘德国舰艇附近坠毁，等到德国舰艇赶来救援时，机上假扮成德国飞行员的英国谍报人员趁机混上德国舰艇以窃取密码本。这个几乎是疯狂的计划最后由于种种原因而没有实行。除了要获得密码本外，了解德国海军特制ENIGMA机尤其是它的转子线路无疑也是破译密码所必需的。1940年2月德国潜艇U-33在苏格兰附近海面被击沉，英国情报部门因此能获得海军用ENIGMA机上的三个转子，使得密码分析人员能对这种特别的ENIGMA机有所了解并对截获的密文作部分的破解；同年4月在挪威，盟军俘获了一条德国拖捞船，从上面取得了几份关于ENIGMA的资料并送交图灵研究。但是在还没有取得任何进展之前，德国人就改换了转子结构，密文重新又变得牢不可破了。1941年3月4日在盟军特种兵对挪威罗弗敦群岛的突袭中缴获了两台海军用ENIGMA机，于是盟国重新能够部分破译德海军情报。幸运的是这一次邓尼茨元帅相信了他的密码专家的夸口，认为ENIGMA不可破译，没有再次改变密码机的设置。1941年春天，布莱切利公园的一位密码分析人员哈里·辛斯利(Harry Hinsley)意识到在德军的气象船和补给船和德国海军使用的是同一套ENIGMA系统。问题在于要周密计划俘获这些船只取得密码本而不使德国海军指挥部起疑心。5月7日，在一次高度机密的行动中，英国皇家海军俘获了德国气象船慕尼黑号，取得了六月份的密码本。两天后在一次巧遇中英国驱逐舰迫使德国潜艇U-110浮出水面，由于德国人以为潜艇很快就要沉没，他们没有及时销毁艇上的ENIGMA机和密码本。在六月份英军又俘获了一艘德军气象船劳恩堡号，取得六月和七月的密码本。这些进展使得布莱切利公园对海军型ENIGMA机有了比较充分的了解。虽然直至战争结束，德国人仍不时改进他们的加密系统，但是英国方面一般来说总能用各种方法跟进，包括上面所说的军事和间谍手段，或者提高“炸弹”的数量和威力，密码分析人员的经验也不断增加。虽然如此，这样的变化总会为密码破译带来暂时的困难，从而可能遭遇严重的问题，比如北冰洋航线上PQ17运输轮沉没的严重损失。最大的此类危机发生在1942年2月1日，德军潜艇通讯网开始使用前面提到的四转子ENIGMA，新增加的这个转子使得盟军的损失大量增加。但是由于同时期美国开始参战，德军潜艇在美国东海岸的频频得手避免了德军总部把近期的胜利和增加转子一事联系起来。无论如何，通过军事、情报当然还有密码分析人员的努力，盟军终于能够了解德国“狼群”的位置，从而为运输船队选择一条安全的航线，不仅如此，英国海军的驱逐舰甚至还能主动出击，寻找德军潜艇并将其击沉。但是这里还是存在着如何恰到好处地使用所得到的情报，以免德军总部怀疑他们的最高机密已被破译的问题。正所谓兵不厌诈。通过对ENIGMA的破译，盟军能够知道德国潜艇的位置，但是击沉所有这些潜艇是愚蠢的，因为突然升高的损失不可避免地会使德国人猜测到他们的通讯并不安全。所以盟军经常放掉一些已经到手的肥肉，只攻击那些被侦查机发现的潜艇，当然盟军也会发出一些假的侦查到潜艇的消息来掩盖随之而来的攻击。有一次布莱切利公园破译了一条电文，其中有九条德国油轮的方位，为了避免德国人起疑心，英国海军总部决定只进攻其中的七条油轮。这七条油轮沉没后，对破译ENIGMA和需要保持秘密一事一无所知的皇家海军舰队“不幸”恰好又碰上了另两条倒霉鬼，于是也将它们送入了海底。在柏林德国人为此事进行了调查，但是他们的疑心集中在这是一次偶然的事件，还是由于英国谍报人员的渗透，没有人怀疑这是英国人破译ENIGMA所取得的胜利。布莱切利公园所破译的不仅仅是德国的ENIGMA密码，在战争期间他们同样破译了意大利和日本的密码系统，这三方面的情报来源被冠以“Ultra”的代号，意为“绝密”。通过Ultra提供的情报，盟军在战场上取得了明显优势。在北非，Ultra使得盟军能够切断德军的供给线，得到隆美尔将军部队的情报，使第八军团成功抵御了德军的攻击；在德军进攻希腊的战役中，依靠Ultra英军成功撤退避免了大量伤亡；Ultra提供了敌军在地中海地区的详细分布情报，这对盟军1943年在意大利和西西里登陆至关重要。但是最重要的是，Ultra在盟军诺曼底登陆中起了不可磨灭的作用。在登陆前的几个月里，依靠Ultra，盟军获得了德军在法国沿海的布防的详细情报，从而能够及时地针对敌军的虚实强弱之处改进登陆计划。但是布莱切利公园的工作人员并不知道诺曼底登陆计划，在预定登陆的前夜，他们举行了一次舞会，这使公园里唯一知道登陆计划的负责人特拉维司(Travis)很不高兴，但他又不能下令取消这次舞会，因为这会走漏风声，使人猜想有什么重要行动即将进行。幸亏由于天气的原因，登陆行动推迟了二十四小时，密码分析专家们于是才有机会把舞跳了个痛快。登陆当天法国抵抗组织成员切断了陆上电话线路，迫使德军使用无线电报联络，密码分析人员因此截获了大量情报。美军对Ultra的一份评价报告中是这样说的：“在高级指挥官和政治首脑之中，Ultra创造了这样一种改变了决策方式的精神状态。敌人的所做作为都逃不过你的视线，这给予你信心；在你观察敌人思想和反应，他的一举一动时，这种信心不断增强。对敌人有这样程度的了解能够使你的计划大胆而又有保证，坚决而又乐观。”在二次大战盟军的胜利中，对布莱切利公园是否起了决定性的作用这点，历史学家自然有大量争议，但是毫无疑问的是，布莱切利公园的密码分析专家大大地加快了战争的进程。这在大西洋战役的历史中尤其明显。如果没有Ultra，德军就能在大西洋上保持一支强大的潜艇群和反应能力，相反地盟军必须付出巨大的人命和财力的代价来建造新的船只和保持运输能力。历史学家估计盟军的登陆计划会被推延到次年，而哈里·辛斯利则认为，在此情况下，战争很可能要到1948年，而不是在1945年，才能结束。如果是这样，希特勒将能够更大规模地使用V1和V2飞弹对整个英国南部进行轰炸。历史学家大卫·凯恩(David Kahn)评价Ultra的作用时说：“这拯救了生命。不仅仅是俄国人和盟军的生命，它也拯救了德国人，意大利人和日本人的生命。对许多在二次大战后幸存下来的人来说，没有这个方案，他们将已不在人世。这就是这个世界欠这些密码破译者的债务：他们的胜利折换成人类生命的价值。”四、尾声战争结束后，布莱切利公园的秘密却仍不能被公之于众，英国人想继续利用他们在这一领域的优势。他们把在战争中缴获的数以千计的EBIGMA机分发到英国原殖民地，那里的政府仍旧以为ENIGMA是坚不可破的。布莱切利公园的密码学校被关闭了，“炸弹”被拆毁，和战时密码分析和破译工作有关的档案资料有的被销毁，其他的都被封存，严密地看护起来。在几千名原来的工作人员中，有一些成员得以继续为军方新的密码分析机构工作，但是大多数人都被遣散，转回了原来的平民身份。他们宣誓对在布莱切利公园的经历保守秘密。从战场上回来的老战士们可以自豪地谈论他们在二战中的战斗经历，但是在布莱切利公园工作过的人们却不得不隐瞒自己在战争中为国家作出的贡献。一位曾在6号小木屋中工作过的年轻密码分析专家甚至收到了一封他早年所在的中学的老师寄来的信，责骂他在战争中逃避战斗的懦夫行为。经过长期的沉默后，直到1967年，波兰出版了第一本关于波兰在破译ENIGMA方面的工作的书；1970年一名原德军海军情报人员出版了一本有关书籍；1973年贝特朗上校出版了关于波兰和法国在二战初期破译ENIGMA密码方面的工作的书。最后打破沉默的是英国人。原布莱切利公园负责Ultra情报分配工作的温特伯坦（F.W.Winterbotham）上校向英国政府写信，要求将这些秘密公之于众，因为此时世界上已经没有哪一个政府使用ENIGMA加密了，所以也已经完全没有必要再对破译ENIGMA一事保密。在战争中为国家作出贡献的人们的功绩应该受到应有的承认。经过温特伯坦姆的努力，英国政府终于同意了他的请求。1974年夏，温特伯坦姆写的《超级机密》(The Ultra Secret)一书出版，使外界广泛知道了二战中默默工作的密码分析专家的丰功伟绩。原布莱切利公园的工作人员因此知道他们不用再为自己在二战中的经历保守秘密了，他们的贡献也为世人所称赞。对温特伯坦姆的书最感吃惊的也许就是雷杰夫斯基，这位首先发现ENIGMA弱点的波兰英雄了。1939年9月1日德军入侵波兰后，在法国密码处的贝特朗少校的指挥下，他和另两位为破译ENIGMA作出巨大贡献的波兰数学家罗佐基和佐加尔斯基带着他们的机器逃往罗马尼亚，从那里穿越南斯拉夫和意大利的边界到达法国巴黎。他们成立了Z小组，在法国维希继续进行ENIGMA的破译和“炸弹”的改进工作。在那里他们独立工作了两年之久，破译了九千条以上的德军情报，许多情报导致了德军在南斯拉夫，希腊和苏联的惨败，也有力地支援了盟军开辟北非战场的计划。1941年下半年，罗佐基穿越地中海到法属阿尔及利亚，为设在那里的一个Z小组的ENIGMA监听站工作。1942年1月9日，罗佐基搭乘Lamoriciere号返回法国，在回程中客船在Balearic岛附近撞上了一个水下不明物体（礁石或水雷），罗佐基和船上的221名乘客一起遇难，同时遇难的包括另两名的密码分析专家。遭到入侵后的法国变得越来越危险，德国人密切监视着维希，Z小组决定逃离法国。1942年11月9日，就在盟军在北非登陆的次日，两位波兰数学家开始继续他们的流亡。1943年1月29日，他们从比利牛斯山脉穿过法国西班牙边境，不幸被西班牙安全警察逮捕，投入了难民营。在那里他们始终没有向其他人透露过他们的真实身份。五月份他们被释放，前往葡萄牙直布罗陀，在那里乘船，终于到达英国。在那里他们进行另一种德军密码SS码的分析工作。虽然英国人知道他们对破译ENIGMA作出的杰出贡献，却宁可把他们排除在破译ENIGMA的重要工作以外。佐加尔斯基从此留在了英国，战后在巴特尔西(Battersea)技术学院任教，于1978年在普利茅茨去世。雷杰夫斯基战后回到了波兰，西班牙的难民营使他患上了风湿症。在波兹南大学他担任不重要的行政工作，直到1967年退休。温特伯坦姆的书使他第一次得知，他对ENIGMA的攻击方法是整个二战期间盟军破译德军ENIGMA码的基石。1980年雷杰夫斯基去世，享年75岁。对于许多人来说，他们没有雷杰夫斯基那样幸运，这本书也许出版得太晚了。邓尼森(Alastair Dennison)是布莱切利公园第一任主任，在他去世后多年，他的女儿收到了他原来的同事的一封信：“你父亲是一个伟大的人，很长的时间里，如果不是永远的话，所有说英语的人都欠着他一份债。只有很少的人知道他做了什么，这真是令人伤感的事情。”2000年7月17日，波兰政府向雷杰夫斯基、罗佐基和佐加尔斯基追授波兰最高勋章。波兰总理布泽克在仪式上发表讲话指出：“对许多人来说，ENIGMA的破译是对盟军在二战中胜利的最大贡献。”值得一提的是，即使是在关于ENIGMA的秘密被公之于众后，在非常长的一段时间里，波兰数学家在这方面的重大贡献没有得到应有的承认。大量的书籍和资料（包括温特伯坦姆的书，以及大英百科全书）把破译ENIGMA的功劳完全归于英国密码分析机构，对于波兰人在此事中所起作用不置一词。波兰的密码分析专家从未受到过盟国（美英法）的表彰。长期以来这使波兰对英国耿耿于怀。具有讽刺意味的是，当2000年好莱坞影片《U-571》上映时，遭到了大量英国舆论的批评。影片描述了美国海军机智勇敢地夺取德国潜艇上ENIGMA机的故事。英国舆论认为，首先从德国潜艇上夺取ENIGMA机的是英国皇家海军，美国人这样做是把他人之功据为己有。2000年9月英国约克公爵安德鲁王子在访问波兰时，代表英国政府将一台从德国潜艇上缴获的ENIGMA机赠送给波兰，表示对波兰在破译ENIGMA密码中作出的贡献的感谢。在演讲中他说：“如果没有波兰数学家的发现，ENIGMA密码可能不能被破译。”波兰总理布泽克对英国正式承认是由波兰人首先破译ENIGMA的态度表示“非常满意”，同时也希望能够早日改写大英百科全书中的有关条目。在1999、2000和2001年，在布莱切利公园都举行“波兰日”的纪念活动以纪念波兰数学家的贡献。2001年4月21日，雷杰夫斯基、罗佐基和佐加尔斯基纪念基金在波兰华沙设立，基金会在华沙和伦敦设置了纪念波兰数学家的铭牌。2001年7月，基金会在布莱切利公园安放了一块基石，上面刻着丘吉尔的名言：“在人类历史上，从未有如此多的人对如此少的人欠得如此多。”这当然是为了纪念所有在破译ENIGMA的行动中做出贡献的人们。阿兰·图灵没有能活到看见自己在破译ENIGMA中作出的巨大贡献为人所知的这一天，没有看到人们为此向他的深深敬意。在他生命的后来的时光，他并没有被看做一个英雄，而是因他的性倾向而饱受骚扰纠缠。1952年因被小偷入室行窃，他向警察报了案，但是不通世事使他忘了向警察掩盖他和另一位男士同居的事实。1952年3月31日图灵被警方逮捕，被以“有伤风化”罪的罪名起诉，并被判为有罪。在整个过程中他不得不忍受报纸对他的案件的公开报道。他的性倾向被大众所知，私生活被曝于光天化日之下，政府取消了他在情报部门的工作，也不允许他继续进行可编程计算的研究。在入狱和治疗两者之间，图灵选择了注射激素和心理疗法，来治疗所谓的“性欲倒错”。此后图灵开始研究生物学、化学。由于这些“治疗”，他的脾气变得躁怒不安，性格更为阴沉怪僻，生理方面也出现了异常。1954年6月8日，人们在他的寓所发现了他的尸体。当代最伟大的头脑之一，就这样在四十二岁时离开了这个世界。今天，信息科学领域内最重要的奖项被命名为“图灵奖”。那天当人们发现图灵时，在他的床头有一个咬了几口的苹果。尸体解剖表明是氰化物致死。在1954年6月7日的那个晚上，也许图灵耳边又回响起了二十年前的那首歌：“毒液浸透苹果，如睡之死渗入。”转自三思科学，作者异调。编辑于 2015-10-11 16:44赞同 929 条评论分享喜欢收藏申请转载文章被以下专栏收录An Odyssey愛よりも昔、孤悲の

“恩尼格玛” 密码机是怎样加密的？ - 知乎

“恩尼格玛” 密码机是怎样加密的？ - 知乎首发于Attached Overly切换模式写文章登录/注册“恩尼格玛” 密码机是怎样加密的？知乎用户Wmn76u“恩尼格码”（Enigma，谜）密码机是二战时期的纳粹德国及其盟国，特别是德国军方所使用的一种高级机械加密系统，以转子结构为主体。密码机一般装在一个盒子里。当要加密一串字符时，操作员要在机器下方的键盘上按出明文，每当按下一个字母，键盘上方背光字母盘上的一个字母就会亮起来，这就是机器所生成的密码。在输入需要加密的信息的同时，我们便可以根据按顺序亮起的字母，记录下一串与明文长度相等的密码。比如，我们对 “OVERLYATTACHED” 这串字符进行加密。依次输入：O-V-E-R-L-Y-A-T-T-A-C-H-E-D，上方的字母盘上依次亮起：J-F-U-J-O-Z-F-K-Z-N-L-F-W-M，这就是密码机所产生的密码。可以发现 “恩尼格玛” 的一些不同寻常的地方。在上面的密码中，字母 J 出现了两次，而对应的明文却是两个不同的字母： O 和 R；还有，明文中的两个字母 T，在密码中变成了不同的两个字母：K 和 Z；这种现象在普通的“换字式密码”中是没有的。一般的密码通常将明文中的一个字母换为一个固定的字母来加密，很容易被破解，因为只要知道了一对相应的字母，密文中所有相同的字母就都会暴露；使用“恩尼格玛”在键盘上按下相同的字母时，机器每一次都可能会产生出一个不同的字母来作为密码，这使得破解的难度大大增加。密码机的背光字母盘上方有一个翻盖，掀开它就可以看到整台机器的核心：三个转子（39年版）。每当我们按下键盘上的一个字母时，最右边的转子就会转动一格。当右边的转子转完一个整圈时，中间的转子转动一格。中间的转子如果完成了一次全转，那么最左边的转子就转动一格；转子的内部安置有复杂的线路。每次按键后，在转子转动的同时，不同的内部线路会被接通，背光字母盘上的某一个字母下方的灯泡就会亮起。转子右边的部分是电池组，背光字母盘上的所有灯泡都与其相连。事实上，密码机的整体结构相当简单，三个转子可以被视为电源与灯泡之间的一块电路板，复杂的线路被隐藏在了转子内。每台 “恩尼格玛” 密码机共配有五个不同的转子，操作人员每次要从中选出三个转子安装在机器内部，具体使用哪个转子，以及每个转子的安装位置是由加密者规定的。每个转子上又都标有26个数字或字母，它们的起始位置也是可调的。比如，在上面的例子中，所使用的是这套“恩尼格玛”模拟器：Enigma Simulation（Flash）。转子的配置分别是（从左到右）I、II 和 III 号，转子的起始位置分别是（从左到右）A、B 和 C，其它的设定保持默认。在解码时，加密者要将他所使用的转子组合（及其安装位置）和每个转子的起始位置事先告知接收者，同时，接收者必须拥有一台与加密者完全相同的”恩尼格码“密码机。一旦按照规定的配置设置好后，接收者只需将密文通过键盘输入密码机，明文会在背光字母盘上亮起，解密就完成了。因此，“恩尼格玛” 密码机的保密机制主要由以下几个因子来决定：第一，从五个转子中随意挑选出三个，并以自由的顺序安装在密码机上。第二，三个转子中的每一个都有26种不同的起始位置选择。首先，从五个转子中挑选三个，所有可能的选择共有：5*4*3=60 种（每选出一个转子，剩下的转子选择就会少一种，共选择三次）。之后，三个转子的所有可能的起始位置的个数是：26*26*26=17576 个（每个转子上都有26个起始位置可供选择，共三个转子）。如此，所有可能的设置共有 60*17576=1054560种。军用版的 “恩尼格玛” 密码机与 “商用版” 相比，键盘下方多一套接线板。接线板的运作方式就像老式的接线电话一样，共有10条插线，每条线负责连接一对字母，当两个字母互相连接后，它们就会被互换。当操作者在键盘上按下一个字母后，电信号会首先通过接线板，输入的字母在被替换为新的字母后才会进入转子。接下来，电信号会从右边的转子，经过中间的转子，进入到左边的转子里，然后原路返回，最后再次经过接线板的转换后才会在背光字母盘上亮起来。这一层保障是最有力的。接线板上总共可以插10条接线，一条线连接一对字母，所有的线共可以连接10对，也就是20个字母，最后剩下6个字母不连接。另外，全部10对字母的连接顺序无关紧要，而且由于是两两配对，所以 A 与 B 相连，跟 B 与 A 相连是一样的。因此，接线板的配置方案共有：26!/6! 10! 2^10 = 150738274937250 种可能。这样的话，再算上由转子导致的1054560种可能，军用版 “恩尼格玛” 密码机一共有158962555217826360000种配置方案。也就是说，译码者至多需要尝试158962555217826360000 种不同的配置，才能通过蛮力破译出密码。因此，如果无法事先得到密码机的配置信息，那么破译密码几乎是不可能的。而且，即使偶尔能在战争中缴获密码机的配置信息表，该信息也不是一成不变的。德军可能每月，甚至每周都要对此进行更换，旧密码随时都有可能失效；因此当时希特勒才会骄傲地认为 “恩尼格玛” 是日耳曼民族所创造出的无法被破解的密码。再完美的事物也有瑕疵。我们不妨用前面的转子配置再做一次新的模拟。这一次，连续输入26个字母 O 来作为明文，生成的密码为：JEGTLKBBVFDUJFXLCCIDTAFFBI。可以发现，明文中的同一个字母在密码中几乎可以变成任意的其它字母，但就是无法成为它本身。因此在破译时，我们可以确定：A 绝对不会是 A，B 绝对不会是 B ...利用这个漏洞，破译者可以先尝试猜测一个可能会出现在密码中的词语或短语，比如德语 “Heil Hitler”（希特勒万岁），然后把这个词语放在密文中任意的位置上，与整段密码进行比对，如果发现有重合的字母，那就说明该词语与当前的位置不匹配，一旦找到了一个没有重复字母的位置，那么很有可能那段密码所对应的明文正是 “Heil Hitler”。在确定了至少一组正确的对应字母的前提下，破译者便可以通过假设和推理的方法猜测出一些可能的接线板上的字母配对。由于接线板上的一条接线会将两个字母绑定在一起，因此，如果我们猜测 A 接 B ，而由此却推导出了 C 接 A 的话，那么 A 接 B 的方案就是错的，而且由 A 接 B 所推导出来的一切可能的方案也全部都是错的；当接线板上，一个字母与所有其它字母的配对都被否决后，就说明问题出在转子上。这时，破译者要么更换转子，要么变动转子的位置，要么设定新的转子起始位置，再继续排查下去 ... 这就是破译 “恩尼格玛” 的通用方法。由于人力操作需要耗费大量的时间，英国数学家艾伦·图灵专门设计制造了一台 “炸弹机”（Bombe），通过电子技术，运用上述的排除法来破译 “恩尼格玛”，最快的一次仅用了大约20分钟。二战末期，“恩尼格玛” 密码机又被许多国家加以改进。比如，日本仿制出了带有日文打字机的 “GREEN”，后来又衍生出了拥有四个转子的版本，德国海军还将转子的配置信息写入了密码本身以增强保密性（配置信息部分需要先用另一套密码来破解）。据说，英国甚至制造出了允许密码中的字母变为它自己的加强型号 “Typex”。12/3/2020 附注：十分抱歉，由于不再使用这个账号，今后将无法以作者的身份直接回复评论里的问题。希望知乎的奉献和求知精神，可以一直薪火相传。编辑于 2020-03-12 09:24自然科学数学赞同 21020 条评论分享喜欢收藏申请转载文章被以下专栏收录Attached Overlynonsensical nonsense for kids

英格玛（德国亚瑟·谢尔比乌斯发明的战争密码编码机）_百度百科

德国亚瑟·谢尔比乌斯发明的战争密码编码机）_百度百科网页新闻贴吧知道网盘图片视频地图文库资讯采购百科百度首页登录注册进入词条全站搜索帮助首页秒懂百科特色百科知识专题加入百科百科团队权威合作下载百科APP个人中心英格玛是一个多义词，请在下列义项上选择浏览（共4个义项）展开添加义项英格玛播报讨论上传视频德国亚瑟·谢尔比乌斯发明的战争密码编码机收藏查看我的收藏0有用+10本词条缺少概述图，补充相关内容使词条更完整，还能快速升级，赶紧来编辑吧！英格玛是一台由德国发明家亚瑟·谢尔比乌斯发明的战争密码编码机。中文名英格玛外文名Enigma类别编码机发明者谢尔比乌斯战争密码“如果没有波兰数学家的发现， ENIGMA 密码可能不能被破译。”著名的Enigma商标1918年，德国发明家亚瑟·谢尔比乌斯（Arthur Scherbius）和他的朋友理查德·里特（Richard Ritter）创办了谢尔比乌斯和里特公司。之后不久，谢尔比乌斯发明了第一台Enigma 编码机，这种看起来只是一台装满电器元件的打字机玩意儿在之后的几十年中被证明是有史以来最为可靠的加密系统之一。从1925年英格玛开始投产尔后的10年中，德国军队一共装备了30000台英格玛编码机。最显著的后果是导致后来二次大战中大西洋战役一度呈现出一边倒的形式。在1942年之前，装备了英格玛的德国潜艇部队一共击沉了盟军舰船1000余艘，由于短时间内不能破译德军密码，盟军在北大西洋的军事补给线面临着灭顶之灾。但所幸的是，由于波兰人的努力，英国在破译德军密码方面有了转机。德国密码通讯机构——密码处（Chiffrierstelle）的汉斯－提罗·施密特将两份珍贵的有关 ENIGMA 操作和转子内部线路的资料出卖给了法国情报人员。之后波兰人按照汉斯－提罗·施密特提供的情报复制出了 ENIGMA 样机。但是单单得到这些是不够的，必须要知道当日通讯的密钥。德国陆军和空军的密码很容易即被破译，乃是利用被称为“炸弹”的六台英格玛组成的机器。但是由于海军使用的英格玛保密性更强，使得英国破译人员伤透了脑筋。在英国布莱齐利庄园里的英国政府密码机构的八号房中，这种密码与英国密码分析家们战斗了整整一年，终于投降了。带领八号屋的人们走出死胡同的金钥匙，是皇家海军缴获的操作用有线变码转子和海军编码机操作人员调定值和配对手册（即英格玛密码簿，内涵当月各天的通讯密钥）。从1941年2月起，英国皇家海军和美国海军配合进行了数次卓有成效的抢夺行动。“雷达就是我们的指挥……”要夺取德国潜艇或船只上的英格玛编码机，首要任务便是搜寻探测潜艇并且准确定位潜艇以便为任务提供一个很好的导向。事实上这一点在战争初期进行得很不成功。虽然德国U艇部队在1941年上半年出现低潮状况，但可以说完全由于自身的原因导致，主要由于三名U艇王牌的损失以及德军内部无线电监听和破译机构的疏忽造成的（当时德国无线电监听和破译机构叫做B机关，主要破译英国密码和传递盟军护航舰队信息。后来由于盟军方面市场发出的非密码电讯使得B机关出错，导致不必要的损失），可以说这次U艇部队的失败“纯粹是偶然的”，并不是英国方面使用了更高级的武器或者是侦测系统。当然，英国方面很快认识到了这一点。1941年初，英国海岸边防司令部的飞机和一些护航船只上安装了一套新型的皇家空军设计的雷达装置。该装置的优点是比以前的雷达体积要小，性能要更好。理论上讲，此雷达装置可以使护航船只在夜间及时发现浮在水面上的德国潜艇。在潜艇发动之前确定它们的位置。然而实际上，在波长和定向天线修改之后，能见度差时，雷达有效的帮助船只保持其在船队之中的位置而准确及时的判定潜艇的位置并采取措施，效果还并不理想。在大多数盟军护卫船只没有安装潜艇侦测雷达之前，只好利用老办法——潜艇探测器。当初期的123型和129型潜艇探测器局限性很大。有效距离短导致在海上情况良好时也只能达到1300码，且对于航速超过15节的潜艇无效。虽然后来部分护航将配备了新型的147型，但由于更型换代的速度很慢，所以总是赶不上要求。而德国潜艇利用声纳对水面目标以及200米以下的盲区，成功地在夜间进行攻击并顺利逃走。面对邓尼茨对潜艇探测器的视而不见以及声纳侦测的局限性，盟军只好另寻高就之后英美发明的无线电测向仪发挥了作用。通过一个叫做无线电方位计的变压器电路，高频无线电测向的接收机可以测定发出无线电信号的物体的方向。这使得探测潜艇方位的工作有海面舰艇可以转移到陆地上。二战最初几年，英美都有了地面无线电测向站，每天24小时侦听U艇无线电信号的方位。这种方法成为后来夺取英格玛的主要定位方法。由于行动的目标一般都是受伤的潜艇，所以可以通过潜艇发出的求救信号定位，而无线电内容就交给破译机关去吧。到1942年，北大西洋的许多测向战斗装备了英国造高频无线电测向仪的接收机和天线，侦听方位从设得兰群岛周围到兰兹角，南到直布罗陀、阿森松岛、弗里敦和开普敦，西到冰岛、纽芬兰和百慕大，形成一个庞大的侦测网络。二战初期在英国东海岸建立的“本土链”中使用的雷达英国利用高频无线电测向仪定位的具体方法如下：所有分测向站测到的无线电信号方位，都得转给英国斯卡帕湾的总测向站，进而再转给英国海军部作战情报中心潜艇跟踪室。在潜艇跟踪室里，退役海军少校彼得·肯普领导一个从来不超过七个成员的标绘小组，在一张北大西洋海图上，用黑色线条标示出由U艇无线电信号测得的方位。在来自三个或三个以上测向站的线条汇聚的地方，就可以标定某一艘U艇的位置。当然，很显然，德国人已经意识到英国人在监听从德国潜艇总部到海上潜艇、护卫船只之间的无线电通讯。邓尼茨不得不确定，在海上潜艇发出的无线电通讯均被英国方向测定网络（D-F）截获，由此暴露个潜艇的位置。他当然不能禁止无线电通讯，那是极不明智的，事实上他的整个狼群战斗计划——从发现目标到集结潜艇进行狼群攻击都要依靠无线电通讯来完成。他已经意识到潜艇上的英格玛有着被截获的危险，如果被截获，那么德国海军之间的密码通讯将全部瘫痪，至少是短时间内的。在这段时间内，英国皇家海军完全可以重创德国海军。邓尼茨只好想出暂时应对的办法，他命令各个潜艇指挥官以后对无线电通讯加以限制，并且用精简的语言和不断改变波长和波段来暂时让盟军的D-F网来不及应对。但是，由岸基高频无线电测向仪得到的情报仍然有缺陷。与超级情报（英国人将潜艇跟踪室发给基地、总部和舰队司令的德军潜艇发出的基本情报称为超级情报）一样无法确定潜艇的航向，并且在核对数据和标绘图表的过程中便使U艇逃之夭夭。之后美国人改进了英国人的高频无线电测向仪，被称为即时自动标示高频无线电测向仪，由法国工程师亨利·比西尼发明。美国人对这个法国工程师的设计进行了改造并向美国海军测向网提供首批样机。这种即时自动标示无线电测向仪基本解决了上述两个问题。之后英国人解决了测向设备的重量和体积问题，将测向设备由地基转移到舰艇上。一台舰载高频无线电测向仪，能在高频波段上测定一艘U艇发往基地或另一艘U艇的无线电信号，甚至能根据地波确定目标U艇的远近。如果有另一台舰载测向仪测出的范围与这个方位交叉便可以确定目标U艇的准确坐标。实际上高频无线电测向仪的高效率使得它代替了雷达成为舰载定位仪器。在1943年5月22日美国护航航空母舰伯格号对U-569号的攻击明显的表现出高频测向仪的可怕。伯格号舰长埃尔斯·肖特中校在这次作战报告中说道：“从伯格号驶离贝尔法斯特的那一刻起，新安装的高频无线电测向仪一直在监听……实践证明，高频无线电测向仪具有无可估量的价值……这场最终使一艘U艇（U-569）全艇投降的攻击，直接依靠高频无线电测向仪提供的方位……毫无疑问，是这艘U艇发出的无线电信号，为自己写下了死亡证书。”在这以后，皇家海军和美国海军用高级设备打了多场漂亮仗，获得了数台英格玛编码机和水域密码手册、军官专用设定、信号、短信号密码本以及气象报告等重要资料，其中较为人所知得有三次战斗：U-110、U-559和U-505号。行动终于于1941年新年伊始开始了。最先遭了这个倒霉运的是一艘德制VIIA型潜艇——U-33号。1941年1月12日（也有一种说法是1940年2月12日），指挥官是Hans-Wilhelm von Dresky上尉。当时U-33在北爱尔兰和苏格兰之间巡航。这条航线在当时非常的繁忙，由于英国人害怕他们的船只受到德国空军的袭击，变更了北海航线，从爱尔兰和苏格兰之间的北运河通过，这使得原本要通过北海，绕过苏格兰北岸到达大西洋再进行攻击的德国潜艇“工作”更加容易了，在这交通拥挤的狭窄处通过，德国潜艇轻而易举地就击沉了许多减速行驶的船只。U-33在他的三次巡航中已经成功击沉了11艘盟军船只总计22.931万吨。但这次他就没有这么好运了。出事地点是在北纬55.25度，西经5.07度，北爱尔兰和苏格兰之间的Clyde海峡。当时英国扫雷艇HMS Gleaner用深水炸弹击沉了一艘U艇，后经确认为U-33号。当时英国人救起了17名生存者，而另有25名U艇成员同他们的潜艇一同沉入大海。但这次的收获还不止这些，英国人在一名艇员的手中缴获了英格玛编码机的变码转子。这突如其来的收获使得陷入困境的英国破译机构一线曙光。之后，皇家海军连连从德军水面船只得到英格玛机器部件以及密码本之类的重要资料。1941年3月4日，在挪威海岸附近被击伤的德国捕鲸船“克雷布斯”号上找到了密码本和变码转子调定值。借助这些东西，8号屋译读了整个4月份里U艇在本土水域的无线电通讯内容。之后在5月7日，在冰岛东部缴获得德国气象船“慕尼黑”号上又找到了变码转子调定值、6月密码以及气象报告。较为成功的一次是6月28日，在一次计划周密的行动中，几艘英国巡洋舰和驱逐舰的舰员，在挪威海强行登上德国气象船“劳恩布格”号，缴获了7月的本土水域密码。这一连串地成功使得8号屋长驱直入，到了8月中旬，8号屋已经能够在50小时之内自己破译当月的密码了。新手上路成长任务编辑入门编辑规则本人编辑我有疑问内容质疑在线客服官方贴吧意见反馈投诉建议举报不良信息未通过词条申诉投诉侵权信息封禁查询与解封©2024 Baidu 使用百度前必读 | 百科协议 | 隐私政策 | 百度百科合作平台 | 京ICP证030173号京公网安备110000020000

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Enigma - 知乎首页知乎知学堂发现等你来答切换模式登录/注册Enigma恩尼格玛密码机（德语：Enigma，又译哑谜机，或谜）是一种用于加密与解密文件的密码机。Enigma源自于希腊文，既是战争时期所用的密码，确切地说，恩尼格玛是对二战时期纳粹德国使用的一系列相似的转…查看全部内容关注话题管理分享百科讨论精华视频等待回答简介恩尼格玛密码机（德语：Enigma，又译哑谜机，或谜）是一种用于加密与解密文件的密码机。Enigma源自于希腊文，既是战争时期所用的密码，确切地说，恩尼格玛是对二战时期纳粹德国使用的一系列相似的转子机械加解密机器的统称，它包括了许多不同的型号。数据由搜狗百科提供查看百科全文浏览量19.8 万讨论量212 帮助中心知乎隐私保护指引申请开通机构号联系我们举报中心涉未成年举报网络谣言举报涉企虚假举报更多关于知乎下载知乎知乎招聘知乎指南知乎协议更多京 ICP 证 110745 号 · 京 ICP 备 13052560 号 - 1 · 京公网安备 11010802020088 号 · 京网文[2022]2674-081 号 · 药品医疗器械网络信息服务备案（京）网药械信息备字（2022）第00334号 · 广播电视节目制作经营许可证:（京）字第06591号 · 服务热线：400-919-0001 · Investor Relations · © 2024 知乎北京智者天下科技有限公司版权所有 · 违法和不良信息举报：010-82716601 · 举报邮箱：jubao@zhihu.

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简单叙述恩尼格玛密码机的加密通信过程？ - 知乎

简单叙述恩尼格玛密码机的加密通信过程？ - 知乎首页知乎知学堂发现等你来答切换模式登录/注册通信数据加密加密/解密简单叙述恩尼格玛密码机的加密通信过程？关注者5被浏览9,666关注问题写回答邀请回答好问题添加评论分享2 个回答默认排序徐令予关注二战中徳国军队使用的恩尼格玛(Enigma)密码机把密码技术推到了当时的顶峰。恩尼格玛密码机在密码技术上有三个突破：1）密码机依靠机电设备自动完成加密和解密过程，因而可以高效正确地完成高度复杂的密码算法；2）密码机上的转轮的设置和面板对接孔联线方式决定了字母复杂多变的替代关系，它们就是系统的密钥，密钥可以轻松地每天一变，这使得对密文的破译变得更为困难；3）由于算法和密钥的彻底分离，使得敌方缴获密码机没有多大用处，通讯的安全是靠复杂多变的密钥得到保障。二战中德军使用的恩尼格玛密码机。（右边）密码机上的转轮的配置和起始点的变化再加上机子正下方的对接孔不同的联接方式共同构成了系统的密钥。战时的英国情报机关为了破译德国的恩尼格玛密码伤足了脑筯，回顾这段历史的“Imitation Game ”是部值得一看的好电影。但是该影片过份夸大了英国情报机关的功绩，事实上战前波兰破译小组对恩尼格玛密码机的深入研究和德国内部叛徒提供的有关资料都为英国的破译帮了大忙。当然天才数学家图灵为破译恩尼格玛作出了巨大的贡献，图灵首先意识到“解铃还须系铃人”，机器成生的密码只能依靠机器破译，为此他越级向英国首相丘吉尔直接打报告，申请十万英镑研制破译机器，这在当时是一笔巨款。令所有人意外的是，丘吉尔竟然批准了这个看似极不靠谱项目，而且在百忙之中，亲自探望了图灵为首的破译小组。什么是领袖气质？领袖一定要能做到：慧眼识才招揽天下英雄；高瞻远瞩把握长远趋势。丘吉尔真不愧是一位世界级的枭雄。发布于 2020-03-20 15:07赞同 12 条评论分享收藏喜欢收起知乎用户恩尼格码机器底层工作原理是字母替换，明文中的每个字母都会被恩尼格码密码机替换成另一个字母。1. 单个字母的旅程恩尼格码机是一台机械式操作的电子设备，电信号通过电线与各种机械部件传递。了解这台机器运作方式最简单的方法就是跟随一个字母从键盘（输入，明文）到灯板（输出，密文）。下面的图片显示了从键盘上按下字母T到灯板亮起字母G这一过程中电信号的路径。图1：字母在恩尼格码机中是如何变换的1.1 键盘当密码机的操纵者在键盘上按下字母“T”的时候，机器会产生一个电信号，通过机器的电子线路，最后点亮灯板上的灯。键盘是整个“字母旅程”的起始站。1.2 插接板插接板是“字母旅程”的第一站，电信号来到插接板输入端字母“T”的位置。在插接板中，有些字母会被转接到其他不同字母上，导致输出的电信号也会被改变（如字母T）。如果没有输入字母没有被转接，那么直接输出它（如字母U）。此时，在本例中，字母T通过插接板后被转接成字母K。1.3 静态转子下一站是静态转子。顾名思义，它并没有改变信号，只是将电信号的载体从电线变成了金属触点（只有触点连接的时候，电信号才可以通过）。现在，我们的电信号仍然表示字母'K'。静态转子的输出端连接着右转子的输入端，从这里开始，事情变得复杂了起来。1.4 转子通过图1可以发现，一共有五个转子，最右侧的是一个静态转子，已经经过。现在字母'K'来到中间三个转子。三个转子的运行原理是相同的，所以我们先只讨论一个转子的结构。对于每一个转子，其外部右侧有一圈（26个）金属触点，其外部左侧也有一圈（26个）金属触点，这两个金属触点分别负责接收来自“上游”的电信号和将经过此转子的电信号传递给“下游”。经过此转子时，承载字母的电信号会被打乱（具体打乱的方式是：乱序地连接左右侧金属触点），比如在图1中，字母'K'经过Wheel III变成了字母'U'，这样，单个转子改变字母的任务就完成了。将三个转子拼接在一起，使转子之间可以通过各自的金属触点传递电信号，我们的字母'K'经过图1中三个转子后变成了字母'H'。1.5 反射板顾名思义，反射板的作用是将电信号反射回左侧第一个转子。反射板只有右侧一圈（26个）金属触点，反射的原理是使用导线将右侧一圈触点从其内部两两连接（是的，需要13根导线），从而达到“反射”电信号的作用。反射板的结构决定了它具有以下两个特点：排己性：比如对反射板输入字母'A'，那么反射板输出的字母一定不是'A'，因为其内部不允许存在一根A触点连接到A触点的导线。自反性：我们在初中都学过入射角与出射角的概念，光线经过入射角，经过反射，从出射角射出。加入将光线反着沿刚才的出射角射入，那么出射光线一定也会经过刚才的入射角。在恩尼格码机中也是同样的道理。这个特性使得恩尼格码机成为了一台加解密一体机。此时，在本例中，经过反射板的反射，我们的字母'H'经过反射板已经变成了字母'D'，字母'D'沿着回路（图1中的蓝色实线）返回到灯箱中，“G灯”亮起。至此，一个字母'T'被恩尼格码机加密为字母'G'的旅程结束了。2. 安全性在经历单个字母的旅程后，可能会提出质疑：这不就是一个简单的单表替换密码吗？这不是很容易破解吗？诚然，恩尼格码机的转子结构是在做字母替换，而且单表替换密码安全性并不高。但是，恩尼格码机的三个转子都是可以转动的。操作恩尼格码机的时候，每一次按键，三个转子最右侧的那一个都会转动一次，当最右侧转轮转动一圈后，中间转轮转动一次，中间转轮转动一圈后，最左侧转轮转动一次。这种转动过程可以被类比为26进制版本的时:分:秒（时分秒分别对应左中右转子）。在转动的过程中，三个转子之间触点的两两对应关系随之改变，从而改变了每个字母信号通过转子时的电信号路径，意味着任意转子的转动都会产生不同的替换结果，效果是相当于产生了一张全新的字母替换表。我们可以量化一下转子结构的安全性，我们在这里计算三个转轮产生的字母替换表数量：$ 262626 = 26^3 = 17576 $。这个数量应对当时的通讯文稿可以说绰绰有余，因为鲜有万字文件，所以在当时真正的做到了“一字一换表”的操作。恩尼格码机操作员在操作之前，先将三个转轮调整在特定的位置，这个位置可以对应三个转轮呈现的一个数字三元组（例如17-9-22），然后输入明文并依次通过灯板记录密文。接收方要解密密文的前提是必须知晓三个转轮的初始位置，也就是那个数字三元组（17-9-22），接着在键盘上输入密文并依次通过灯板记录明文。是的，所谓的转轮初始位置便是密钥。但是其实这样的设计并不能百分之百地规避开暴力破解手段。恩尼格码机发明人谢尔比乌斯（Arthur Scherbius）对于安全性有着极高的要求，于是他为恩尼格码机加装了插接板装置。前面提到，接线板的作用就是交换两个字母，交换线插到哪两个字母上就把这两个字母做了交换。如果插接板上存在六对交换线的话，那么相当于从26个字母中选出12个组成6对，可以计算有多少种方式：$9657700 * 10395 = 100391791500$3. 站在巨人的肩膀上Enigma--The Mathematics Game.pdf 【计算机博物志】战争密码（上集）如何复刻一台恩格玛机发布于 2022-04-07 17:13赞同 81 条评论分享收藏喜欢收起写回答1 个回答被折叠（为什

英格玛（音乐品牌）_百度百科

音乐品牌）_百度百科网页新闻贴吧知道网盘图片视频地图文库资讯采购百科百度首页登录注册进入词条全站搜索帮助首页秒懂百科特色百科知识专题加入百科百科团队权威合作下载百科APP个人中心英格玛是一个多义词，请在下列义项上选择浏览（共4个义项）添加义项收藏查看我的收藏0有用+10英格玛播报讨论上传视频音乐品牌Enigma源自于希腊文，英语解释为“谜，不可思议的东西”。它不是乐队名，也不是代称，而是一个Project；不是国名、不是人名，而是一个Studio，“谜”的首脑人物──米夏埃尔·克雷楚（Michael Cretu，原籍罗马尼亚，据商务版《罗马尼亚姓名译名手册》，汉语音译应为“米夏埃尔·克雷楚”，而非“迈克·克力图”）创建的音乐工作室。他有着的完整古典学院派洗礼的经历（最高分毕业於德国法兰克福音乐学院，主修钢琴及作曲)，这奠定了他编曲功力的重要起点，让他懂得乐理、合声、对位、曲式等各种基础知识。他与相交15年以上的录音师好友詹斯·葛德（Jens Gad）将录音工程、取样（sampling）技巧完美结合为一体，量身定作了这间闻名遐迩的音乐工作室。英格玛（Enigma），以其神秘主义风格吸引了无数乐迷。神秘主义的主题用现代电子乐来表现，使人产生一种时空交错的奇妙感觉。其中的人声也非常美妙：女声亮丽动人，如夜莺一般悦耳；男声低沉隐约，令人着迷。乐队的音乐取材也非常广泛，源于世界各地，是NEW AGE MUSIC的代表。中文名英格玛外文名Enigma风格神秘主义类别音乐品牌目录1音乐品牌2七张专辑3个人专辑4第七专辑5精选集6单曲7专辑介绍8相关专辑音乐品牌播报编辑New Age音乐爱好者都应该非常熟悉Enigma 这个标志性的音乐品牌，但大多数听众却很难对Enigma的音乐轻易地来一次概括或者下一个确切的定义。或许另外还有一些朋友并不知道Enigma是何方神圣，不了解他们的风格，但是一旦属于Enigma的熟悉旋律响起，您一定会有似曾相识的感觉。Enigma源自于希腊文，英语解释为“谜，不可思议的东西”，因此很多国内听众甚至媒体将Enigma称之为“谜乐团”或者“英格玛乐团”。其实这个称谓并不确切，Enigma只是一个project studio（策划工作室），而非由若干固定演唱成员组成的乐团。但是这个project studio却有一个唯一的灵魂人物——Michael Cretu，Enigma系列的幕后制作人。所以了解Enigma，先要从认识Michael Cretu开始。Michael Cretu 原籍罗马尼亚，常驻德国，所以被认为是德国音乐人。他于1957年5月18号出生在罗马尼亚首都布加勒斯特。1965年，Michael Cretu 进入当地的一家音乐学校LYZEUM No.2学习，这是一所专门培养年轻的音乐人才的学校，主修科目是钢琴。1968年，Michael Cretu又去巴黎学习了5个月的钢琴。1975年，Michael Cretu和全家移民到原西德的Hamburg（汉堡），并考入法兰克福音乐学院。1978年毕业后开始在一家音乐室工作。在1979年他在Polygram（宝丽金）旗下出了自己的第一张专辑_Moon，light and Flowers_。辛勤的工作使他在1980年获得第一个奖项，这是他作为制作人职业的不错的成绩。1983年在Virgin唱片公司旗下发行了专辑_Legionare_，把Michael Cretu推向创造者和制作人的位置。他负责制作了Sandra（后来成为Michael Cretu的夫人）第一首国际性单曲_Maria Magdalena_和另一张SOLO专辑_Die Chinesische Mauer（The Chinese Wall）_。随后推出的一些专辑如_The Invisible Man_和_Die Chinesische Mauer（The Chinese Wall）_差不多，只不过是英语歌曲。1985年开始他作以制作人的身份，同Moti Special、Tissy Theirs一起工作。1987年通过Sylvie Vatan认识了Mike Oldfield，并协助Mike Oldfield制作了专辑_Islands_。在Mike Oldfield的鼓励下，Michael Cretu开始更多地从事音乐写作工作。这段经历对他而言是至关重要的，音乐学院的学习使他有着的完整的古典学院派洗礼的经历，让他懂得了乐理，合声，对位，曲式等各种基础知识，奠定了他日后在编曲方面的深厚功底。此后Michael Cretu逐渐开始自己的project studio生涯，集声音取样、录音工程以及音乐制作与一身。他们喜欢用现代电子乐来表现神秘主义的主题，是一种天生的美国式的圣歌，一种通过西方流行音乐节奏表现出来的遥远的非洲部落或严肃的宗教的回声。Michael Cretu的夫人Sandra Lauer，他们是在音乐制作过程中结识并相爱的，并在1988年2月7日正式结婚。而夫人Sandra是Enigma另外一个重要的组成部分，Enigma专辑中许多女声演唱都是由她来完成的。Sandra Lauer 1962年5月18日出生。12岁时，她就推出了个人单曲_Andy，Mein Freund（安迪，我的朋友）_。16岁时，她与2个女孩子组成了Arabesque（阿拉伯风格）演唱组，在当时的日本非常走红。1985年，Sandra开始了单飞生涯，在Virgin旗下推出了专辑_The Long Play_（漫长的演奏）。1987年出了她个人的第一张编辑版本专辑_Ten On One_ ，并开始与Cretu一起合作，在美国和加拿大地区发行发行了_Everlasting Love_（永恒的爱）_专辑。1988年她发行了新的录音室专辑_Into a Secret Land_。1990年在Enigma推出首张专辑之前，她还推出了热门专辑_Paintings in Yellow（黄色油画）_。实际上原本Sandra Lauer并不是Enigma计划中的一部分，只是在制作Enigma首张唱片的时候需要一个唱法文的女声，在唱片公司老板的建议下才决定由Sandra来扮演这个角色。在Enigma一炮走红之后，Sandra又在丈夫的协助下先后推出了3张专辑，但影响力却反而不如Enigma了。就在两人新婚后不久，Michael Cretu和Sandra Lauer便到IBIZA（地中海的一个小岛）生活。他们在那里有一个古老的农场和一个录音室（A.R.T. studios）。Michael Cretu还特意在老房子的地下室建立了一个旅店，以便经常邀请朋友来做客，他在那里生活的很快乐。1989年，他开始在自己的家庭录音室中禁闭不出，Michael Cretu开始制作属于自己理想的音乐！如此这般的与世隔绝的生活维持了将近十年，Enigma的一首首单曲和专辑就是在这样的背景和环境下诞生的。08年初Michael Cretu在接受国外网站的采访中提到他正在制作E7，但是一旦E7完成，他将开始着手制作一个的完全不同的梦，这个梦一直以来才出现在他脑海中.这是不是意味着Enigma梦之旅的结束还是这仅仅只是另一个TAAW专集插曲还不得而知.另外还有一些个人认为比较重要的消息，Michael Cretu和他的妻子Sandra在2007年就已经离婚，他们分居各地，而且Michael Cretu在IBIZA岛上的住宅也已在2008年被拆除.Enigma究竟是一种怎样的音乐呢？虽然我们习惯并笼统地将之归入NewAge，但却很难描述Enigma的独到特色。制作人Michael Cretu曾经道出过其中的玄机，事实上Michael Cretu一直想走出欧洲传统流行音乐的束缚，他所钟爱的音乐风格偏向于Pink Floyd和Yes，但这类非主流音乐类型在日益商业化的市场中已经越来越难听得到。Michael Cretu便开始朝着自己理想的王国迈进，自己写作，并且在不少作品中动用了两种非常奇特而且不为世人熟知的声音——秘鲁风格的排萧和由修道士演唱的类似格里高里圣歌风格的旋律，编曲上再衬以洒脱、懒散的Disco节奏，由此构成了Enigma极富个性的基本框架。因此在Michael Cretu所营造的独特音乐世界中，我们即可以隐约感受到古典严肃音乐的影子，又可以直接感受到通俗流行的电子配器；能听到最悠远的少数民族部落自由而悠长的吟唱，又能够欣赏到教堂唱诗班庄严而宏大的和声。也因为这些，Michael Cretu拒绝掌声和荣誉以及别人给Enigma“定制”的风格上的定义。（文：梵天）七张专辑播报编辑十多年间，Enigma一共推出了七张专辑，两张特别LIMITED EDITION版、一张新曲+精选、一张重混音（REMIX）版精选以及数不胜数的单曲唱片（包含大量曲目的REMIX版本）。个人专辑播报编辑出版时间：1990年12月3日英格玛1990年10月，Enigma的首支单曲_Sadeness Part I_首先推出，这首歌成为他们最著名的热门单曲。紧接着推出的个人专辑_MCMXC a.D.（公元1990年）_成为德国有史以来卖的最好的专辑，一共销售了1200万张，在41个国家登上了专辑排行榜冠军，并且在美国排行榜200名中停留了5年之久。在90年代流行音乐稳步前进的时候，谁也没想到Enigma居然没有追随标准成功的流行规则，而是运用了排箫、笛子和中世纪圣歌的咏唱加之电吉它、铜管等现代乐器，传达着现代人的气息、情感和能量。这张专辑中的经典歌曲_Mea Culpa（我的过错）、_Principles Of Lust（欲望的原则）_、_The Rivers Of Belief（信仰之河）_都非常出色。另外一个非常值得赞扬的是_MCMXC a. D._采用了高超的录、混音技术。所有的音轨自然地相互流入，而立体声和低音的应用是完美的。将_MCMXC a.D._放在一个发烧音响系统中，释放出来的大量低音使人惊叹不止并为之痴迷。这张专辑是90年代流行音乐史上的一张杰作，它的音乐具有高度的独创性且营造了一种独一无二的神秘音乐氛围。01 The Voice Of Enigma02 Principles Of Lust[1] Sadeness[2] Find Love[3] Sadeness (Reprise)03 Callas Went Away04 Mea Culpa05 The Voice & The Snake06 Knocking On Forbidden Doors07 Back To The Rivers Of Belief[1] Way To Eternity[2] Hallelujah[3] The Rivers Of Belief专辑名称： MCMXC a.D.(Bonus Disk)出版时间： 1991年8月17日在MCMXC a.D的基础上增加6首：[Bonus Remix Tracks]08 Sadeness Part 1(Meditation Mix)09 Sadeness Part 1(Extended Trance Mix)10 Sadeness Part 1(Violent US Remix)11 Mea Culpa Part 2(Fading Shades Mix)12 Mea Culpa Part 2(Orthodox Version)13 Mea Culpa Part 2(Catholic Version)专辑名称：MCMXC a.D. (LIMITED EDITION)出版时间： 1991年11月28日在MCMXC a.D的基础上增加4首：[Bonus Remix Tracks]08 X Sadeness (Meditation)09 X Mea Culpa (Fading Shades)10 X Principles Of Lust (Everlasting Lust)11 X The Rivers Of Belief (The Returning Silence)后两张专辑都是在原来专辑歌曲的基础上重新相互混音并延长而成，所以唱片从开头到结尾都有一气呵成的感觉。限量版唱片的封面设计与原先几乎完全相同，但是用一种灰暗色的绿背景代替了原来的黑色。总的来说，MCMXC a.D（公元1990年）是90年代流行音乐史上的一张杰作，它的音乐具有高度的独创性且一次次地营造了一种独一无二的氛围。这种声音和氛围只有被少数艺术家成功地模仿并改进过，其中有Delerium和他们的专辑Semantic Spaces，而大多数人尝试这样的音乐都失败了。2年后他开始为电影Sliver（银色）作电影原声碟。第二张专辑名称： The Cross Of Changes出版时间： 1993年The Cross Of Changes1993年Enigma推出了乐迷们翘首以待的第二张专辑_The Cross of Changes（变换的十字架）_。由于第一张专辑的成功，第二张专辑还未正式推出便已得到140万张CD的订单。而当歌迷们亲耳听到这张专辑之后，赞扬之声再起。_The Cross of Changes_不但延续了第一张专辑的独特气质，而且是一个进化。尽管这张专辑在销售数量上没能超过第一张，但还是取得了24张金唱片的好成绩，并在英国排行榜夺得冠军的位置，在澳洲和欧洲取得亚军的位置。专辑一共收录了9首曲目，其中诞生了两首流传最为广泛的热门歌曲_The Eyes Of Truth（真实的眼睛）_和Return to Innocence（返璞归真）_。前者充满了东方音乐的神韵，歌曲寓意海市蜃楼中的美丽景象，旋律中有蒙古音乐以及阿拉伯音乐的影子，甚至运用了西藏的唢呐，因此让人很难确切说清这首曲子的渊源。而_Return to Innocence_的知名度可能更高，因为它被选为1996年美国亚特兰大奥运会的宣传歌曲，这首曲目的MTV采用的时光倒转创意也给很多朋友留下过深刻印象。_Return to Innocence_取样了南TW屏蔽阿美人郭英南夫妇的_老人饮酒歌_，并请来了SONY唱片德国公司旗下的Angel（Andy Hard）演唱英文歌词部分，他的声音的确如天使一样漂亮。1994年，_The Cross of Changes_发行了一个“特别版本”，类似于_MCMXC a.D._的“限量版”，在这个特别版中加入了3首歌曲，每首曲子增加了重新混音部份。由于这张唱片没有在美国发行，所以_The Cross of Changes 特别版_是相当罕见的。01 Second Chapter02 The Eyes of Truth03 Return To Innocence04 I Love You... I'll Kill You05 Silent Warrior06 The Dream Of The Dolphin07 Age Of Loneliness08 Out From The Deep09 The Cross Of Changes以下是Enigma官方网站所列专辑曲目清单：01 02 :15 Second Chapter02 07 :14 The Eyes of Truth03 04 :13 Return to Innocence04 08 :52 I Love You ... I'll Kill You05 06 :09 Silent Warrior06 02 :47 The Dream of The Dolphin07 05 :21 Age of Loneliness (Carly's Song)08 04 :53 Out From The Deep09 02 :24 The Cross of Changes第三张 le roi est mort，Vive Le Roi　　出版时间： 1996年11月25日 le roi est mort，Vive Le RoiEnigma的第三张专辑发行于1996年11月25日，唱片标题为_Le Roi Est Mort,Vive Le Roi！_，这是法文，翻译为英文则“The King is Dead,Long Live the King！”，中文意为“国王死了，国王万岁”，港台地区翻译为“改朝换代”，更多人则将之称为“王者风范”。这张唱片与Enigma的前两张专辑相比，在风格上稍有不同。整体音乐气氛的变化，加之鼓的音色更加平和，而且还出现了更多全新的少数民族音乐元素——从祖鲁人到拉脱维亚人，包括这些少数民族特有的乐器音色。正因为这些特色，所以_Le Roi Est Mort,Vive Le Roi！被评论界誉为Enigma众多唱片中最多元化的一张专辑。在这张专辑中制作人Michael Cretu向广大听众传达了许多自然的、哲学的观念，这个观念的主题就是“why（为什么）”。专辑中的_Beyond the Invisible_是Enigma一首比较经典的单曲，通过Cretu的声音铺垫着一种不可抵挡的圣歌迭句和神秘的旋律。第七轨_The Child in Us_运用了中国云南少数民族的乐器——芦笙，其中的女声演唱则充满了南亚音乐元素。_T.N.T. for the Brain_风格强劲而律动，MTV的拍摄手法更是另类而诡异，令人难以忘怀。01 Le roi est mort,vive le roi!02 Morphing Thru Time03 Third of its Kind04 Beyond The Invisible05 Why！…06 Shadows In Silence07 The Child in Us08 T.N.T. for the Brain09 Almost Full Moon10 The Roundabout11 Prism of Life12 Odyssey of the Mind以下是Enigma官方网站所列专辑曲目清单：01 2:18 Le Roi Est Mort,Vive Le Roi!02 6:47 Morphing Thru Time03 0:19 Third of Its Kind04 5:00 Beyond The Invisible05 5:59 Why! ...06 4:13 Shadows In Silence07 5:06 The Child In Us08 4:26 T.N.T. For The Brain09 3:20 Almost Full Moon10 4:38 The Roundabout11 5:55 Prism of Life12 2:40 Odyssey of The Mind第四张 The Screen Behind the Mirror发行时间：2000年 The Screen Behind the Mirror继_王者风范_后时隔将近四年，Enigma终于在千禧年推出了自己的第四张专辑——_The Screen Behind the Mirror_，我们习惯将之称为“浮世镜”。很多听众认为在这张唱片中，Enigma变得更加通俗易懂，越来越趋于流行化。唯一的与众不同和亮点在与制作人Michael Cretu将前人Carl Orff（卡尔.奥尔夫）著名的世俗歌曲集_Carmina Buraria（布兰诗歌）_融入到了自己的专辑中。这样一部经典题材的合唱曲目配以Enigma强烈的电子合成器音色形成了古典与现代的碰撞、严肃与流行的交汇，而且也并不显得牵强附会。可以说，_布兰诗歌_的主旋律成为了_Enigma 4_中最为重要的音乐支柱而贯穿于整张唱片中。全碟收录了11首作品，诞生了不少令人喜爱的单曲。诸如充满原始部族风格的标题曲_The Screen Behind The Mirror_；充满神秘、庄重气氛的主打曲目_Push The Limits_、_Gravity of Love_以及节奏感强烈、充满斗争叛逆气息的_Modern Crusaders_。在这些曲目中我们依然可以感受到Enigma一如既往的创新精神以及独特风格，虽然它确实已经变得和最初不太一样，但这种变数究竟是好事怀，应该由时间和销量来说明。01 the gate02 push the limits03 gravity of love04 smell of desire05 modern crusaders06 traces(light and weight)07 the screen behind the mirror08 endless quest09 camera obscura10 between mind & heart11 silence must be heard以下是Enigma官方网站所列专辑曲目清单：01 2:04 The Gate02 6:27 Push The Limits03 4:01 Gravity of Love04 5:57 Smell of Desire05 4:51 Modern Crusaders06 4:13 Traces (Light and Weight)07 4:59 The Screen Behind The Mirror08 3:07 Endless Quest09 2:39 Camera Obscura10 4:59 Between Mind & Heart11 5:20 Silence Must Be Heard第五张专辑名称： Voyageur　　出版时间： 2003年09月09日 VoyageurEnigma最新专辑在2003年的9月8日正式发行，这是2000年的_The Screen Behind the Mirror_之后，其最新力作！其间，2001年Virgin公司曾为Enigma推出过两张精选专辑，包括一首新单曲。此番即将问世的新专辑的标题为_Voyageur（旅客）_，不知道这个名称是否意味着新专辑将带有强烈的世界音乐元素。我们可以从Enigma的官方网站上看到，经过全新改版的页面已经与_Voyageur_的封面设计融为一体。01 From East To West02 Voyageur03 Incognito04 Page Of Cups05 Boum-Boum06 Total Eclipse Of The Moon07 Look Of Today08 In The Shadow,In The Light09 Weightless10 The Piano11 Following The Sun沉静了两年之后，Enigma原定于2005年10月25日发布最新单曲_Hello and Welcome (Hello + Welcome) 你好，欢迎_。据Virgin官方消息称，此曲被确定为德国中量级拳击冠军Felix Sturm争夺世界冠军的入场音乐，并且Music Video也已经制作完毕。然而天有不测风云，由于德国中量级拳击冠军Felix Sturm的严重受伤，本来将在他预定的那场拳赛期间同步发行的Enigma这首新单曲_Hello and Welcome (Hello + Welcome) 你好，欢迎_也不得不延期发行。单曲专辑曲目1. Hello and Welcome (Radio Edit)2. Hello and Welcome MV3. Hello and Welcome (Thunderstorm Mix)4. Hello and Welcome (After the storm Mix)继2003年的_Voyageur 旅客_之后，Enigma于2005年12月25日发布了精装Boxset_15 Years After 15年以后_，其中包括了Enigma 1990到2005所有发行过的专辑和精选的套装版，总共6张CD和两张DVD。CD为专辑1到5，以及由Faithless混音的全新MIX大碟一张。两张DVD是_Enigma 1 complete video album_和_Remember the future_。Boxset_15 Years After 15年以后_曲目CD目录：除了前面介绍的专辑以外，另有一张：_The Rollo Reixes_1.The Child In Us (The Dusted Variation)2.Age Of Loneliness (The Dusted Variation)3.Eyes Of Truth (The Dusted Variation)4.Rivers Of Belief (The Dusted Variation)5.Sadeness Pt 1 (The Dusted Variation)6.Traces - Light And Weight (The Dusted Variation)7.Voyageur (The Dusted Variation)8.Beyond The Invisible (The Dusted Variation)9.Hello and WelcomeDVD目录：_Enigma 1 complete video album_1.The Voice Of Enigma2.Principles Of Lust (Medley)3.Callas Went Away4.Mea Culpa5.The Voice And The Snake6.Knocking On Forbidden Doors7.Back To The Rivers Of Belief (Medley)8.Sadeness - Part I9.Mea Culpa (Full Length Video)10.Principles Of Lust (Full Length Video)11.Back To The Rivers Of Belief (Full Length Video)12.le roi est mort,VIVE le roi! (Interview With Michael Cretu)_Remember the future_1.Turn Around2.Sadeness - Part I (Video)3.Mea Culpa4.Principles Of Lust (Find Love)5.The Rivers Of Belief (Radio Edit)6.Return To Innocence7.The Eyes Of Truth8.Age Of Loneliness9.Beyond The Invisible10.T.N.T. For The Brain11.Push The Limits12.Gravity Of Love以下是Enigma官方网站所列专辑曲目清单：01 4:11 From East To West02 5:36 Voyageur03 4:23 Incognito04 7:01 Page of Cups05 4:29 Boum-Boum06 2:16 Total Eclipse of The Moon07 4:43 Look of Today08 6:35 In The Shadow,In The Light09 2:15 Weightless10 3:00 The Piano11 6:49 Following The Sun第六张专辑名称：A Posteriori　　发行时间2006年A Posteriori　专辑介绍：用“千呼万唤始出来”形容Enigma的第六张专辑；一点也不过分，这张2006年最具分量的NA大作凝聚了无数乐迷们三年以来的苦苦守候。前作< Voyageur>；褒贬不一的争议只让这张续作更叫人好奇与期盼——Micheal Cretu花了三年时间，究竟还能捣弄出虾米菜色来证明自己廉颇未老？在专辑发行之前，我们早已有了各种预想。当新单曲；发行时，无数揣测更是甚嚣尘上。风格的回归、硬派曲风的延续、重拾宗教和古典元素……不过当我亲耳听到的时候才明白，原来天才的思路果然是吾辈凡人永远跟不上的。专辑中的Hello And Welcome和单曲是截然不同的两个版本，此曲曾被确定为德国中量级拳击冠军Felix Sturm争夺世界冠军的入场音乐，但因比赛前Felix意外受重伤，Hello And Welcome只得延期发行。专辑中的版本是Hello And Welcome （New Version），不同于之前发售的单曲和混音版，主要是为了迎合专辑的概念性主题——Enigma向来以一个概念来贯穿整个专辑，给人以一气呵成之感，从而增强表现力。本章专辑仿佛是一场银河系漫游，是喜欢”太空风格“的朋友们的一顿大餐，并寄托了M.c一贯的哲学风范，引人深思。本专辑纯器乐作品较多，也给听众带来了不小的听觉压力，不过我们还是能感受到那美轮美奂的Enigma意境……专辑曲目：01. Eppur Si Muove02. Feel Me Heaven03. Dreaming Of Andromeda04. Dancing With Mephisto05. Northern Lights06. Invisible Love07. Message From IO08. Hello And Welcome09. 20,000 Miles Over The Sea10. Sitting On The Moon11. The Alchemist12. Goodbye Milky Way第七专辑播报编辑EMIInt’公司：EMIInt’时间：2008年9月19日（专辑封面见词条首）2008年8月8日，北京奥运会开幕的同一天，Enigma放出了一首单曲专辑_La Puerta Del Cielo / Seven Lives _（天堂之门/七个生命），这是Enigma即将发行的第七张专辑_Seven Lives Many Faces_（暂译为_七生众相_）其中的一首。此专辑可能为Enigma的最后一张。外界猜测，因为Enigma 的内涵里宗教氛围很浓，而在宗教中数字7是代表完美，故此专辑代表 Enigma 系列的压轴。制作人Michael Cretu必将倾尽心血将其做到完美。这张专辑用Beat-boxing和DJ刮盘的手法融合了重口味的Hip-Hop节拍和弦乐，为Enigma常规的音乐模式制造出了一种有趣的发展。———_slant_杂志Enigma的第七章创造出了一种在文化上包罗万象的音乐。———Musicnonstop网站Enigma在上世纪九十年代有多红，名声有多么的如雷贯耳，你翻看当时的美国惊悚电影、电视就会知道了，因为配乐中大多会有他们的席位。从首脑Michael Cretu组建Enigma这个project studio，并且于1990年推出首张专辑_MCMXC a.D._起，他们形成的这个以现代电子舞曲结合格里高里圣咏、原生态吟唱等表现出神秘主义主题的独特New Age风格，就一直延续了下来。就像你走进一家有着百年字号的老店，内里的装潢风格、产品包装许久都保持着与最初时的统一性，你从一些微枝末节就能辨认出你正在听的是Enigma的音乐。这张唱片已经是Enigma的第七张专辑，而且盛传将会是Enigma的收官之作。从专辑名称似乎能验证这种说法：如果MichaelCretu把每一张专辑比喻为一次生命体验的话，算上这张正好是Seven Lives；而整个专辑名称可以译作“众生相”，确实有着总结性的含义。难得Michael Cretu和他的妻子、音乐伙伴Sandra Lauer与世隔绝地躲在如梦似幻的IBIZA小岛上，还不断地用一张又一张专辑来探讨宗教、人生哲学、人类情欲等深入人世的纠结问题，提醒人们去思考生存的意义。收官之作就应该Happy Ending? Michael Cretu不这么认为。新专辑中的音乐风格起了一些变化，在原有的弦乐、异域音乐基础上，MichaelCretu往其中加入了“最肮脏的布朗克斯Hip-Hop节拍”。沾染城市浑浊心声的沉重拍子直捣心肺，再配合愤世嫉俗的歌词，让Enigma这次听起来比之前都更为焦虑愤怒，并且夹杂着对于人性的深度失望，点题之作_SevenLives_便是最好的例证。专辑曲目：1. Encounters2. Seven Lives3. Touchness4. The Same Parents5. Fata Morgana6. Hell's Heaven7. La Puerta Del Cielo8. Distorted Love9. Je T'aime Till My Dying Day10. Déjà Vu11. Between Generations12. The Language Of SoundDisk 2 (Additional Tracks - Special Edition):01. Superficial02. We Are Nature03. Downtown Silence04. Sunrise05. The Language Of Sound (Slow Edit)精选集播报编辑2010年1月26日，英格玛为庆祝成立20周年，推出了3CD的精选集《The Platinum Collection》。此精选集第一张CD收录了英格玛的代表单曲，第二张则全都是经过混音的歌曲。而第三张，是所谓的Lost tracks，是11首从前从未公开过的组曲，总题目就叫“Lost”。CD11.Sadeness （part1）2. Mea Culpa (Orthodox version)3. Principles of Lust4. Rivers of Belief5. Return to Innocence6. Age of Loneliness7. Out from the deep8. Beyond the invisible9. T.N.T. fot the brain10. Gravity of love11. Push the limits12. Turn around13. Voyageur14. Boum-Boum (feat. Andru Donalds)15. Following the sun16. Seven lives (feat. Andru Donalds)17. La Puerta Del CieloCD21. Sadeness (US Voilent mix)2. Mea Culpa (Fading Shades mix)3. Principles of lust (Everlasting Lust mix)4. Ruturn to innocence (Long & Alive version)5. Age of loneliness (Enigmatic Club mix)6. Out from the deep (Trance mix)7. T.N.T. for the brain (Midnight Man mix)8. Gravity of love (Judgement Day Club mix)9. Push the limits (ATB mix)10. Voyageur (Club mix)11. Boum-Boum (feat. Andru Donalds) (Chicane Club edit)12. Dreaming of Andromeda (Jean F. Cochois remix)CD31. Lost one2. Lost two3. Lost three4. Lost four5. Lost five6. Lost six7. Lost seven8. Lost eight9. Lost nine10. Lost ten11. Lost eleven单曲播报编辑MMX (The Social Song) 封面在Enigma的首张专辑“MCMXC a.D.”90年代发行20年之际，Enigma于其粉丝们进行了一个互动庆祝活动，在2010年12月15日发布了单曲MMX（The Social Song），这是Enigma于Fans一起通过3个月在线协作完成，在这期间Fans积极地进行参与，他们发布自己制作的音频，决定音乐风格，设计封面，并进行了投票以及评论。专辑介绍播报编辑官方专辑Enigma: The Platinum Collection （2010）（3CD）Enigma: Seven Lives Many FacesEnigma: A Posteriori: Private Lounge RemixEnigma: A Posteriori (Uncut) 后验（未分割版）/推纳（未分割版）/因果论（未分割版）Enigma: A Posteriori 后验/推纳/因果论Enigma: 15 Years After 15年以后之_The Rollo Reixes_Enigma: Voyageur (Uncut) 旅客（未分割版）Enigma: Voyageur 旅客Enigma: Love Sensuality Devotion: The Greatest HitsEnigma: The Screen Behind The Mirror (Uncut) 浮世镜（未分割版）Enigma: The Screen Behind The Mirror 浮世镜Enigma: le roi est mort,VIVE le roi! (Uncut) 王者风范（未分割版）Enigma: le roi est mort,VIVE le roi! 王者风范Enigma: The Cross of Changes (Uncut) 变幻的十字架（未分割版）Enigma: The Cross of Changes 变幻的十字架Enigma: MCMXC a.D.: The Limited Edition (Uncut)公元1990年：限量版（未分割版）Enigma: MCMXC a.D.: The Limited Edition公元1990年：限量版Enigma: MCMXC a.D.公元1990年Enigma EP: La Puerta Del Cielo / Seven Lives 天堂之门/七个生命Enigma EP: Hello and Welcome (Hello + Welcome) 你好，欢迎Enigma EP: Voyageur 旅客Enigma EP: Turn Around 回转Enigma EP: Push The Limits 挑战极限Enigma EP: Gravity Of Love 爱的引力Enigma EP: T.N.T. For The BrainEnigma EP: Beyond The Invisible 超越未知Enigma EP: Out From The Deep 来自深处Enigma EP: Age Of Loneliness 孤寂时光Enigma EP: The Eyes Of Truth 真理的眼睛Enigma EP: Return To Innocence 反朴归真Enigma EP: Carly's SongEnigma EP: The Rivers Of BeliefEnigma EP: Principles Of Lust (Japanese)Enigma EP: Principles Of LustEnigma EP: Mea Culpa Part IIEnigma EP: Sadeness Part IMV 总汇Enigma MV: Boum Boum MVEnigma MV: The Voice Of Enigma MVEnigma MV: Carly's Song MVEnigma MV: Sadeness MVEnigma MV: Find Love MVEnigma MV: Voyageur MVEnigma MV: Turn Around MVEnigma MV: Out From The Deep MVEnigma MV: Gravity Of Love MVEnigma MV: T.N.T. For The Brain MVEnigma MV: Beyond the Invisible MVEnigma MV: Return to Innocence MVEnigma MV: Push the Limits MVEnigma MV: The Eyes of Truth MVEnigma MV: Hello and Welcome MVEnigma MV: Mea Culpa MVEnigma MV: The Rivers Of Belief MVEnigma MV: Age Of Loneliness MVSandra Lauer 系列Sandra Lauer: The Art Of Love爱的艺术Sandra Lauer: Reflections 倒影T.A.A.W. (Trance Atlantic Air Waves) 系列T.A.A.W. EP: Chase 追T.A.A.W.: The Energy Of Sound声音的能量相关专辑播报编辑Enigma EP Choiceness 英格玛单曲专辑精选T.N.T: Omen 征兆Enigma: Inspired & Remixed 英格玛：灵感混音A Tribute To ENIGMA 向英格玛致敬单曲 & RemixATB & Enigma: Enigmatic Encounter 神秘相遇Enigma: Message From IO (DVD Version)Enigma: Sitting On The Moon (DVD Version)Enigma: Eppur Si Muove (Tacadisco Remix)Enigma: Dreaming of Andromeda (Jean F. Cochois Remix)Enigma: 20,000 Miles Over The Sea (Boca Junior Remix)Enigma: The Alchemist (The Alchemist's Vision by Ralf Hildenbeutel)Enigma: Principles Of Lust欲望的原则Enigma: SadenessEnigma: Find LoveEnigma: Sadeness (Reprise)Enigma: Return to Innocence (Long & Alive version)新手上路成长任务编辑入门编辑规则本人编辑我有疑问内容质疑在线客服官方贴吧意见反馈投诉建议举报不良信息未通过词条申诉投诉侵权信息封禁查询与解封©2024 Baidu 使用百度前必读 | 百科协议 | 隐私政策 | 百度百科合作平台 | 京ICP证030173号京公网安备110000020000

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