維基少年:二戰/謎機
在第一次世界大戰中,英國成功破解了德國的密碼。這使他們能夠監聽從德國發往士兵的重要資訊。戰爭結束後,英國的密碼破譯員(破解密碼和密碼的人)繼續監聽德國的資訊。然後在1926年,他們開始接收無法破譯的編碼資訊。這是因為德國開始使用一種名為Enigma的新機器來編碼他們的資訊。關於Enigma如何被破解的故事令人興奮。解決這個問題的男女是戰爭的勝利者,因為德國人永遠不知道英國及其盟國正在閱讀他們所有的秘密。破解Enigma的努力也導致了現代電子計算機的發明。

Enigma是一臺用於將“明文”資訊轉換為“密文”資訊,以及將密文資訊轉換回明文資訊的機器。使用該機器的人會將資訊輸入看起來像學校裡使用的計算機鍵盤一樣的鍵盤上。輸入字母后,Enigma會將字母透過轉子和插接板,將字母轉換為不同的字母,然後在燈板上顯示出來。這個人會寫下新字母,此時它已經是密文了。然後,隨著每個字母的輸入,轉子會向前移動一格,改變正在使用的密碼。當整個資訊都輸入並且密文複製出來後,它就會被髮送出去。這可以透過電話、無線電或書面形式進行,方式並不重要。
你可能會認為,如果你有一臺Enigma機器,你就可以將密文資訊直接轉換回明文資訊,也就是解密。但事實並非如此簡單。Enigma改變字母的方式取決於轉子和插接板的設定方式。如果你不知道原始設定,你就無法解密資訊。
德國人過去會發送密碼本,其中包含每天的日金鑰。它告訴使用Enigma的人如何設定他們的插接板和轉子。因此,如果你捕獲了密碼本,並且你有一臺Enigma機器,你就可以閱讀資訊。因為德國人知道他們可能會丟失密碼本(即使每個人都命令他們在認為自己會被捕獲時將其銷燬),每個密碼本只包含一個月的密碼。這樣,在最壞的情況下,他們的資訊也只能被閱讀一個月。為了使資訊更難閱讀,日金鑰只用於對資訊的前三個字母進行編碼。然後這三個字母被用作新的密碼部分,稱為資訊金鑰,用於該資訊本身。也就是說,每個資訊都有自己的特殊密碼!
第一個嘗試破解Enigma的人是波蘭人。德國在第一次世界大戰中入侵了波蘭,他們擔心這種情況會再次發生。因此,他們努力破譯密碼。起初,他們認為它無法破譯,但後來他們的首席密碼破譯員馬裡安·雷耶夫斯基有了一個主意。
德國人傳送兩次資訊金鑰以確保資訊被正確讀取。假設資訊金鑰是“ABC”,德國人會將“ABCABC”輸入Enigma機器。由於轉子會移動,因此每次編碼結果都會不同,例如“DGHYIU”。解釋起來很複雜,但這種編碼差異讓密碼破譯者可以瞭解Enigma設定方式的一些資訊。雷耶夫斯基找到了一個方法,可以從少量密文中找出德國人如何設定轉子和插接板。為了將這轉化為一種快速破譯密碼的有用方法,他必須寫下Enigma可能設定的105,456種不同的方式。打賭你不想做這樣的家庭作業!
這對密碼破譯者來說並非問題的終結。在雷耶夫斯基取得成功後不久,德國人改變了他們設定Enigma的方式,這意味著他必須重新編寫他所有的設定手冊。他沒有這樣做,而是發明了一臺可以自動檢查設定的機器。他稱它為炸彈。Enigma的另一個特點是轉子(三個)可以互換。由於這意味著轉子有六種不同的方式可以被放入傳送秘密資訊的機器中,因此必須有六臺炸彈在執行以檢查正確的設定以解密資訊。
炸彈一直有效到1938年,就在第二次世界大戰開始之前。然後,德國人給了所有Enigma使用者兩個額外的轉子,所以他們現在可以選擇五個轉子放入三個插槽中。這意味著雷耶夫斯基需要60臺炸彈。不僅如此,插接板電線的數量也從六根增加到十根。總之,這意味著波蘭人再也無法閱讀資訊了。
波蘭人知道戰爭即將來臨,並且他們沒有時間和金錢來解決新的Enigma密碼。因此,波蘭密碼破譯團隊的負責人去拜訪了他們來自英國和法國的朋友。他告訴他們所有關於密碼破譯的努力,並給了他們一臺炸彈。僅僅三週後,德國襲擊了波蘭,第二次世界大戰爆發了。
英國密碼破譯員駐紮在一個名叫布萊切利莊園的美麗莊園裡。這是為了將他們與其他人隔離開,防止他們不小心透露自己的密碼破譯工作。保持密碼破譯工作的成功保密與最初破譯密碼一樣重要。如果德國人知道他們的密碼被破譯了,他們就會立即更改它。

在布萊切利莊園工作最有名的人是艾倫·圖靈。他的朋友認為他是一個天才。他最初幫助破解新的、更強大的Enigma的想法是尋找德國資訊中的模式。他很快意識到德國潛艇經常在資訊中傳送天氣報告。因此,密碼破譯員會嘗試透過猜測第一個單詞是“wetter”(德語中的“天氣”)來破譯密文資訊。但這也意味著他們必須檢查數十億個可能的轉子和插接板設定。

然後圖靈靈機一動,想出了一個天才般的點子,許多人認為這個點子比其他任何事情都更能幫助贏得戰爭。他找到了一種方法來連線一臺機器,使接線板不起作用。因此,他無需檢查 159,000,000,000,000,000,000(這是一個巨大的數字)個設定,而只需要檢查 17,576 個。然後他設定了機器,以便它在找到匹配項時點亮燈泡。因此,圖靈的機器可以在大約五個小時內破譯密碼——這是一項了不起的成就。但這仍然依賴於對密碼的線索(比如“更溼”)。所以英國人著手尋找方法,確保德國人傳送的資訊中會有線索。
其中一個方法是投放水雷。當德國人發現它們時,他們會將位置無線電報告給基地。英國人會閱讀資訊,其中必然會包含水雷的位置。但英國人已經知道位置,因為他們自己投放了水雷!這使他們能夠利用這個位置作為線索來破解密碼。
為了讓你瞭解破譯密碼的重要性,在不列顛之戰期間,布萊切利莊園的人們能夠預警轟炸襲擊,告知德國人損失了多少飛機等等。這使得皇家空軍能夠計劃攻擊哪些德國飛機,以及忽略哪些飛機。
它使皇家海軍能夠找到所有正在大西洋上擊沉船隻的德國潛艇,並迅速將其擊沉。
英國人在德國河流上佈雷,使它們無法用於運輸。每當德國人報告他們已經清除了一些水雷時,英國人就會閱讀資訊,然後再次佈雷!
在諾曼底登陸之前,盟軍知道每個主要的德國軍隊單位的駐紮地點以及他們的兵力,這使他們能夠以最安全的方式計劃進攻。
英國領導人溫斯頓·丘吉爾當然知道破譯密碼員的重要性。他們曾經給他寫信,要求更多資金和人員來幫助他們的工作。丘吉爾非常忙於指揮戰爭,但他當天就抽出時間傳送了以下資訊。
- "立即行動
- "確保他們得到所有他們想要的,優先順序最高,並向我彙報此事已經完成"。