数学家拯救世界,破解德军恩格玛密码机

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我德军不善战,奈何盟军有图灵!

   二战战场上除了纷飞的战火,还有科学家在后方展开了斗智斗勇的密码战,智力的较量对战争的进程起到了决定性的作用。

   历史故事背后的数学知识。

   1931年11月8日,法国情报人员与德军通讯部门长官的弟弟,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。

   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。1940年超级机密破译得德军情报表明德国人会在11月14日进行大规模空袭。地点为包括伦敦、考文垂在内的三个可能地点,最终英国人还是没有能确认地点,未能阻止考文垂大轰炸的发生。          F. W. Winterbotham的书说丘吉尔已经确认了空袭地点但出于不暴露“超级机密”的考虑未采取预防措施,这一说法广泛流传以至于电视剧神探夏洛克还在引用它。 R V Jones,David Hunt爵士,Ralph Bennett 和 Peter Calvocoressi 对它进行了大量全面的反驳。他们指出当时丘吉尔正在前往迪奇利公园的路上被告知伦敦将会被空袭,于是折回唐宁街十号准备在空防部顶楼亲眼观看空袭。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。但是书中的丘吉尔为保守秘密而不通知考文垂将被轰炸一段被认为是小说家言,并非史实。

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。”

德军Enigma密码机的工作原理我们已经了解了,那么波兰人发现了什么漏洞,一举攻破德军加密体系的呢?

20世纪70年代,英国政府将二战期间的密码破译工作解密。1974年,曾经在布莱切利园工作过的温特伯坦姆(F.W.Winterbotham)上校写的《超级机密》(The Ultra Secret)一书出版,二战期间默默工作过的密码分析专家开始被公众广泛所知,直到这时,年近七旬的雷耶夫斯基才第一次得知他本人对Enigma的攻击方法是二战期间盟军破译德军Enigma的基石。

   雷耶夫斯基在二战时密码分析中所扮演的角色以及贡献在很长一段时间内不为人们所知,这导致了至少有一本畅销书(William Stevenson, A Man Called Intrepid, 1976)不仅没有给他带来与其贡献相当的荣誉(这本书重述了从运输卡车上偷到Enigma机的各种不同版本的传说),甚至连他的姓名和性别都被搞错(书中称其为“玛丽安·雷夫耶斯基小姐”(Mademoiselle Marian Rewjeski)。)在破译Enigma的过程中,雷耶夫斯基写过关于他的工作的一本书和两篇论文,然而这本书在他生前并未出版。波兰数学会曾经给他颁发过一枚特别奖章。2000年7月17日,波兰政府向雷耶夫斯基、罗佐基和佐加尔斯基追授波兰最高勋章。2001年4月21日,雷耶夫斯基、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。