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ENIGMA密碼機

 二次大戰時已大量使用無線電報。既然是無線,也就代表只要有接收設備,就能夠截聽到。為了保護機密以及兼顧便利,唯一的方法就是使用「加密」系統,將訊息轉換成亂碼,在由接收的一方利用相同的系統「解密」,將訊息還原。
 所有用於軍事和外交的密碼裡,最著名、最具傳奇性的,就是第二次世界大戰中德國使用的「ENIGMA密碼機」。ENIGMA密碼機其原型為荷蘭人科赫發明的「秘密寫作機」,柏林一位工程師買到專利後,把它改造成專用密碼機賣給德軍。這台密碼機外型像一台裝在木箱裡的老式打字機,結構堅固,輕巧便於攜帶。內部是用轉輪、電線、鍵盤所組成,可以將普通的訊息,加密成亂碼,而且隨著轉輪與接線的設定、組合,可以變化出150億億種加密方式。二次大戰期間,德軍配備了10萬多部ENIGMA,並且每天更動轉輪與接線的組合,德軍認為ENIGMA是絕對可靠的,因為最出色的數學家也必須截獲大量電文,並進行數星期研究之後,才能破獲一個密碼。然而,到那個時候,所獲情報已毫無價值可言,因為只需調結一下轉輪和接線,密碼機瞬間就可產生無數不同的密碼。由於性能複雜,即使被敵方取得密碼機,也無關緊要,因為除非敵方熟悉變化無窮的調節程式,否則這機器毫無用處!

三國合作,破解密碼

 早在1927年,波蘭總參謀部的密碼局就開始著手破譯德國的ENIGMA密碼,經過艱苦的工作,到了1934年,波蘭的數學家們終於研究出破譯ENIGMA密碼的方法。可是,德國人在1937年又對ENIGMA密碼機做了大幅改進。1939年7月25日,波蘭情報部門邀請英國和法國的情報部門共商合作破譯ENIGMA,決定了具體的分工:波蘭繼續從是數學理論方面的工作,法國通過間諜活動獲取相關情報,英國負責研至破譯機器。不過,僅僅兩個多月後,波蘭被攻陷了,華沙破譯小組的部分成員被迫輾轉法國繼續進行研究。可惜的是,1940年6月,法國也戰敗投降,研究人員們紛紛四散逃亡,就這樣,破譯ENIGMA密碼的重任全部落到了英國人身上。

布雷奇利園區

 1939年7月,英國情報部門在倫敦西北約70公里一個叫「布雷奇利」的地方,徵用了一所幽靜的莊園,一幢維多利亞式古色古香的建築,深藏在茂密的樹叢中。一個月後,鮮為人知的英國政府密碼學校遷移到此。這裡其實是戰時英國的情報破譯中心,從各地徵集而來的志願者夜以繼日的工作,從空中監聽到無線電通訊密碼,並把破譯的情報直接報送給英國最高指揮當局,甚至直接送達邱吉爾首相本人手中。平均每天有3000個無線電密碼情報,從英國皇家空軍無線電截聽單位送至布雷奇利園區,這些訊息會按照它的來源,如德國空軍、德國海軍、德國陸軍等,被分配到不同的營區,而來自U型潛艇的訊息則會被送到8號營區。解碼專家們的工作,就是研究出這些看似亂碼的訊息,而他們為一解開密碼的方法,就是比對這些訊息,以找出ENIGMA密碼機轉輪設定的方式,也就是「密鑰」。

U型潛艇作戰

 歐洲淪陷後,大西洋成為攸關英國存亡的生命線,美國運送戰略物資到英國,也是靠此一海路。自1939年起,德軍採取U型潛艇作戰,使英美聯軍飽受威脅。1942年,德國採用「狼群」戰術,出動大批U型潛艇在北大西洋海域內猖獗活動,許多運送戰略物資的同盟國船隻都被潛艇擊沉在美國東海岸。德軍將眾多的潛艇分散在大西洋廣闊的海域中,試圖尋找合適的目標;如果其中有一艘潛艇發現目標,它就會發出無線電訊號通知其他潛艇趕來增援,以圍攻的方式向目標發動進攻。萬一英國方面不能及時破解德國U型潛艇件對使用ENIGMA發送的無線電密文,將遭受毀滅性的打擊。因此,盟軍想要獲勝,破解德軍密碼的作戰行動變成為首要急務!

數學家艾倫‧圖林

 布雷奇利園區最著名的就是數學家艾倫‧圖林,他在破解密碼上有超人的直覺跟天份。他負責布雷奇利園區最關鍵的一項任務,就是對付德軍的ENIGMA密碼機。1940年1月,圖林曾到法國拜訪了那些流亡中的波蘭密碼破譯人員,並從中了解到一種被稱為「炸彈」的轉譯器,這引發了他極大的興趣。回來後,圖林把波蘭人的「炸彈」與他早先的數學研究結合起來,製造出了「圖林炸彈」── 一台龐大的解碼機器,用來輔助破解工作,在運作順利時,差不多能在1小時內解開密鑰。使用「圖林炸彈」以後,英國差不多破解了德國空軍絕大多數的密文,然而德國海軍U型潛艇件對使用的ENIGMA機器機密程度更高,一向被視為無懈可擊,尤其是在1942年,當U型潛艇開始使用4個轉輪後,「圖林炸彈」須要10個月才能解開1個密鑰,根本無法發揮實際效用。

情報單位的非常手段

 如果布雷奇利園區不能靠專家破譯來取得密鑰,那間諜、滲透偷取德國海軍的密碼本等手段就變得十分迫切。例如,英國皇家空軍有時會在某個特定的海區布置水雷,迫使在附近的德國艦艇向其他艦艇發送有關雷區的情報,這個雷區的情報裡必定包含著對此雷區所在方位等的描述,而這是英國人早已知道的,於是從中就可以確定密鑰的組合規則。除了要獲得密碼本外,了解德國海軍特製ENIGMA機,尤其是它得轉輪與線路,無疑也是破譯密碼所必需的。1940年2月德國潛艇U-33在蘇格蘭附近海面被擊沉,英國情報部門因此能獲得海軍用ENIGM機上的3個轉輪,使得密碼分析人員能對這種特別的ENIGMA幾有所了解,並對截獲的密文做部分的破解;童年4月在挪威,盟軍俘獲一艘德國拖撈船,從上面取得了幾份關於ENIGMA的資料,並送交圖林研究。但是在還沒取得任何進展之前,德國人就改變了轉輪結構,密文又重新變的牢不可破了。後來,幸好英國皇家海軍在1941年5月自德國潛艇U-110中截獲密碼機,1942年10月自德國潛艇U-559截獲2本密碼冊,這些進展使得布雷奇利園區對德國海軍新型ENIGMA機有了比較充分的了解。

解開ENIGMA密碼

 圖林結合了統計方法與情報單位所得到的資料,在1941年中期,已經能夠初步掌握德國海軍的聯繫內容了。可惜好景不常,1942年2月1日起,U型艦隊開始使用更複雜的ENIGMA密碼機,它比其他軍用的密碼機多了一個額外的轉輪,使的密鑰複雜程度大大提升。一直到當年年底,布雷奇利園區裡的密碼專家才找到一個納粹ENIGMA密碼機使用人員操作上的漏洞,在加上海軍取得的密碼本,終於成功破解了新型號的ENIGMA密碼機。此外,圖林所設計,以最新得電子管技術製作,代號「巨人」的新型電腦式譯碼器,也大大加強了英國破解密碼的功力;盟軍藉著破解德國密碼通訊,終於扭轉了大西洋戰場的戰局,並且成為二次大戰的一個重要轉捩點。
 這場通訊戰爭可說是大規模潛艇戰爭一決勝負的關鍵,也是二次世界大戰決定同盟國與軸心國海疆勝負的主要原因,然而這場戰爭卻不在衝鋒陷陣的戰場上,而是在數學家的腦袋中。
 戰爭結束後,布雷奇利園區的祕密仍不能被公開,英國想繼續利用他們在這一領域的優勢。因此,英國拆毀了千辛萬苦研製出來的「譯碼機」,銷毀了設計圖紙和各種文件資料,布雷奇利園區中幾千名工作人員在宣誓堅決保守秘密後被遣散,直到1970年代,真相才逐漸大白。

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