看不見硝煙的戰爭——破譯恩尼格碼

德軍耗費大量精力研製與改進的恩尼格碼密碼機及其加密體系是盟軍密碼破譯人員所面臨的頭號對手

本文摘自約翰·基根著,韓偉猛譯【戰爭事典064】《戰爭論:戰爭中的情報》第五章「克里特島戰役:先見之明與無能為力」

第利溫·諾克斯是曼徹斯特主教的兒子,也是《笨拙》雜誌編輯E.V.諾克斯,以及著名的天主教皈依者、牧師羅納德·諾克斯的兄弟。他曾經是劍橋國王學院的一名研究員,也是OB40的資深成員,而且一生都在英國政府內從事密碼分析工作。1939年8月當英國政府程式碼與密碼學校(GCSC)在布萊切利公園成立時,他是另一個OB40的老人、GCSC當時的領導人阿拉斯泰爾·丹尼斯頓的主要助手。第利溫古怪孤僻,很不適合這項工作。「既不是個組織者也不是個技術員」,按照魏齊曼的話說。第利溫屬於上一個時代,解謎是靠靈光閃現而不是嚴謹的分析。他曾經想在恩尼格瑪上面露一手但後來認為「其中有太多需要同時解開的未知因素。儘管第利溫也設計出了一個用於還原恩尼格瑪機每日設置的公式,但這個公式首先需要知道轉子的內部接線,而且看起來這部分也無法從公式中隔離出去」。簡而言之,雷傑夫斯基已經做到的第利溫沒有做到。作為數學家,第利溫可能只是不夠優秀。無怪乎,當性格古怪的第利溫見到聰明而年輕的下屬跑來宣稱找到了自己無法破解的難題的答案時,會勃然大怒。

如果魏齊曼因此輕易放手,恩尼格瑪可能要晚幾個月才能被解密,不列顛和大西洋之戰會贏得更加艱難。幸運的是魏齊曼沒有被嚇住,儘管被要求回去繼續研究,魏齊曼還是去找了布萊切利公園密碼分析中心的副主管愛德華·特拉維斯,不過魏齊曼很理智地提出了一份組織和行動計劃,而不僅僅是抱怨。在贏得與官僚主義的鬥爭後,魏齊曼學到了第一個教訓:要準備好後備計劃。他表達了他的憂慮,指出一旦「靜坐戰」狀態被打破,密碼分析中心可能會被海量的難以破譯的重要資訊所擊垮。為了應對即將到來的緊急時刻,他建議把密碼分析中心不斷擴大的隊伍分成五個部分,在全天24小時內輪班工作:一間登記室負責通訊分析;一間攔截控制室負責指導監聽站關注最有可能獲得線索的發送方;一間機械室協調前面兩者的工作;一間打孔紙房,由機械室控制;一間解碼室處理任何被解密的資訊。魏齊曼同樣建議增加監聽中心的數量,包括成立一個由空軍運作的監聽德國空軍資訊的監聽站。因為位於查塔姆一箇舊堡壘中的監聽站儘管效率非常高,卻是由陸軍運作的。

特拉維斯不僅接受了魏齊曼的建議,還說服丹尼斯頓去推動這個計劃,這使得1940年5月10日德軍在西線發動進攻時,布萊切利公園密碼分析中心早已開始高效運作了。另外一件走運的事是,布萊切利公園密碼分析中心已經從波蘭人那裡了解到了「炸彈」機,並開始製作自己的版本。英國版的「炸彈」最初是由另一個和魏齊曼一起被徵募的劍橋數學怪才阿蘭·圖靈設計的。圖靈的智力超過魏齊曼,實際上他是當時世界上最傑出的數學家。1936年圖靈作為普林斯頓大學的訪問學者時,在通用計算機還未問世的情況下提出了數字化計算機的理論—計算機的另一個名字就叫「圖靈機」。圖靈設計的「炸彈」機是由英國製表機公司開發出來的,該公司的大部分產品是穿孔卡片設備。圖靈的機器是機電式的,處理速度更快功率更大,雖然魏齊曼提出的另一個方案可以更快地排除恩尼格瑪機的設置組合,但在設計上就出錯了。

電子計算領域的開山鼻祖阿蘭·圖靈,在對德密碼戰中發揮了至關重要的作用

「炸彈」當然無法測試恩尼格瑪機每一個可能的設置,這需要現今的大型計算機才能完成。魏齊曼以及圖靈和其他人已經意識到很多截獲的恩尼格瑪電文中,一部分內容是固定的和重複的:例如收件人的全名和軍銜,或者始發總部的名稱。這些可以被猜出來的資訊後來被稱為「小紙條」(英國公立學校的術語,指的是用於在拉丁語和希臘語翻譯考試時作弊的工具)。「炸彈」機的工作原理是用重複的數學程序,在轉子可能的17576種設置方案中,猜出「小紙條」並測試替代字母。事實證明,英國的「炸彈」機將帶來豐富的收穫。

為了破解恩尼格碼密碼機,英國人投入了大量專用計算設備

不過,如果德國的密碼機操作員沒有因為粗心、懶惰或失誤而暴露線索的話,「小紙條」法就無法奏效。「恩尼格瑪如果使用得當是無法破解的」,魏齊曼認為。德國政府及武裝力量中的某些部門的操作員會規範地使用恩尼格瑪。德國海軍的三個恩尼格瑪金鑰中,由布萊切利命名為「梭魚」的,用於加密艦隊行動高級資訊的金鑰就從未被破解過;「粉色」,即德國空軍使用的高級金鑰,被破解時已經使用了一年;「綠色」,即德國陸軍總部使用的行政金鑰,在戰爭期間只被破譯了13次,期間而且還藉助了一些戰俘的幫助;「鯊魚」,即大西洋U艇部隊使用的金鑰,在1942年2到12月大西洋戰役最關鍵的時期,被證實無法破解;「蓋世太保」金鑰,於1939到1945年間被使用,從未被破譯過。—「這就是恩尼格瑪在使用得當時的安全性。」

破解以上金鑰不是無規律的。蓋世太保一向小心行事;德國陸軍和海軍的信號部門設立時間很久,使用的操作員受過良好的訓練且經驗豐富;最明顯的短板是德國空軍,一個德國在1935年才成立的軍種。它的密碼操作員可能更加年輕且缺乏經驗。布萊切利公園密碼分析中心破解的第一個恩尼格瑪金鑰就是來自德國空軍,此後被截獲的德國空軍金鑰幾乎都被破解了,有時候破解時間甚至是在這些金鑰被識別出來的當天。

布萊切利公園密碼分析中心把德國恩尼格瑪操作員所犯的兩種錯誤—都是由懶惰導致的—稱為「赫裡韋爾竅門」和「西爾斯」。前者是約翰·赫裡韋爾在一次頭腦風暴時想到的。他猜測恩尼格瑪操作員在設置好轉子的字母環,放入插槽後會把選中的字母放在最上面。這些字母可能構成了密文的頭三個字母,因此暴露了轉子的設置,而在戰爭的頭幾年,轉子的設置是一整天都不變的。按照「赫裡韋爾竅門」的思路就能把解密過程極大地簡化。

「西爾斯」也是另一種懶惰的表現,指的是恩尼格瑪操作員在鍵盤上粗心的操作。當他需要挑選三個字母作為電文之首的字母組合時,他可能不是隨機敲擊,而是在德國的QWERTZ式佈局鍵盤上,沿著對角線向下敲鍵盤,再沿著另一個對角線同樣操作打出QAY和WSX。由於這種錯誤很蠢(silly),布萊切利公園的密碼分析員們把這種「小紙條」成為「西爾斯」(sillies音譯)。其他的「西爾斯」是德國女孩名字的簡稱,可能是恩尼格瑪操作員的心上人,如EVA和KAT。一些最懶的「西爾斯」確實愚蠢,經常使用如ABC或DDD的組合,雖然這些組合很快就會被操作員的上級所剔除,但只要恩尼格瑪操作員習慣不改,總會有大量的破綻出現。

布萊奇利莊園,曾經處於最高機密狀態的情報設施,如今已經向公眾開放

布萊切利公園密碼分析中心破譯的第一個金鑰叫「紅色」,這是魏齊曼正在做前面所說的他的老本行識別呼號時發現的,因他是用紅色鉛筆把這個金鑰標識出來而得此名字。「紅色」是德國空軍的通用金鑰,被破解那天是1940年1月6日,離法蘭西戰役開打還有五個月時間。一直到二戰結束英國人一直都能將其破解,而且速度從當日破解提高到了即時破解。這意味著,用這個金鑰加密的電文,英國人和接收的德國人是同步解密的。被截獲和破譯的「紅色」密電,在不列顛之戰和其後的閃擊戰期間是十分重要的。後來英國監聽站截獲的信號已經遠達俄國和北非,而隨著德軍不斷向前行軍,他們發出的信號也越來越弱,英國監聽站需要努力排除靜電影響和電波干擾,同時不得不經常在他們截獲的資訊中標出模糊的字母組合—因為字母的國際莫爾斯程式碼之間很容易混淆,尤其是U和V(點、點、劃和點、點、點、劃),德國那邊也經常遇到這一情況。1941年4月,英國監聽站就在盡力監聽來自希臘本土微弱的莫爾斯電碼信號。

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