“谜”与“如谜的解谜者”(十五)
时间：2020-10-04 11:08:58 来源：达达文档网 本文已影响 人 
花卷
电路迷阵
维尔赫曼设计的这个“对角线板”到底有什么神奇之处呢？我们之前讲过，Enigma因为带有一个反射器，因此在同一状态下，加密和解密过程是完全自反的，也就是说，如果按下一个字母B，灯泡C点亮，假设转轮位置不动，那么此时按下字母C，则一定是灯泡B点亮。维尔赫曼注意到，Enigma中的“自反”特性不仅限于反射器，其实连接板也是一个“自反”的设计，这是因为连接板是用一根导线连接两个字母的回路，那么这两个字母就会被交换，假如是A和T进行了交换，那么所有的A都变成了T，而所有的T也必须都变成A，不存在其他的可能性。仔细观察就会发现，维尔赫曼的对角线板，其实就是模拟连接板中两个字母交换的一组电路矩阵，把这组矩阵和图灵的炸弹机连在一起，就能够让炸弹机在运行时排除掉更多的错误情况。
如果你玩过数独，你应该知道，格子里预先给你填好的数字越多，解起来就越容易，因为能满足条件的可能性变少了。其实破译Enigma和玩数独非常像，都是根据已知条件去推理满足条件的解，只不过，在图灵设计的炸弹机中，已知条件是依靠猜词中的闭合循环，而维尔赫曼则又加上了另外一套已知条件，也就是连接板的自反性质。这样一来，就相当于往数独格子里多填了一大堆数字，也就是大大降低了问题的难度——换句话说，哪怕猜词小分队提供的猜词结果较短，炸弹机也有能力找到正确的密钥了。
对角线板简直是一个神奇的发明，连图灵都说这玩意儿简直太牛了。对角线板不仅降低了对猜词的要求，更可怕的是，有了它，炸弹机就能在推导转轮位置的同时，推导出连接板的连接方式。也就是说，只需要跑一遍，Enigma每日密钥里面的要素就全都凑齐了，破译效率一定能够得到翻天覆地般的提升，圖灵之前所遇到的问题也就迎刃而解了！
先回忆一下维尔赫曼设计的对角线板
①上帝的羔羊
是基督教中耶稣的称号之一，出自福音书作者约翰所著《约翰福音》。羔羊又被称为替罪羊，代表软弱和无助，需要牧人的看顾保护。耶稣作为神的羔羊，表示耶稣为人类的救主，背负世人的罪孽，把自己献在神的祭坛上。
两位数学家兴奋极了，他们恨不得立马实际测试一下对角线板的威力。事不宜迟，他们马上找来BTM公司的工程师基恩来修改图纸，准备生产一台装备有对角线板的炸弹机。1940年8月8日，搭载对角线板的第二台炸弹机顺利运到了布莱切利庄园，图灵他们给这台炸弹机起了个宗教色彩浓郁的名字叫作“上帝羔羊号（Aqnus dei）”。“Agnus dei”是基督教里面的一个词儿，上帝的羔羊指的就是耶稣，而耶稣就是救世主啦，这个意思你们懂了吧。
有了机器，赶紧试试看吧！通过测试，图灵和维尔赫曼发现，有了对角线板之后，原本需要花上好几天才能破译的密钥，现在居然只要几个小时就可以搞定了！两位数学家欣喜若狂——这样一来，只要猜词小分队从凌晨开始工作，我们不就可以在天亮之前解出当日的密钥了吗？真能这样的话，德国海军这一整天的密电我们就都可以随便看了呢！这简直要上天了！
既然对角线板这么好用，那别犹豫了，赶紧把第一台炸弹机“胜利号”也给改造一番吧！于是，“胜利号”被运回了BTM公司的工厂，加装对角线板之后再运回来。现在，布莱切利有了两台炸弹机，1号营房有点放不下了，于是他们就把这两台炸弹机搬到了地方更大一点的11号营房，准备大干一场了。
“三线建设”
现在，英国人手上有了两台绝世神器——安装了对角线板的“威力加强版”炸弹机，再加上经验越来越丰富的猜词小分队的全力配合，布莱切利庄园终于真正意义上实现了对德国海军Enigma密电的全面破译。
据资料显示，在两台炸弹机交付使用后的1940年下半年，布莱切利庄园总共截获了178条电文，破译成功率几乎达到了100%——你能想象吗，德国人设计的自以为天衣无缝的一代神机Enigma，在英国人的两个“大衣柜”面前被扒了个精光，这感觉实在酸爽。
这些密电的内容什么都有，有一些是具体的情报，还有一些是战略上的动向。看了这些密电的内容，布莱切利庄园的人感觉有点不太踏实，因为种种迹象表明，德国人很有可能会对英国搞空袭，也就是派一群飞机来扔炸弹。那么德国人最有可能炸什么地方呢？我要是德国人，我肯定炸伦敦呀，这还用说么？我们之前讲过，当初之所以把政府密码学校放在布莱切利庄园，就是因为这地方距离伦敦、牛津和剑桥都很近，但万一德国人真来轰炸，布莱切利免不了会被殃及。而且，空袭的时候，人可以去防空洞隐蔽，但是那两台炸弹机怎么隐蔽啊？那可是英国人的无价之宝，万一给炸没了，那可就亏大了。
我们国家在20世纪60年代的时候搞过“三线建设”，就是为了防止打起仗来大城市被端，所以把一些重要的基础设施、工厂之类的都分散到周边的三线地区，正所谓“鸡蛋不能装在一个篮子里”。英国人自然也明白这个道理，于是他们就琢磨着在周边搞几个专门的地方，每个地方都放几台炸弹机，这样肯定比把炸弹机全都堆在布莱切利庄园里要安全多了。
从1941年开始，英国人就开始建设一批“外围站点”，这些站点都位于布莱切利旁边的白金汉郡。当然，光有站点还不行，还得多造一批机器。于是，BTM公司开始加班加点生产炸弹机。造原型机不容易，但要量产起来，只要不差钱，那还是很快的。整个1941年，BTM公司总共生产了大约70台炸弹机，几乎全都放到了后来新建的那些外围站点里，布莱切利庄园里面只保留了不到10台，而且只用来做备份、展示和教学。
光有这么多机器也不行，因为这些机器不能自动运行，而是需要人来操作的，比如安装转轮、启动机器、检查结果等等。我们前面提到过，“二战”期间英国一共有数干名女性参与了密码破译工作，其中有大约700名女性就是在各个外围站点担任炸弹机的操作员。在战时很多男性都上战场冲锋陷阵的局面下，这些伟大的女性则活跃在后方战线，以自己的方式为赢得战争的胜利做出了不可磨灭的贡献。
看到这里你可能有个疑问：既然两台炸弹机就可以做到破译当天的电文，那为啥还需要造这么多台炸弹机呢？这个嘛，除了机器坏了需要有备份之外，主要原因还是德军会在不同的部队、部门中使用不同的Enigma密钥表。一台炸弹机可以根据猜词小分队提供的线索解出某一个每日密钥的设定，但这个密钥可能只是在某一個部队中使用的，其他部队用的密钥又不一样了，这样一来，就需要用更多的炸弹机来同时解出其他部队所使用的密钥。
联名上书
不知道大家还记不记得，在“一战”的时候德国曾经弄了一大堆U型潜艇，在英吉利海峡的海面下来回扫荡，专门骚扰英国的海上运输船。英国再强大，它也是个岛国，如果无法确保海上运输通道，那用不了多久就要活不下去了。
这么有效的战术，德国人当然不会吝惜在“二战”里再玩一次，这一招也确实给英国带来了不小的麻烦。不过到了1941年，情况就不一样了。我们知道，指挥U型潜艇也要通过无线电报来进行，而潜艇的电报也是使用Enigma来加密的，英国人一看这敢情好啊，我们已经有了几十台炸弹机，还怕掌握不了你们的潜艇位置么？
一开始，英国人也确实通过破译密电，掌握了很多关于U型潜艇位置的情报，于是德国人一时间骚扰的成功率大大下降。德国人也不傻，心想会不会是情报出了问题？但是Enigma这货这么牛，打死也不可能被破译的呀。纠结来纠结去，德国人决定对电文中潜艇位置的表示方式做一些文章，比如说不再使用经纬度来表示位置，而是使用一种特殊的坐标编码，后来又对编码中的数字做一些有规律的变化。这样做的目的应该是为了防内鬼，无论如何，德国人决不相信是Enigma本身出了问题。
不管怎么说，这种干扰还是把图灵他们搞得很疲惫，因为不但要破译Enigma的电文，还要再分析密文里面的信息，这就要求密文的破译速度要再快，再快，再快一点。理论上说，炸弹机已经可以从原理上破译任何Enigma电文，要想再快一点，那就需要配备更多的人手，再生产更多的炸弹机——这些都需要政府的支持。
但是，布莱切利庄园的领导丹尼斯顿似乎对于继续投入更多的力量来对付Enigma比较消极。我们之前讲过，丹尼斯顿是布莱切利庄园的奠基者之一，但是后来，他一度觉得破译Enigma的难度太大，对图灵他们的工作态度也比较悲观，不知道是压力太大还是咋的，反正就是整个人陷入了一种不着调的状态。
图灵他们当然也找丹尼斯顿谈过这件事，但是丹尼斯顿的意思就是，哎呀你已经有很多机器了，我也给你很多人和钱了，现在打仗又缺钱又缺人，我们作为后勤部门，搞那么大干啥呢，有那么多人还是去上阵杀敌更有用吧。像图灵这种天才学者，性格一般都比较不谙世事，直接就跟丹尼斯顿对骂起来了，总之就是关系搞得很僵，自己的事儿呢也没办成。也有人劝图灵还是要跟领导搞好关系，不能这么“正面刚”，不过图灵肯定不是一个很容易被改变的人，既然丹尼斯顿不给力，那我们干脆就直接上书给比你更厉害的人，让他帮我们做主。这个人是谁呢？那就是大名鼎鼎的英国首相温斯顿·丘吉尔。
在英国的密码故事里，丘吉尔的名字出现过太多次了。他在“一战”期间掌管海军，而当时负责破译密码的机构“40号房间”也是隶属于海军，所以丘吉尔非常了解密码破译工作在战争中的重要性，自己也亲自参与了一些情报的交接工作。后来，丘吉尔当选首相，也就是政府的大老板，他的勇敢和坚持也是英国能够赢得“二战”胜利的重要原因之一，当然更重要的是，他依然对密码破译工作十分关切，而且就在1941年，他还亲自视察过布莱切利庄园，和图灵他们见了面，所以图灵才想到要给他写信。
这封信写了些什么内容呢？大概意思是这样的：首相阁下，正如上次你来看到的，我们这个机构虽小，但是工作很重要，而且我们在破译方面也取得了成果，现在就是缺人手缺机器，而且领导不光不给我们解决，还要拖我们后腿，听说军队准备从我们这儿抓人去打仗，这可万万不行，没办法我们只能找你帮忙，请首相阁下为我们做主！署名：图灵、维尔赫曼、亚历山大、米尔纳-巴里。
（那么丘吉尔对这封信会做出怎样的反应呢？战争进入中期，德国人那边又会给图灵他们出什么难题呢？我们下期继续讲。）
