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人类冲突史上从未有如此之少数,于如此短暂之时,挽救如此多众生。

人类冲突史上从未有如此之少数,于如此短暂之时,挽救如此多众生。

作者: 8dbc292f6337 | 来源:发表于2019-02-01 06:30 被阅读38次

    波兰密码学家破解了第一代恩尼格玛机,后来德军的军用版就增加了齿轮,德国又撕毁了条约,波兰就坐不住了,把原来破解的方法公开给了盟军,还特别吩咐英国要多招数学家。

    英国也相当重视,她比波兰资源丰富,开始靠人堆,原来密码局40号房搬到布菜切利园,面积大了几十倍,原来20多人,后人数增至近一万人,原来主力军是语言学家后主力军是数学家,图灵他们当时就在这破解。

    布莱切利园

    看过《模仿游戏》和原著《艾伦.图灵》的应该知道有个情节是图灵把几个语言学家给开除了,因为帮不上实质性的忙。

    这是否意味着文字工作者将来只能成为口舌的命运。这留给人们自己思考。

    改版后是怎么勉强应付的?

    当时英国破译的人多,也是在摸清人性后总结一些规律

    比如人性的懒惰,设置开始初始的那三个密码原本是要随机的,不能相邻字母,但常常出现JKL ADS, 就算不相邻人的手指操作也在附近范围。

    还因为人的情感问题,这话题使终逃不过,有操作人员用自己女朋友的名字设初始值,以至后来英国密码专家首先用女人的名字设定。按一些男权可能又会谈到红颜祸水。

    有人性漏洞外,还有德国操作指南也有漏洞。

    比如3组齿轮,每天选3组齿轮的为当天的编码器,同一个齿轮不能在同一位置出现两次,这看上去避免重复,其实懂点数学的都知这减少了配对的组合。

    还有接线板对调字母组合时相邻的不能对调,A和B不能调,B和C不能调,这又降低了组合。

    这就是明显的事与愿违吧!

    总之英国利用人性漏洞,规则漏洞,加上波兰的对应环数老方法,早期勉强应付。

    图灵的“炸弹”机岀世

    这些方法也远远不够,如果德军发现对方知道前六位是密码漏洞,就更改密码方式,那么前期做的一切都功亏一溃。

    图灵要做的事找到全新方法,完全猜透恩尼格玛机。

    他第一步做的是先找岀常用的词,如天气,希特勒万岁,无特殊情况等等这些去下手。

    比如wetter天气这个词,有两个tt, 之前已知道两个相同相邻字母被加密时不会用同一个密文,但这词一般就出现在文章开头,图灵就拿着wetter原文对应密文挪动,多试几次就找到对应密文。

    这也只是成功第一步。

    这个问题就是知道了六个原文和对应的六个密文,要求出它的初始设定。

    军用版恩尼格玛机的初始值有1.6×10^20那么多种,所以是不可能用暴力一个一个去试的。

    只有一个办法用在手头已有的少量原文和密文之间,想办法建立它们对应的数学关系,来反映出恩尼格玛机的内部结构。

    到这里了只用头脑风暴想,无论语言学家,哲学家几生几世可能也想不明白了。

    这个想法和波兰密码学家破解第一版时有些像,建立环,环上连接数的概念,这个是非常繁锁的

    假设我们有一台军版3旋转盘恩尼格玛机,让P表示接线板的连线,U表示反射器,L,M,R表示左,中,右旋转盘。那么加密后的讯息E就可以表示成。

    图灵通过数学过程的转换,军用版恩尼格玛机1.6×10^20这么多可能性,一下被缩减到了105万种。

    虽然105万种还是那么多,但已缩减到一百万亿分之一了。

    这个105万种的计算过程也不能由人来完成,图灵就说只有机器克服机器,那么这个破解恩尼格玛机的“炸弾”机就出来了。

    有了炸弹机破译一封密文只要一个小时了,但破解后续还是不轻松。

    后来德军根本就不用格式化语言,英军就故意做岀一些引诱比如在海上扔水雷,德军就会发电报写东经多少度,北纬多少度出现了大量水雷,在已知的大概原文中来解密文。

    为了不让德军得知密文被破,已知德方的大量艇船在什么地方,英军也不能冒然去攻击,要先派人去探测,要让对方相信是被探测到的。

    德军要去攻击哪艘船也不能马上通知回避,只能眼看被炸。

    这样知道了真相,而装着不知道是多么辛苦又痛苦的一件事。

    图灵破解海军版恩尼格玛机的实际效果怎样呢?我们看下数据:

    1. 破解之后,盟军全年被击沉船只的吨位下降了60%。

    2. 德军潜艇的损失率,从破译前的不到7%,猛增到50%。

    利用这套破解装置,也成功搞定了日本和意大利的密码系统。

    有人说若没有布菜切利园这些数学家,密码专家,盟军不会胜利,公平讲至少会把战争时间拉得更长。图灵们换救千千万万个家庭。

    但二战结束后丘吉尔也全面封锁消息(明天写一下为什么跟德军用恩尼格玛机应该有关),他想让殖民地也用上这套方法。

    所以在1974年后全世界人民才真正了解到布菜切利园这些英雄们,但很多已过逝,比如图灵。

    2001年4月21日,为破译恩尼格瑪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、杰尔茨·罗佐基和亨里克·佐加尔斯基命名的雷耶夫斯基、羅佐基和佐加尔斯基紀念基金在华沙設立,它在华沙和伦敦设置了這些波兰密碼学家的经念铬牌。2001年7月,基金會在布莱切利园安放了一块基石,上面刻着丘吉尔的名言[Never in the field of human conflict was so much owed by so many to so few.]

    人类冲突史上从未有如此之少数,于如此短暂之时,挽救如此多众生。

    下面是二战英军破译的手稿同密文,英文内容是英国密码学家在向长官报告截取了德国一些文件,几艘潜水艇使用同样密码,希望他们继续犯这样的错误。

    密码学的神秘会逐渐退去

    回头看密码学的发展,我们会发现有一个东西的神秘感在逐渐褪去,那就是关于“如何加密”的操作过程。

    在隐藏法的年代,如何加密的细节绝对属于核心机密;

    而在替代法和移位法中,大部分操作原理人们都知道,只是不知道具体移动了几位;

    但到了机械电子加密的时代,加密设备的工作原理,不论是理论还是技术细节,敌我双方都了如指掌,密码的安全性全部落在钥匙上,而不再依赖于加密的操作细节。

    这个趋势在之后还会更明显,博弈也更加数学化智能化。

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