蔡天新
在第二次世界大戰(zhàn)以前,破譯密碼似乎不需要數(shù)學知識,許多國家都請語言分析專家、縱橫字謎高手或國際象棋冠軍來幫忙,很少會想到數(shù)學家。打破這一慣例的是波蘭人。波蘭人因為鄰國德國和俄國的存在和威脅,變得十分警惕。而且,第一次世界大戰(zhàn)結(jié)束不久,波蘭著名數(shù)學家謝爾賓斯基等人曾幫助波蘭密碼局破譯過蘇俄的密碼。
1928年,波蘭軍方發(fā)現(xiàn)德軍開始使用一種全新的密碼,而他們根本無法破譯,于是焦慮起來。1929年年初,波蘭波茲南大學數(shù)學系的一群大學生和研究生被要求宣誓保密以后,開始學習密碼學課程。波茲南鄰近德國,因此,當?shù)厝硕紩v德語。
學生們每星期有兩個晚上學習密碼學,幾星期以后,有的學生便能破解各種舊式密碼,破解能力差的則被逐步淘汰。最后,只剩下3位最優(yōu)秀的,那便是雷耶夫斯基、齊加爾斯基和魯日茨基。后來正是他們3位破解了德軍早期的謎語機密碼,其中雷耶夫斯基居功至偉。
雷耶夫斯基從波茲南大學碩士畢業(yè)后,去德國哥廷根大學進修了一年,然后回到母校做起了老師。1932年,他和兩位同道加入保密局,第二年年初便取得突破。雷耶夫斯基的解密法利用了19世紀法國數(shù)學家伽羅華發(fā)明的置換群原理和特征值理論,同時他還證明了一條后來被稱為“可以打贏世界大戰(zhàn)”的置換群定理。
雖然波蘭人破譯了早期的謎語機密碼,但他們尚不能應(yīng)對后來德國人采取的一系列改進措施,更由于國力的差距,他們最終無法逃脫亡國的命運。幸好,他們及時把關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備交給了英國人和法國人。然而,波蘭淪陷不到一年,法國就被德國的閃電戰(zhàn)擊敗。于是,繼續(xù)破解謎語機密碼以爭取反法西斯戰(zhàn)爭勝利的重任,就落到了隔海相望的英國人肩上。
比雷耶夫斯基年輕7歲的圖靈出生于倫敦,雙親曾在英國的殖民地——印度金奈工作。1935年,他以優(yōu)異的成績從劍橋大學國王學院畢業(yè),并留校成為一名教師。1936年,他提出“通用計算機”的概念,他設(shè)想的抽象計算模型后來被稱作“圖靈機”并沿用至今。1938年,他在美國普林斯頓大學取得數(shù)學博士學位。他謝絕了做匈牙利人馮·諾伊曼助手的邀請,回到祖國,進入倫敦的“密碼學?!?。
雷耶夫斯基發(fā)現(xiàn)了謎語機的一個缺陷,就是字母A加密成Q之后,Q必然被加密成A,因此,證明了置換群定理。圖靈則發(fā)現(xiàn)謎語機的另一個缺陷,就是字母A無法加密成A本身。他利用德國人行文的刻板和謎語機操作的漏洞(兩段分開發(fā)送的文字之間連接語的重復(fù)),大大簡化了破譯工作。
因為這個發(fā)現(xiàn),1940年3月,英軍制造出第一臺破譯謎語機密碼的電氣機械裝置“炸彈機”;第二年,這種機器增加到14臺;1945年,數(shù)量更是達到211臺,操作人員近2000名。據(jù)后來解密的文件,“炸彈機”破譯了德軍90%以上的謎語機情報,為贏得戰(zhàn)爭勝利做出了極其重要的貢獻。
舉一個例子。駐扎在北非的隆美爾是希特勒手下最杰出的將領(lǐng),足智多謀、英勇善戰(zhàn),被譽為“沙漠之狐”。然而,“炸彈機”問世之后,盟軍每每破譯他與總部的往來電報,總是能摧毀他的補給和運輸部隊。得知隆美爾“彈盡油絕”的處境后,英軍統(tǒng)帥蒙哥馬利發(fā)動了阿拉曼戰(zhàn)役,一舉將其擊敗。
隨后,在大西洋海戰(zhàn)和諾曼底登陸,以及美日間的中途島海戰(zhàn)(美軍摧毀日軍4艘航空母艦)中,“炸彈機”都發(fā)揮了重要作用。1943年4月17日,美國海軍截獲日軍密電:日本聯(lián)合艦隊司令、海軍上將山本五十六(此人曾精心策劃偷襲珍珠港)將前往前線視察。翌日上午,美軍飛機在所羅門群島攔截并擊落了有6架戰(zhàn)機護航的山本五十六的座機。這些成果為世界反法西斯戰(zhàn)爭的最后勝利,奠定了堅實的基礎(chǔ)。
在不列顛空戰(zhàn)取得勝利之后,英國首相丘吉爾曾在下議院發(fā)表演講,稱贊“在文明沖突史上,從沒有這么多的人如此感激這么少的人”。此話既是對空軍飛行員的表揚,也是對破譯密碼的情報人員的褒獎。