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神秘的艾伦·麦席森·图灵,战胜纳粹幕后的英雄

 老张聊史 2021-01-07

引言

唐代王昌龄的《出塞》中写道:秦时明月汉时关,万里长征人未还。但使龙城飞将在,不教胡马度阴山。在二战时期的欧洲,艾伦·麦席森·图灵就是那默默付出的龙城飞将。

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1939年,第一次世界大战爆发,此时的世界正处于水深火热的战争之中。信息战,在二战中占据着重要的地位,所以战争信息的加密与解密就非常关键,这些甚至决定着战争的胜利与失败。这时候的纳粹,就利用优势的信息传播占尽了先机。这完全得益于他们拥有一款二代的恩格玛机的加密密码器,这样的密码机是德国配属给所有军事部门的主要通讯加密工具,纳粹德军的所有的军事情报都是通过这中密码机传播的。

这台加密机是通过自身的切线和转子的不同的组合方式来加密和传达信息,也就是通过改变接线方式和转动转子就可以轻松实现不同的加密逻辑,而且因为组合方式的多样性,德军每天都会准时更改一次加密逻辑。所以对于别国的破解密码的密码学家而言,则是非常具有难度的。

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正当各国对德国纳粹传播的军事情报一筹莫展的时候,一位天才勇敢的站了出来,积极解决了这个问题,提前结束了二战,挽救了众多的生灵。他就是艾伦·麦席森·图灵。一位出生在英国的著名数学家,逻辑学家。

在1939年,英国正处于战争的迷雾之中时,因为战争的需要,英国在此时组建了以陆军与皇家海军的情报部门为主要组成部分的专门从事破译纳粹德军的军事密码系统的政府密码学校。图灵作为当时的顶尖的数学家,自然被英国政府应召入伍加入政府密码学校,专门从事破解纳粹德军密码的工作。图灵在这里的首要工作就是破解二代的恩格玛机加密传播的军事情报,因为密码机的加密方式的复杂性和情报的及时性,图灵和他的战友理论上每天只有24小时破解每一个密码的时间,过这个时间,纳粹德军的情报将失去了作用。就算当时英国利用了人海战术即便破解了密码,一些军事情报也因为时效性的问题也失去了价值。一时间,密码破译工作陷入了僵局。由于政府密码学校汇聚了一大批英国当时顶尖的数学家和密码学家,大家每天都会坐在一起集思广益,希望讨论出一套可行的破解方案,这个时候的图灵却显得格外的古怪,无论是工作还是私人时间,他从不与他人进行任何问题的深入交流。另外图灵因为花粉过敏,每天骑车上班时都戴着防毒面具,这使得人们对他议论纷纷,他成为了人们眼中的怪物。但就是这个人们眼中怪物,正在制作一种可以替代人力的并且可以加速破解密码效率的解码机,也就是代号“炸弹”的破译机。

这是一个由36个可以同时运行的恩格玛机组成的破译机,机器可以让转子高速运转,来对所有的可能性进行逐个的验算,从而找出规律。虽然这个机器解决了解码速度的问题,但是图灵还是不满意这个机器的运算速度。图灵必须找到一个进一步提高运算速率的机器,才能彻底突破二代的恩格玛机。

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于是他把注意力放在已经破获的密电上,试图在这里找到突破点。在他的不断分析之后,图灵终于发现纳粹德军在密码中多次重复使用的单词,其中关于天气和元首万岁的单词几乎每一封密电中都有提及,所以图灵意识到只要每天将这些出现的单词对应在当天的电文中,然后只破译这一个单词的加密规律,其实就可以获取纳粹德军每天所有电文的加密逻辑。经过反复的测试,大大减少了破译所需的计算量的这种方式,最慢只需要1小时,就可以破解纳粹德军所有的军事机密。时间来到1940年8月,图灵的“炸弹”破译机终于展现出了威力,图灵也凭借着天才般的能力只身破解了纳粹德国的军事密码系统。但是因为任务的特殊性,图灵的成就一直被掩盖着,以防德军有所察觉。

在1941年,德军的高层的军事密码系统突然发生了变化,整个编码逻辑变的更加复杂,破译机的效率大不如以前,图灵突然意识到德军二代恩格码的加密组合方式发生了变化,所以必须使用更有效率的破译机。这时图灵找到自己的老师马克思纽曼,共同开发制作更加大型的更有效率的破译机。不久之后,两人把比“炸弹”破译机更快的名字叫做“西斯鲁宾逊”的超级计算机制作了出来,在工程师托马斯弗劳尔的帮助下,又加速了计算机计算速度。就是这个机器在二战结束前,破译了希特勒的密电,使盟军成功绕开了德军重军把守的加勒海滩,选择了防守最为薄弱的诺曼底登陆,发起了对于纳粹德军的全面反攻,成功登陆的诺曼底的盟军一路势如破竹,在第二年就结束了欧洲主战场的主要战事。1945年5月7日德国纳粹无条件投降。

纵观整个二战,图灵一直是正义并且默默付出的那位保护神。丘吉尔说:它的研究扭转了欧洲乃至世界的格局,然而图灵做的这一切,在当时却是军事机密,鲜有人知晓。世人都知道丘吉尔拯救了欧洲,却不知丘吉尔的背后还有一位这样的天才默默付出,不过图灵对此并不在意的,他的研究仅仅是为了心中的正义和对真理的渴求。

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