恩尼格碼機的加密及破譯過程

如果說起二戰裡最難破解的密碼體系，莫過於是德國人的恩尼格碼密碼機，這種德國人在1926年大規模投入使用的密碼機能夠把電報加密成一張難以理解的“天書”，任何截獲通訊的人在不掌握金鑰的情況下，所能拿到的都是一份無法理解和破譯的“天書”，這一度讓英、法等國的情報部門束手無策，不知道該如何對抗。但在波蘭這個小國，其情報部門卻成功破譯了恩尼格瑪機，成為了在戰前唯一破譯恩尼格碼密碼機的存在。

恩尼格瑪機的原理並不是很複雜，它能夠進行如此程度加密的原因，歸功於它內部的“轉子”，它的作用在於將電報內容進行替換，一個字母在明文的不同位置時，可以被不同的字母替換，而密文中不同位置的同一個字母，又可以代表明文中的不同字母，這種加密方式在密碼學上被稱為“複式替換密碼”。但這樣很被破譯者發現規律，所以德國人又增加了兩個轉子進去，這樣電報內容就被進一步加密了，破解難度幾何級增加。

同時，恩尼格碼密碼機裡還有一個小裝置，這東西叫做“反射器”，它的作用就只有一個，那就是讓解碼過程完全復刻了編碼過程，那麼破解難度又被進一步增加了。也就是說，一篇明文的電報內容，在經過恩尼格瑪密碼機的加密之後，立刻就變成了一封誰也看不懂的天書。除非你握有另一個恩尼格瑪密碼機，並且同時擁有密碼本，否則幾乎不可能破解德國的任何一封電報。很不幸，當時所有人都在忙於研究規律，試圖硬性破解德國人那些被加密了的“天書”，沒有任何人想到這一關鍵。

那麼，波蘭人是如何破解它的呢？他們非常幸運，那就是他們一開始就知道了恩尼格瑪機裡最關鍵部件的存在。時間回到1931年11月，德國通訊部門密碼處的負責人漢斯·提羅·施密特出售了一份有關於恩尼格碼密碼機的轉子和操作方式的情報，這份情報最後落到了波蘭人手裡，波蘭人意識到他們犯了大錯誤，他們之前所有的努力都錯了方向，如果要破解恩尼格瑪密碼機，他們首先需要一個相同的密碼機。

這種東西自然是可遇不可求的，但大意的德國人很快就給了波蘭人機會。在不久之後德國駐波蘭大使館收到了國內送來的商用恩尼格碼密碼機，但是東西到的那天是週六，大使館裡一個人都沒有，所以這東西也就滯留在了郵政系統裡。波蘭情報部門趁機就把這東西給拆解後重新組裝回去，期間還對每一個零件進行了測繪和拍照，回去後就按照測繪資料仿造了一個恩尼格瑪機。

雖然這不是軍用的恩尼格瑪密碼機，僅僅是一個商用版本，但是它的意義仍舊重大，可以讓波蘭密碼處更好的揣摩恩尼格碼密碼機的加密過程。而波蘭的三位著名數學家，號稱“波蘭三傑”的馬裡安·雷耶夫斯基、傑爾茲·羅佐基和亨裡克·佐加爾斯基在截獲了大量德國加密電報後，發現了這些電報中的字母重複規律，每天電報中出現的重複字母，就是轉子的迴圈圈，而這個迴圈圈就是恩尼格碼密碼機當日的金鑰。

而根據這個迴圈圈，他們也發現了恩尼格瑪機另一個重要的規律，雖然迴圈圈就是當日的金鑰，其位置是初始方向和字母置換形成的，可它的迴圈圈的個數和長度，完全是由轉子自己決定的，和連線板上的字母置換毫無關係。而最後在計算了轉子、交換器、連線板等部件的影響之後，波蘭三傑確認了恩尼格碼密碼機當時的金鑰是多少個了，總共105456個金鑰。

雖然這個金鑰數量還是十分巨大，可它已經是一個可以靠人力破譯的範圍了，在透過使用字母置換矩陣的驗證方式後，波蘭密碼處在1933年成功破解了德國的恩尼格碼密碼機。雖然說期間德國人還改動過恩尼格碼密碼機內部的連線，導致了波蘭密碼處一度破譯工作停滯，但是波蘭密碼處的波蘭三傑也針鋒相對地製作了一種可以自動驗證密碼的機器，六個組合就是一個自行破解恩尼格碼密碼機的破譯工具，而這也就是後來大名鼎鼎的“炸彈”。

從1933年至1938年末，波蘭密碼處破解了德國十萬條加密電報，對於波蘭瞭解德國動向有十分巨大的幫助。但很不幸的是，因為1938年底德國修改了恩尼格碼密碼機，向內部增加了兩個轉子和16根連線，舊日的破解方式和“炸彈”失去了作用，恩尼格瑪密碼機發出的加密電報，又一次成為了天書。這讓波蘭密碼處的工作幾乎前功盡棄，但還不等他們重新完成對升級後的恩尼格碼密碼機進行破譯工作，波蘭戰役就爆發了。

之後的事情我們很清楚，波蘭在波蘭戰役中落敗，但是波蘭三傑的工作成功卻沒有就此埋沒，他們將自己的工作成果和全部資料交給他們的英國同行，希望英國情報部門能夠以此為基礎破解德國的密碼體系和恩尼格碼密碼機。而也正是波蘭三傑的幫助和饋贈，促成了英國密碼局——40局在二戰中的輝煌，也促成了艾倫·麥席森·圖靈在二戰中的高光時刻。