英格玛,英文名字Enigma,希腊语中“谜”的意思,是二战时期德国用于加密军事机密的密码机。在二战期间,英格玛可谓大放异彩,是当之无愧的“隐匿之王”,盟军与德军双方围绕英格玛展开多轮殊死搏斗,最终以盟军**英格玛机和德国战败告终。
英格玛的历史
最早的机械密码机大约诞生于1918年,从那之后不断升级改造,产生了诸多后续机型和旁支机型,德国人Arthur Scherbius于1919年设计出了转轮密码机—Enigma,并申请了专利,Enigma在诞生后的几年时间里却无人问津,一方面因为当时的人们缺乏密保意思,还不能理解密码机的重要性,另一方面也因为Enigma售价昂贵,一般的人是买不起的,然而德国军方既有钱又有加密的需要,随着德军对加密工作的重视,德军随后大量采购Enigma并装配德军的陆、海、空三军,闪电战以及无限制潜艇战都要靠Enigma进行加密保证,自从Enigma装配德军,盟军方面就再没有破译出德军特别有用的信息。
图 1 Enigma
1928年,出现了转机,德国驻波兰使馆的一个丢失的邮包落入波兰情报部门,而邮包里就是一台Enigma。之后的1931年,供职于德国国防部密码局的施密特先生,将Enigma的操作流程,核心原理,和设计细节等相关文件泄露给法国情报人员,法国情报人员又在之后将这些资料和英国以及波兰方面进行了交流。当然,有了Enigma样机,有了操作流程,还是没办法对其进行破译,因为Enigma本身代表着当时加密的最新理念:即便算法(加密机器,加密流程)泄露,在没有**(加密设置)的情况下,也不可以破译,相当于把一台Enigma放在你面前,告诉你怎么用,你还是破译不了。
由于地缘政治因素,20世纪30年代波兰密码学家率先对德国使用的Enigma密码进行了系统性的研究和破译。在破译过程中,雷耶夫斯基首先发现了指标组的漏洞(指标组是经过**加密的,而且前后是一样的字符,因此会暴露**的信息),在分析大量的密文后,可以计算出转轮的配置连线情况。随后他发现了所谓的“字母循环圈”,即将一个字母输入,再将得到的字母反复输入,最终会回到这个字母本身。雷耶夫斯基从数学上严格证明,在使用同一**加密的情况下,字母循环圈的个数及其分别包含的字母个数是固定的,不随字母的两两交换而变化。字母的两两交换……是的,这相当于屏蔽掉了连接板的功能,相当于将Enigma总换字表数缩短了100391791500倍,相当于Enigma有效加密只有105456张换字表!。雷耶夫斯基等人在二战期间破译了大量来自德国的信息,他们的工作成为整个二战期间盟国破译德军Enigma密码的基础。雷耶夫斯基与波兰数学家杰尔兹·罗佐基和亨里克·佐加尔斯基并称为密码研究领域的“波兰三杰”。
图 2 波兰三杰
波兰密码破译在当时达到了很高的水平,但可惜波兰过早地被德军占领,以致于密码机构难再运转,这时波兰军方找到了密码破译的盟友—英国和法国。波兰方面将自己的成果移交英法方面,英法相关人员见到波兰人的成果目瞪口呆,遂着手Enigma的破译,怎奈法国不久破亡,最终破译Enigma的重任也就压到了英国人肩上。
图 3 艾伦•图灵
当波兰人将重任传递给英国人时,英国人以极高的效率开始了工作。布莱奇利庄园,一个密码破译的**之地,位于离伦敦只有几十公里的小镇上。无数的天才就是在庄园里的棚屋中夜以继日为攻破Enigma而奋斗,而这些天才中就有一位叫艾伦•图灵的,他是现代计算机理论之父。英国人在艾伦•图灵的带领下,通过寻找德国人在**选择上的失误,并成功夺取德军的部分密码库,获得**,以及进行选择明文攻击等手段,**出相当多非常重要的德军情报,并最终破译 Enigma,一代 “隐匿之王” 就这样谢幕。
参考文献
1,https://github.com/guoshijiang/Cryptography_anyone_can_understand/blob/master/history/README.md
2,https://bbs.pediy.com/thread-90402.htm
3,https://blog.csdn.net/xiaogugood/article/details/17922857
- - -The end- - -
你可能喜欢
三行科创微信公众号欢迎投稿,提供线索
稿件聚焦数学、逻辑,数学工程,数学文化等领域
一经采用,我们将奉上酬劳
投稿邮箱:[email protected]
商务合作:17521754388
加入交流群,添加微信:melite01(备注 交流群)