二战期间德国密码是怎样被破译的呢 (图灵二战密码)
二战期间德国密码是怎样被破译的呢 (图灵二战密码)
敦刻尔克大撤退后，德国即将启动入侵英国本土，英国军情局在伦敦郊外的布雷奇利庄园设立了密码破译中心。在这里，有数百名工作人员参与破译德国军事行动的绝密情报。而这所庄园以及破译工作，同样也被英国政府列为最高机密，其代号就是"超级机密"。
正在英国人毫无头绪时，1938年，一位犹太人向英国情报人员透露，他曾是"艾尼格玛"的设计人员之一。英国人经过仔细甄别后，相信了他。这位犹太人真的复制出了一台"艾尼格玛"密码机，按照英国人的说法，这是仿制工程的奇迹，而这的确帮了英国人的大忙。
然而在1939年夏秋之际，德国人又改进了原先的密码机，复制品由此失去了效能，英国再次陷入困境。但波兰情报部门又出手解救了英国人。作为英国的盟国，波兰人将他们数年来对德国密码机的研究成果乃至新的密码机样机、已解密机器悉数交给了英国人。
仅仅一个星期后，纳粹军队就开进了波兰。这让英国密码破译专家诺克斯感动不已，他说："波兰此举，就像一名古代的骑士在倒下之前，将手中的利剑递给了战友。"
在布雷奇利庄园，除了诺克斯这位破译界名宿，还有一位数学界奇才——图灵。他毕业于剑桥大学，战后依靠对密码机的研究成果，他成了开创电子计算机时代的先驱者之一。
首先，他们从研制能模仿或能解释德国国防军每一个"哑谜"方式的机器入手，从而能推出所有德军主要司令部日日夜夜、成年累月发布命令时经常变换的编码程序。经过艰难攻关，英国人终于制成了具有上述功能的机器，将之命名为"炸弹"。
1939年底，"炸弹"破译出了德国密码，英国人欣喜若狂。从此，德军的秘密计划和行动方案，源源不断地从布雷奇利庄园传到军情六处孟席斯上校手中，再直接交到丘吉尔的案头。事实上，德军在"二战"期间的绝大多数行动，都没能瞒得过英国人，只不过英国人将情报来源一直掩饰得很好，始终没有引起对手的怀疑。
1940年7月2日，希特勒发布了第一组"海狮"作战计划，也即英国本土登陆作战计划。战役一开始，丘吉尔和空军参谋部就通过"超级机密"了解到德国空军的大部分——有时甚至是全部的计划。
针对德国空军司令戈林要求夺取制空权的指令，英国皇家空军制定了集中优势兵力打击敌人的方案。由于英国空军的飞机数量没有德国多，所以只能在适当时间、适当地方和适当高度，集中战斗机中队及主要防御力量，对付敌人的主攻力量。依赖预警雷达及破译的德国军事情报，英国皇家空军总能掐着纳粹空军到达的时刻精准升空拦截，而不需要时时空中巡逻防备德军突袭——英国空军由此大大减少了飞行员体力消耗及汽油等战略物资消耗。
1940年8月13日，苏塞克斯和肯特上空，80架德军"道尼尔 17"轰炸机群，以及更多数量的"容克 88"俯冲轰炸机，飞往不列颠腹地及海岸线执行轰炸任务。由于天空浓云密布，德军护航战斗机无法按计划起飞，轰炸机只好单独出击。
英国空军司令部事先已知晓德军行动计划，当在雷达上发现德国飞机后，立即启动早已就绪的作战方案……这次交锋，德国空军共损失飞机47架，另有80多架被击伤，而英国空军仅损失飞机13架。
在之前，波兰人就已经有这方面进展，提供给英国，逐步开发出密码机，图灵、571的密码机样品、艇上的机密文件对破译密码有帮助，不是主要作用，影视剧夸大了
有人说，顶级数学家的能力可以用“恐怖”来形容，那么，数学天才艾伦·麦席森·图灵与恩格尼码的对决就是这样一个“恐怖”过程。恩格尼码不是一个人，而是一个密码机。这个密码机在二战杀了很多人，而图灵就是这个密码机的终结者。
现在我们知道，这个世界的一切，都可以数字化，这就是计算机和人工智能的“本领”，因为它们可以把纯数学的符号与实体的世界联系起来。而最先开启这种联系的是一个伟大的名字~艾伦·麦席森·图灵。他被认为是电脑和人工智能之父，是一位数学奇才，也可以说是一位顶级数学大师。
二战中，纳粹德国发明了令人恐怖的“恩格尼码密码机”。
这个密码机有多厉害呢？它输入一个字母进去，出来的可以是任意一个字母，这样，即便盟军截获了这个密码，也不知所云，看到的是一堆乱码。而德军自己人，只要有相应的破译机，就能够很轻易的破译出来。
这种密码机颠覆了以往任何密码设置的方式，其密匙随机变化能力可达1.59x10^20种，也就是1.59万亿亿种可能。恩格尼码密码排除了人力破解的可能，因为任何一个人穷尽一生也数不出亿亿位数，更别说破解了。有人计算过，如果10个人穷尽一生每时每刻不眠不休都在验证这个密码的各种可能性，完全验证完至少需要2000万年。
因此英军只能眼睁睁的看着自己的军舰、飞机、士兵们不断大量损失，一筹莫展。英国情报部门把希望寄托在特立独行的数学家图灵身上，1939年9月，他们找到了图灵，招募他到英国外交部通讯处服务，主要任务就是破译恩格尼码密码。
图灵一接触这个密码，就知道破译这种密码依靠人力是无法完成的，他想起了自己1936年设计的“图灵机”，这是一种可以辅助数学研究的通用机器，在这台机器里，首次把纯数学的符号以逻辑的方式与外界联系起来，是计算机和人工智能的雏形。
图灵让战争提前两年结束。
1940年，图灵带领自己的团队，研制出了密码破译机“波比”（上图），又称“炸弹”，彻底破解了恩格尼码这个被德军认为固若金汤的密码机器，从而“治好了”盟军的“青光眼”和“白内障”，盟军从睁眼瞎到对德军动向了如指掌甚至毫发毕现，从而规避了德军的各种打击，反过来给予了德军不断沉重打击，战争的规则改变了，德军节节败退。
“波比”被列为最高机密，战后被全部销毁。盟军还采取了真真假假的迷惑战术，没有让德军知道他们的密码已被破译，因此时不时还要付出一些较小的代价换取更大的胜利，还有不少士兵为了掩护“波比”而牺牲，他们并不知道自己为何而死。但战争提前两年结束，挽救了多少士兵和平民的生命？
就像老美在日本放了两个原子弹，虽然直接和间接伤亡了几十万人，但提前促使日本无条件投降，避免了盟军进入日本本土作战，同样减少了数百万军民的伤亡。如果真要进入本土，咱中国也属盟军，当然也要派出军队进入，也要死很多人的。
德军正是在这种迷惑下，一直到战争结束，也没有发现自己的密码被破，因为他们太过自信自己的恩格尼码了，纳粹最终的覆灭很大程度是被图灵天才之手扼杀。
图灵成为英雄，但他的人生却以悲剧落幕。
由于图灵杰出的贡献，1945年，他被英国政府授予了最高的英雄奖项~大英帝国荣誉勋章（O.B.E.勋章）。这之后，图灵结束了自己在英国外交部的工作，回到了战前正在进行的理论计算机方面研究，试图研制出具体的计算机来。
从此，图灵开始了自动计算机的研究和设计，他写出了一份长达50页的ACE（通用计算机）设计说明书，后来的第一台ACE样机就是根据这个设计概念制造出来的。1949年，图灵成为了曼彻斯特大学计算机实验室副主任，负责最早真正意义上的计算机~“曼特斯特一号”的软件理论开发，由此，他成为世界上第一位把计算机实际用于数学研究的科学家。
1950年，图灵编写并出版了《曼彻斯特电子计算机程序员手册》，后来又提出了著名的“图灵测试”；1951年，图灵又发表论文《机器能思考吗》；1951年，他成为英国皇家学会会员，时年39岁；1952年，他辞去剑桥大学国王学院研究员职务，专心在曼特斯特大学从事研究，还担任了制造自动数字计算机的弗兰蒂公司顾问。
但好景不长。正当图灵潜心研究，事业将取得重大突破之际，由于被人迫害，让他的天才创造戛然而止。
与世俗不相容的性格缺陷，葬送了图灵的人生和事业。
1954年6月7日，图灵被发现死于家中的床上，床头放着一个被咬了一口的苹果，经过对苹果的检测，这个苹果被泡过剧毒的氰化物，结论是自杀身亡。22年后的1976年，美国出现了一个苹果公司，它将第一台个人电脑推向市场，颠覆了人们对电脑的使用方式，从而掀起了一场电脑革命，尤其是它们的手机，引领了世纪变革。
巧合的是苹果公司的logo就是一个被咬过一口的苹果，很多人认为这就是为了纪念电脑之父图灵而设计的，但有人认为，这只是一个巧合。不管怎样，这个小插曲也彰显了图灵的影响依然在人间。
图灵的死与他的性取向有关，作为一个同性恋者，在那个时代还是不被法律所容许的。图灵被自己的同性伴侣所害，受到法律制裁。这位图灵的性伴侣叫阿诺德·莫瑞，他们1951年结识并结为伴侣，没想到这是引狼入室。
有一次，图灵发现有人到家里盗窃，他选择了报警，结果这个盗贼正是莫瑞的同伙。审讯中，图灵与莫瑞的同性恋关系暴露，而莫瑞为了减轻罪责，让律师辩护是图灵怂恿引诱才使他堕落。由此图灵因同性恋被捕，他本来完全可以不承认这个“罪行”，但他宁折不弯的个性不允许他说假话，他不但承认有这事，还认为这是他自己的私事，并写了5页陈述报告，把事情交代得清清楚楚。
图灵的罪名被坐实，被判定具有“明显的猥亵和性颠倒行为”罪。法庭给了他两种选择，一是坐牢2年，另一种选择是化学阉割。他选择了后者，就是持续1年强行注射雌激素。于是他在药物的副作用下屈辱的活了一段时间，期间他经历了乳房不断发育等苦不堪言的折磨。最终，他选择了悄悄离开这个不容他的世界。他的人生和事业在他41岁时戛然而止。
最顶级的数学大师都不是常人，因此常被世俗所不容。
图灵当然也不例外。1912年6月23日，图灵在英国伦敦出生。其实他也是一个“留守”儿童，其父亲在印度工作，母亲随行，因此他从小就很少见到父母，只与哥哥约翰相依为命。或许是这种环境，导致了他从小就与众不同。
图灵性格孤僻，沉默寡言，讨厌琐事，具有拒绝交流的倾向，整天沉浸在自己的世界里。他头发凌乱，邋里邋遢，衬衫从裤子里耷拉出来，领带胡乱的缠在领子外面，扣子也常常扣错孔眼，甚至常常穿反鞋子，他认左脚右脚完全没有区别。他对事物的表达都是直通通的，好恶完全展示在人们面前。这就是青少年时期图灵留在人们心目中的印象。
他在学校对数学表现出明显的痴迷，而忽视了对基础课学习，因此他数学是学霸，而其他科目是学渣。他讨厌学校的制度，觉得这种制度约束并剥夺了他悠闲的生活，由此他差点被学校开除。学校给他的评价是：“他根本不知道什么叫恶劣的举止、肮脏的书写和混乱的图形”，“他不该再这么留在这个年级，这太荒唐了”等等。
他就是一个特立独行的人，他不是常人，因此这个以常人为主流世俗的世界很难容忍这种“异人”，他的木讷、偏执、骄傲或许正是他悲剧形成的因素。
但他的天才是毋庸置疑的，很早就显现出来。
图灵在15岁时就能够读懂爱因斯坦相对论，据说当时全世界只有300个人能闹明白。他为了帮助母亲理解相对论，写了一份详细的相对论内容提要，显示出很强的数学水平和科学理解力。中学时期，图灵独特的数学天才能力就使他获得了国王爱德华六世数学金盾奖章。
后来他的数学才华被一路发现和肯定。1931年，图灵考入剑桥大学国王学院，由于成绩优异而获得数学奖学金；1935年，他的第一篇数学论文“左右殆周期性的等价”发表在《伦敦数学会杂志》上，同一年，他还写出“论高斯误差函数”一文。这一年他才23岁，这些成就使他由一名大学生直接当选为国王学院的研究员，并于次年荣获英国著名的史密斯数学奖，成为国王学院最为显赫的毕业生之一。
世俗终于宽容了图灵，他以天才伟人形象定位于历史。
一代巨星过早陨落了，人们惋惜之余，并没有忘记这位纯粹的数学天才。2009年，英国计算机科学家康明发起了为图灵平反的在线请愿，很快，支持请愿的签名就超过3万人，英国政府时任首相戈登布朗由此发表了正式的道歉声明。
2012年，著名科学家斯蒂芬·威廉·霍金、保罗·纳斯（诺贝尔医学奖得主）、马丁·里斯（时任英国皇家学会会长）等致函时任英国首相戴维·卡梅伦，要求为图灵平反；2013年12月24日，英国司法大臣克里斯·格雷林向英国女王提出为图灵平反的要求，女王终于为图灵颁发了赦免令。
格雷林随后宣布：“图灵的晚年生活因为其同性取向而被迫蒙上了一层阴影，我们认为当时的判决是不公的，这种歧视现象如今也已经遭到了废除。为此，女王决定为这位伟人送上赦免，以此向其致敬。”
后来，英国宣布赦免了历史上所有过去因“严重猥亵法”而被定罪的同性恋和双性恋，并向1967年前因同性恋倾向而被定罪的人道歉，这个扭转世俗的法律改变被人们称为“艾伦·图灵法案”。
为了纪念图灵对计算机科学的巨大贡献，美国计算机学会于1966年设立了图灵奖，一年一次表彰在计算机科学中贡献突出的科学家，这个奖项含金量极高，被誉为计算机界的诺贝尔奖。2019年7月15日，英格兰银行行长马克·卡尼展示了以图灵头像为画面的新版50英镑纸币，并宣称在2021年底进入流通，这是一种殊荣。
图灵在科学、特别在数理逻辑和计算机科学方面的成就已被人们熟知，他被誉为计算机和人工智能之父。
由此，我们应该得到一个认识：
最顶尖的杰出人物一定不是世俗的，而世俗也不一定就是好的或者进步的。如果我们这个世界多一分宽容，也许图灵就不会死，他可能为人类进步作出更多的改变。
世界上还有许多科学家在过去和今天受到不公正的对待，而这些科学家正是改变人类文明进程，他们都可能是关系到人类未来存亡的一个齿轮，但愿这样的齿轮不要损坏太多，最终导致人类文明的崩溃。
如果本文能够引起1个人的思考，就没白写；如果能引起很多人的思考，则令人欣慰。谢谢大家的阅读，欢迎讨论。
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第二次世界大战期间图灵负责破译德国的密码，图灵是英国著名的数学家和逻辑学家，被称为计算机科学之父、人工智能之父，是计算机逻辑的奠基者，提出了“图灵机”和“图灵测试”等重要概念。曾协助英国军方破解德国的著名密码系统“谜”(Enigma)，帮助盟军取得了二战的胜利
情报，左右战争胜负之关键。 无论是冷兵器时代，还是现代战争，一条关键情报所起到的作用能够胜过千军万马。 第二次世界大战堪称是情报战争，可以说，改变战争走向的不是军备，甚至不是策略，而是情报。毕竟很多策略都是在情报的基础上制定的。 于是，反法西斯联军的胜利，除了要感谢做出英明决策的领导人，奋勇拼杀的士兵，还得感谢前线以及幕后的情报人员。其中一个人，是有着计算机之父，人工智能之父的Alan Mathison Turing，艾伦·麦席森·图灵。 电脑科技的鼻祖怎么和战争扯上关系呢？ 电影《模仿游戏》给出了答案。 在深入这部2015年奥斯卡热门影片之前，不妨先透过故事背景，了解真实世界中的艾伦·图灵，以及那段鲜为人知的二战历史。 《模仿游戏》采用的是非线性叙事，一开始就去到了1951年。不过主故事线是从1939年开始。 1939年9月1日，人类回想起了被战争所支配的恐惧。德国军队在那一天对波兰发起闪击战，第二次世界大战，爆发。 这时候的艾伦·图灵已经是个小有名气的数学家，被誉为英国数学领域的奇才，他 *** 到「 ”布莱奇利庄园”参加一个秘密项目，专门研究破译德国的密码通讯系统「 ”Enigma”。 「 ”布莱奇利庄园”里的秘密组织，就是英国 *** 通讯总部前身，相当于美国的国家安全局，与英国军情五处、六处合称为英国情报机构的「 ”三叉戟”。 有资料显示，1939年二战爆发时，布莱奇利庄园里的工作人员已经达到200人；到1943年，其规模超过了6000人。 ”Enigma「 ”，恩尼格玛密码机，则是电影中的终极BOSS，是一种用于加密与解密文件的密码机。 纳粹德国的军事通讯文件，大都用这种恩尼格玛进行加密和解密，尤其是高级机密，就算反法西斯联军截取了情报，面对一串天文数字也无可奈何。超过一亿亿种排列组合的可能性，没打错字，是「 ”10,000,000,000,000,000”，不是一亿，想靠「 ”暴力破解法”来逐一试验可能性，破解的可能性犹如花十辈子来买中一次彩票。 更让情报人员绝望的是，德国人每一天都会用不同的密码设置模式，也就是说，情报人员只有18小时的时间破译，因为第二天又得换一种新的方式重新来过。 总之，”Enigma「 ”犹如德国的一条加强版马奇诺防线，摆在了反法西斯联军的面前，所有人都认为它牢不可破。 电影中，图灵很快就意识到，光靠「 ”人力”，根本不可能完成任务。 于是他开始设想一种「 ”模仿游戏”，用机器去模仿人工运算。其他人在努力做数学题，他却自己一个人搞起了机械工程。 这好比数学课上做物理作业，领导很生气，图灵也受到了很大的阻碍。 「 ”阻碍设置”是《模仿游戏》成功的重点因素，不过本文先学习下历史知识，下一篇在谈电影剧本的优秀之处。 真实的历史中，图灵遇到的麻烦肯定也不比电影的少，只是现实和改编故事似乎有点不一样。 首先是机器，影片中由图灵一手策划打造的「 ”克里斯托弗”机器，俗称「 ”图灵机”，澎湃新闻的一篇报道，百度百科的资料都指出，实际上早在1938年底就有了，而且发明者也不是图灵，而是波兰的数学专家。机器的名字也不叫「 ”克里斯托弗”或「 ”图灵机”，而是La Bomba，「 ”炸弹”。 图灵是很天才，但「 ”用机器对付机器”的想法绝不只有他一个人才能想出来。正如中校所说，图灵并不是唯一擅长做「 ”游戏”的人。 图灵故事的开始之前，还有着一段非常重要的前史。现实中，如果没有这段前史，单凭图灵一个人，根本是不可能在短短几年内打败恩尼格玛。 电影中，这段前史通过中校的一句台词带过。 「 ”是波兰情报局从柏林弄回来的。” 恩尼格玛是德国发明家亚瑟·谢尔比乌斯于1918年成功发明，1926年德国方面就开始投入使用。对于德国这些不知所云的电文，英国等大国的情报部份纷纷宣告放弃破译，他们尝试过很多方法都毫无用处。 但德国的邻国波兰就不敢松懈了，他们没有放弃破译的工作。正当专家们一筹莫展之时，德国的一位知情人士把恩尼格玛机器的情报给了法国间谍，法国专家终于可以复制出一 *** 用的恩尼格玛来研究。 所谓知己知彼百战不殆，可是就算恩尼格玛弄到手，知道它的运行原理，法国人还是没能破解密码，于是他们只好把情报给了波兰人。 波兰人似乎要更聪明一些，他们通过复制出来的原型机找到了恩尼格玛的弱点，并制造了「 ”炸弹”机器用来破译。终于，波兰人真的成功破了一些恩尼格玛密码。 所谓道高一尺魔高一丈，有所察觉的德国人升级了恩尼格玛，波兰人又懵逼了。1939年4月27日，德国撕毁同波兰签订的和平条约，波兰方面赶紧把研究成果交给同盟国，结果，一位作家把一台波兰制造的恩尼格玛回了英国。 大概就是电影中出现的那一台机器。 所以感谢图灵的同时，也必须记得三位波兰数学家的代表人物，马里安·雷耶夫斯基、杰尔兹·罗佐基和亨里克·佐加尔斯基，以及那些不知名的工作人员，他们为破译恩尼格玛做出了重大贡献。 只可惜，波兰人的研究还没来得及完全成功，德国人就在1939年9月发起侵略战争，不到一个月时间，就把波兰给灭了。 既然得到了波兰人的研究成果，英国布莱奇利庄园这边的方向应该很明确才是。所以《模仿游戏》中只有图灵一个在研究机器的情节不一定真实，特别是他说要花10万英镑造机器的点子，知道内情的领导肯定不会反对，因为波兰人就是通过机器破解的密码，别说10万，100万他都不会拒绝。 事实上，图灵只是整个恩尼格玛漫长破译历程的最后一步，如果直接搜索关于恩尼格玛的资料，图灵的名字并不是排在最前面，也不是出现次数最多的。 在休·怀特摩尔创作的戏剧「 ”破译密码”把图灵视为二战中帮助英国破解恩尼格玛机的密码的最大功臣之后，图灵在这方面的贡献才得到了一定的加强。 如果不是一部《模仿游戏》，可能更多的人还不知道这位天才曾经在英国的情报机构上过班，用另一种方式参与过第二次世界大战。 图灵确实在整个破译过程中起到了关键作用，他根据波兰人的研究成功，用自己的理论，升级了「 ”炸弹”破译机器。电影里也不否认他是从老的「 ”波兰编码机”中受到启发。 依照图灵理论制造的新炸弹机投入使用后，英国破解恩尼格玛如鱼得水。两年内，英国就造了大约50台「 ”图灵炸弹机”。 恩尼格玛，至此被彻底打败。 与电影的描述相同，布莱奇利庄园里所有相关破译人员没有立刻得到表彰，反法西斯联军也为了不让德国人发现已经成功破译，不得不「 ”装不知道”，做出了很多牺牲。 几十年后，普罗大众才知道，布莱奇利庄园对恩尼格玛的成功破译，至少使得战争提前两年结束，并至少挽救了1400万人的生命。 《模仿游戏》与历史的情况基本相符，只是为了要突出主角，个别情节做出了修改，并且大大渲染了图灵的功劳。看完电影后，真的好像是图灵凭借一己之力扭转了整个二战的局势。只是理性地思考一下，事实肯定不是这样的。 而对于图灵性格孤傲，与同事相处很不愉快，这是确实存在的。对他性取向问题的描写，不仅迎合事实，还提升了影片的情感深度。 1952年，图灵家中遭遇盗窃，警察因此发现他是同性恋者。那时候，同性恋在英国是违法行为，图灵被控以「 ”明显的猥亵和性颠倒行为”的罪名。也就是《模仿游戏》开头的情节，只不过电影里的时间写的是1951年。 二战的功劳还不能公开，图灵只好默默接受了「 ”化学 *** ”的处罚。他的人生也从此一蹶不振。 17世纪，一个苹果启发了「 ”经典力学之父”牛顿发现万有引力； 20世纪，一个苹果却杀死了「 ”计算机之父”艾伦·图灵。 1954年6月7日，图灵服食了一个带有氰化物的苹果，在家中床上去世，享年41岁。 人们发现暴力带来深深的满足感，但除去这些满足感，暴力行为会变得非常空洞。——《模仿游戏》
