图灵机是怎么回事 (图灵的超级密码)
图灵机是怎么回事 (图灵的超级密码)
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对于每一个行业和领域来说，几乎都存在一两项令其领域内所有人视为“终极荣誉”的大奖，例如电影业的奥斯卡奖、新闻领域的普利策奖，数学领域的沃尔夫奖和费尔兹奖等等。随着计算机通讯业的迅猛发展，“图灵”这个词频频出现在各个场合，尤其是去年比尔.盖茨携微软高层人员来华一行，期间多次提到“图灵奖”一词，而且大家对获得该奖项的人士更是恭敬有加，好奇之余，我便查阅资料，不想却发现了许多趣事，于是写来与大家分享。
“图灵（Turing）奖”是美国计算机协会（ACM，Association for Computer Machinery）干 1966年设立的，专门奖励那些对计算机科学研究与推动计算机技术发展有卓越贡献的杰出科学家。设立的初衷是因为计算机技术的飞速发展，尤其到20世纪60年代，其已成为一个独立的有影响的学科，信息产业亦逐步形成，但在这一产业中却一直没有一项类似“诺贝尔”、“普利策”等的奖项来促进该学科的进一步发展，为了弥补这一缺陷，于是“图灵”奖便应运而生，它被公认为计算机界的“诺贝尔”奖。
“图 灵”为 何 如 此 幸 运
不少人梦寐以求的国际计算机的最高奖项——图灵奖，为何它如此幸运，真是说来话长。
阿兰·图灵（Alan Turing），1912年6月23日出生于英国伦敦，他被认为成二十世纪最著名的数学家之一，谁也没有想到他的名字会和计算机产业挂钩。
20世纪的数学界正在热烈的讨论本世纪最伟大的科学发现之一 ——昆特.哥德尔的不完全性定理，在那以前，数学家们总认为，一个数学问题虽然要找到答案也许会很困难，但理论上总有一个确定的答案，一个数学命题，要么是真的，要么是假的。而哥德尔的不完全定理指出：在一个稍微复杂一点的的数学公理系统中，总存在那样的命题，我们既不能证明它是真的，也不能证明它是假的。数学家们大吃一惊，发现以往大家认为绝对严密的数学中，原来有令人如此不安的不确定性。每个逻辑学家都在苦苦思索，试图为陷入了危机的数学找到一条出路，这些逻辑学家包括当时在剑桥的贝特朗.罗素( Bertrand Russell ) 、阿尔弗雷德.怀特海（Alfred Whitehead）、路德维格.维特斯根坦 ( Ludwig Wittgenstein) 等著名的逻辑学家。这时的图灵正在剑桥求学，他也同样为此问题陷入了困境。
1936年，图灵作出了他一生最重要的科学贡献，他在其著名的论文《论可计算数在判定问题中的应用（On Computer numbers with an Application to the Entscheidungs -problem）》一文中，以布尔代数[i]为基础，将逻辑中的任意命题（即可用数学符号）用一种通用的机器来表示和完成，并能按照一定的规则推导出结论。这篇论文被誉为现代计算机原理开山之作,它描述了一种假想的可实现通用计算的机器，后人称之为“图灵机”。
这种假想的机器由一个控制器和一个两端无限长的工作带组成。工作带被划分成一个个大小相同的方格，方格内记载着给定字母表上的符号。控制器带有读写头并且能在工作带上按要求左右移动。随着控制器的移动，其上的读写头可读出方格上的符号，也能改写方格上的符号。这种机器能进行多种运算并可用于证明一些著名的定理。这是最早给出的通用计算机的模型。图灵还从理论上证明了这种假想机的可能性。尽管图灵机当时还只是一纸空文，但其思想奠定了整个现代计算机发展的理论基础。
1945年，图灵被调往英国国家物理研究所工作。他结合自己多年的理论研究和战时制造密码破译机的经验，起草了一份关于研制自动计算机器（ACE：Automatic Computer Engine ）的报告，以期实现他曾提出的通用计算机的设计思想。通过长期研究和深入思考，图灵预言，总有一天计算机可通过编程获得能与人类竞争的智能。1950年10月，图灵发表了题为《 机器能思考吗？》的论文，在计算机科学界引起巨大震撼，为人工智能学的创立奠定了基础。同年，图灵花费4万英镑，用了约800个电子管的ACE样机研制成功，它的存储容量比爱尼亚克[ii]大了许多。在公开演示会上，被认为是当时世界上速度最快、功能最强的计算机之一。图灵还设计了著名的“模仿游戏试验”，后人称之为“图灵测试”。该实验把被提问的一个人和一台计算机分别隔离在两间屋子，让提问者用人和计算机都能接受的方式来进行问答测试。如果提问者分不清回答者是人还是机器，那就证明计算机已具备人的智能（1993年美国波士顿计算机博物馆举行的著名的“图灵测试” [iii]充分验证了图灵的预言）。
这让我想起前几年IBM公司研制的计算机“深蓝”与国际象棋世界冠军卡斯帕罗夫进行的那场人机大战，最终以“深蓝”战胜卡斯帕罗夫而宣告结束，让我们不得不佩服图灵的天才预言。
现代计算机之父冯·诺依曼[iv]生前曾多次谦虚地说：如果不考虑巴贝奇[v]等人早先提出的有关思想，现代计算机的概念当属于阿兰·图灵。冯·诺依曼能把“计算机之父”的桂冠戴在比自己小10岁的图灵头上，足见图灵对计算机科学影响之巨大。
毒 液 浸 透 苹 果，如 睡 之 死 渗 入 ……
身为一名数学家, 图灵模型研制计算机的梦想在第二次世界大战的爆发中粉碎。当时，德国法西斯正对英伦三岛狂轰滥炸，图灵的祖国危在旦夕,怀着一腔报国热情，图灵前往英国外交部承担“超级机密”研究工作，即主持对德军通讯密码的破译工作。图灵便和历史上著名的布莱奇利公园以及加密电子机械装置ENIGMA联系在了一起。
ENIGMA是德国发明家亚瑟.谢尔比乌斯（Arthur Scherbius）发明的一种加密电子器,它被证明是有史以来最可靠的加密系统之一，二战期间它开始被德军大量用于铁路、企业当中。英国第40局（英国 *** 负责破译密码的间谍机构）开始恐慌，因为出现了大量他们无法破译的电文。在整整13年里，英国人和法国人都认为ENIGMA是不可破译的。针对这一情况，40局新设了它的机构——英国 *** 代码及加密学校（GCCS ,Government Code and Cipher School），总部坐落在白金汉郡的布莱奇利公园。在布莱奇利公园有一大批为破译ENIGMA作出卓越贡献的人们，图灵无疑是他们当中最值得叙述的一个。图灵发明了绰号为“炸弹” （Bombes）的解密机器，他被看成一位天才解密分析专家。战争结束，布莱奇利公园被关闭，“炸弹”被拆毁，所有战时有关密码分析和破译的档案资料都被销毁，直到1967年波兰出版第一本关于波兰破译ENIGMA方面的书，以及1974年温特伯坦姆写的《超级机密The Ultra Secret》一书出版，人们才知道图灵在分析解密方面的贡献。
1938年迪斯尼公司著名的动画片《白雪公主和七个小矮人》上映，图灵也观看了这部影片，在后来的日子里，他的同事常常听见他哼电影中巫婆王后泡制毒苹果的台词：“毒液 浸透苹果如睡之死渗入……”而图灵的一生正是在这首歌词中结束。
图灵在他生命的最后时光，没有机会看到自己被当作一个解密英雄来尊敬，相反，由于他同性恋的性倾向而倍受折磨。1952年因小偷入室行窃，图灵向警察报了案，但他却忘了向警察掩藏他和另一位男士同居的事实，同年他被警方逮捕，以“有伤风化罪”罪名遭到起诉，并被判为有罪。而这期间，他不得不忍受报纸媒体对他案件的公开全面报道。性倾向被公开，私生活曝光于大众， *** 也取消了他情报部门的工作。他的脾气变的躁怒不安，性格阴沉郁悒。1954年6月8日，人们在图灵的寓所发现了他的尸体。他在自己的住处服用沾过氰化物的苹果而自杀。临死的前夜，也许图灵的耳边还回响着那首歌：“毒液浸透苹果如睡之死渗入……”
迄今为止，作为计算机界“诺贝尔奖”的图灵奖已走过了36个春秋。40多位图灵奖得主均对计算机科学与技术的发展创新做出了杰出贡献。他们在珍惜自己所获崇高荣誉的同时，也深切怀念阿兰·图灵这位在计算机创新史上永放光芒的先驱。
密码主要用于军事，无论古今中外，概莫能外。据《六韬》所载，3000年前由姜子牙发明了“阴符”，这就是最初的密码。后被广泛运用于我国古代维护国家安全的军事活动和情报活动中。
相传姜太公带领的周军指挥大营被叛兵包围，情况危急。姜太公令信使突围，他怕信使遗忘机密，又怕周文王不认识信使，耽误军务大事。于是就将自己珍爱的鱼竿折成数节，每节长短不一，各代表一件军机，令信使牢记，不得外传。
信使回到朝中，文王令左右将几节鱼竿合在一起，亲自检验。他辨认出是姜太公的心爱之物，便亲率大军解了姜太公之危。事后，姜太公妙思如泉涌，他将鱼竿传信的办法加以改进，便发明了“阴符”。后来又演化成皇帝和大将各执一半的“虎符”，作为调兵遣将的凭证。
宋朝时，官方便将常用的40个军事短语，分别用40个字来代替，然后编出一首40个字的诗，作为破译的“密码本”。到了明朝，戚继光发明了反切码，他还专门编了两首诗歌，作为“密码本”。这两首诗歌是反切码全部秘密所在，它使用汉字注音方法中的“反切法”，取声母和韵母按照顺序进行编号，再进行读取。其原理与现代密电码的设计原理完全一样，但却比现代密码更难破译。
那么西方的情况又是如何呢？
在古希腊，人们用一条带子缠绕在一根木棍上，沿木棍纵轴方向写好明文，解下来的带子上就只有杂乱无章的密文字母。解密者只需找到相同直径的木棍，再把带子缠上去，沿木棍纵轴方向即可读出有意义的明文。
公元前1世纪，凯撒密码被用于高卢战争中，这是一种简单易行的单字母替代密码。战前凯撒设计了一种对重要的军事信息进行加密的方法，即使这些信息被截获，敌方也不一定能看懂。其实，凯撒密码字母移位的位数就是一种简单易行的单字母替代密码。密码轮是利用凯撒密码来应用的，通过把字母移动一定的位数来实现加密和解密。
计算机因解码而诞生
工业革命后，密码学也进入了机器时代、电子时代。上世纪20年代，人们发明了各种机械设备来自动进行加解密，于是就出现了密码机。因为大多数密码机使用连线接通各个机械转轮，实现密码代换，所以也称之为“转轮机时代”。
世界上最著名的密码机是德国在第一次世界大战时发明的“谜”。
“谜”是世界上第一部机械密码机，其工作原理奠定了当今计算机加密的基础。这种密码融数学、物理、语言、历史、国际象棋原理、纵横填字游戏等为一体，被希特勒称为“神都没办法破译的世界第一密码”。一份德国报告称：“谜”能产生220亿种不同的密钥组合，假如一个人日夜不停地工作，每分钟测试一种密钥的话，需要约4.2万年才能将所有的密钥可能组合试完。
二战期间，“谜”被德军大量用于铁路、企业当中，令德军保密通讯技术处于领先地位。
盟军在破译“谜”密码过程中，吸纳了大批语言学家、人文学家、数学家、科学家加入解码队伍。电脑之父图灵， 1912~1954）也在其列。在图灵的领导下，这支优秀的队伍设计了人类的第一部电脑来协助破解工作。1939年8月，解码队伍完成了一部针对“谜”型机的密码破译机，每秒钟可处理2000个字符，绰号叫“炸弹”。半年后，它几乎可以破译所有被截获的德国情报，这使得德国的许多重大军事行动对盟军都不成为秘密。
虽然计算机因破译密码而诞生，而计算机的发展速度远远超过人类的想象。上世纪70年代，三位科学家和电脑专家设计了一个世界上最难破解的密码锁，意图利用长长的数学密码，保护储存在电脑数据库里的绝密资料，例如可口可乐配方、核武器方程式等。他们宣称，人类要想解开他们的密码，需要4万亿年。
当然，编制密码锁的三位专家没有想到，科学会发展得这样快。仅仅过了17年，世界五大洲600位专家利用1600部电脑，并且借助电脑网络，埋头苦干8个月，终于攻克了这个号称千亿年难破的超级密码锁。结果发现，藏在密码锁下的，并非可口可乐配方、核武器方程式，而是这样一句话：“魔咒是神经质的秃鹰。”
密码的民用不到30年
你恐怕没有想到，这样一个密码算法竟让发明者接受了长达5年的审判。因为，那时的密码还由军方垄断。1991年，美国学者齐默尔曼设计出一种经济而有效的产品。当时，美国法律规定，密码算法属于军火，但齐默尔曼还是铤而走险免费发放了这些加密软件。齐默尔曼被美国海关当局起诉的罪名是：“非法出口军火，给敌对国家和恐怖分子提供进攻美国的工具。”
当时，执政者认为，密码算法的广泛应用给恐怖分子、贩毒集团以可乘之机。而支持加密公众化的公民和密码学家认为，人们亟须使用密码来保护个人隐私。
随着电子商务的发展，大的商业公司也加入进来，他们需要强大的密码算法使他们能在网络时代保证业务的安全。经过5年的斗争，克林顿政府被迫更改了法律，大陪审团也放弃了对齐默尔曼定罪的想法。
随着网络时代的到来，密码成了现代都市生活中最普遍运用的个人信息认证手段，它以最简单的数字组合方式，取代各种烦琐的个人认证方法。
1993年，银行业务实行电脑联网。其中，与个人关系最紧密的是活期存款，银行从那时开始让储户设置个人密码。为了方便记忆，身份证的后几位数、生日、电话号码、门牌号等，是那时候老百姓最常用的密码。1996年，全国银行系统普及了密码的使用和设备更新。1999年开始，银行存取款必须使用密码就变成了硬性规定。现在，多数银行只要输入密码，凭存折或储蓄卡，就能进行5万元以下的支取，无需身份证。
2000年前后，国内各大网站开始大规模开发电子邮箱，那时候网站对邮箱密码的要求并不太严格，规定只要三个字符以上即可，有许多人就用ABC、123等做密码。在收到了用户邮箱被盗的反馈后，网站将密码最少数位提升至6位。现在这些以数字和字母搭配的“软密码”也越来越不安全了。例如，前不久国内就有某大型网站被黑客侵入，泄露客户的大量隐私。
目前大多银行等涉及高隐私的部门都开发出针对自己安全系统的“硬密码”，即非要在客户端插上一个类似于U盘那样的“密码”，然后再输入相应的软密码才能登录相应的网站。
经过数千年的演化，我们又回到了“虎符”的年代，只不过现在的虎符是电子的了。
英纳格玛(ENGMA)是由德国发明家亚瑟·谢尔比乌斯(Arthur Scherbius)，被誉为“超级密码”，并使密码编译从人工手写时代跨越到了机器操作时代。并且为德国在二战时期的密码加密做了不小的贡献。
英纳格玛(ENGMA)又称恩格尼码，在所有用于军事和外交的密码里，最著名的恐怕应属第二次世界大战中德国方面使用的ENIGMA（读作“恩尼格玛”，意为“谜”）。
扩展资料
恩格尼码的诞生：
直到第一次世界大战结束为止，所有密码都是使用手工来编码的。直截了当地说，就是铅笔加纸的方式。在我国，邮电局电报编码和译码直到很晚（大概是上个世纪八十年代初）还在使用这种手工方法。
手工编码的方式给使用密码的一方带来很多的不便。首先，这使得发送信息的效率极其低下。明文（就是没有经过加密的原始文本）必须由加密员人工一个 一个字母地转换为密文。
考虑到不能多次重复同一种明文到密文的转换方式（这很容易使敌人猜出这种转换方式），和民用的电报编码解码不同，加密人员并不能把 转换方式牢记于心。转换通常是采用查表的方法，所查表又每日不同，所以解码速度极慢。
而接收密码一方又要用同样的方式将密文转为明文。其次，这种效率的低 下的手工操作也使得许多复杂的保密性能更好的加密方法不能被实际应用，而简单的加密方法根本不能抵挡解密学的威力。
解密一方当时正值春风得意之时，几百年来被认为坚不可破的维吉耐尔(Vigenere)密码和它的变种也被破解。而无线电报的发明，使得截获密文易如反掌。无论是军事方面还是民用商业方面都需要一种可靠而又有效的方法来保证通讯的安全。
1918年，德国发明家亚瑟．谢尔比乌斯(Arthur Scherbius)和他的朋友理查德．里特(Richard Ritter)创办了谢尔比乌斯和里特公司。这是一家专营把新技术转化为应用方面的企业，很象现在的高新技术公司，利润不小，可是风险也很大。
谢尔比乌斯 负责研究和开发方面，紧追当时的新潮流。他曾在汉诺威和慕尼黑研究过电气应用，他的一个想法就是要用二十世纪的电气技术来取代那种过时的铅笔加纸的加密方 法。
亚瑟．谢尔比乌斯 谢尔比乌斯发明的加密电子机械名叫ENIGMA，在以后的年代里，它将被证明是有史以来最为可K的加密系统之一，而对这种可K性的盲目乐观，又使它的使用者遭到了灭顶之灾。
参考资料来源：百度百科——恩格尼码
可以说我对关总的感觉很，，，，一言难尽，他的的性格，他在和天和相处时的表现。。。。真的是个闷葫芦，我也清楚天和当时的确是没有他成熟，但在天和的角度来看，我总是觉得天和在一次次等待中失望，被磨干，虽然后来天和也想明白了这个问题，但这种相处我只觉得很闷，喘不过气，关总太闷了，而且也太犟了，太倔了，真的是自己作出的决定无论如何都不会改变，这样真的我觉得很难受。整部小说我是非常郁闷的看完的。不得不说，人物刻画，还有感情发展都写得很好很好，的确和母鸡以往的风格有所不同。。。但我看得也很费劲。关总的心里活动描写很少，但我觉得这样有助于关总的人物塑造，我们在看的时候也会有更多自己理解这个人物的空间。
关总真的太闷了。。。。又犟，其实我更希望是普罗陪伴天和，天和与关总的过去有快乐的时候，也有难过的时候，但其中难过的时期给我印象是最深的，本人的性格是最怕那种漫长的等待，漫长的等待后消磨了期待，而关总的性格。。。。关总也不想总让天和等，但我觉的他显然是以“为了天和与自己的以后”为前提，而对事业非常用心。
关总一直深情，但他的性格真的让我。。。。。唉。总之就是，太难以让他做出什么咱们希望看到的情节。我是憋着一口血看完的，真的。
或许不到年纪的人还真就看不下去了，因为。的确是非常磨人的一段感情，我还从未在看了哪部小说以后发表如此长的评论。
故事是写得非常好的，但我内心却有些觉得，如果天和没有和关越复合，就好了。虽然会有遗憾，毕竟他们曾经度过足以让两人此生都无法忘怀的日子，但我觉的这段感情带来的折磨也够大了，天和若是没有和关越复合，即使一辈子不再重新和任何人开始，也有普罗陪着他。虽然普罗的爱意无法追溯到底从何而来，但有“人”陪着天和就好，关越太闷了。
咳，不过既然最后破镜重圆了，也好。。。。。
但从今以后或许我要对“破镜重圆”这个词有新的认识了，因为有些感情或许该断还是断了的好
在布莱切利园中，德国海军的恩尼格玛密码一直被认为是最难以破解的。
德国海军历来极其重视无线通信的可靠性和保密性，就是他们率先使用了恩尼格玛机来加密。而且，德国海军还频繁地在结构和操作方式上对恩尼格玛机进行改进，以确保它无懈可击、牢不可破。
第二次世界大战前夕，德国陆军和空军将恩尼格玛机的转子从3个增加到了5个，而德国海军则是继续增加到了7个，最后更是丧心病狂的增加到了8个。
而且，德国海军还使用了与陆军及空军不一样的新操作规程，主要包括两个方面：
一、增加“密钥手册”，规定每天0点更新初始参数。
（a）选择8个转子中的3个并规定其基左中右位置；
（b）设定各转子的内外轮之间的相对位置；
（c）设定接线板上的10对接线；
（d）设定3个转子的初始位置。
二、采用“双字替换表”
（a）发报前，先从密钥手册中选3个字母，比如ABC，作为密钥，然后把恩尼格玛机的3个转子调到当天规定的初始位置，输入ABC，假设得到FTN，再把转子调到FTN的位置，开始加密正式电文；
（b）再从密钥手册中选另一组字母，比如XYZ，在XYZ的左边和密钥ABC的右边任意增加一个字母，比如P、Q，列成两行，上下对齐。
P X Y Z
A B C Q
（c）根据当天有效的“双字替换表”把各列的字母对PA、XB、YC、ZQ分别替换，比如替换成IS、OW、MD、UV；
（d）发送电报时，把这4对字母加在正式密文的首尾；
（e）对方接收到电报后，先对4对字母反向操作，得到3个字母ABC，再得到FTN，然后开始解密正文。
这样一来，原来重复加密3个字母密钥的操作就不存在了，以致雷杰夫斯基发明的破解方法完全失效。
在图灵来到布莱切利园之前，几乎所有人都认为德国海军的密码是无法破译的，因此没有人愿意为它浪费时间。图灵到来之后，发明了基于crib方法的“炸弹”机，理论上是可以对德国海军的密码进行破译的，但由于早期的“炸弹”机性能过低，所以破解的效率极为低下。
当时德国的U-潜艇正在严重威胁盟军的大西洋生命线，寻找有效的破解德国海军密码的方法变得刻不容缓。经过一段时间的摸索和研究，图灵终于发明了基于贝叶斯统计原理的“班布里方法”，能够有效破解德国海军的恩尼格玛机。
班布里方法基于语言学中的一个统计事实：把任意两段文字拿来排成行上下对齐进行比较，查看其中有多少对字母是相同的；当这两段文字属于同一编码系统时出现相同字母对的概率，明显高于当它们不属于同一编码系统时的相应概率。
基于这个原理，图灵找到了破解德国海军恩尼格玛机的途径。不过图灵所用的方法包含了大量数学理论，过程也相当繁琐，这里就不详细表述了，我们只说一下图灵的大致思路。
首先，通过对比分析大量的电文头尾的明文字母，部分甚至完全破解“双字替换表”，从而获得电文密钥；
其次，用班布里方法，确定右边转子是8个转子中的哪一个；
再次，重复使用班布里方法，进一步确定中间转子是哪一个；
最后，用“炸弹”机破解全部密文。
这个步骤被验证是行之有效的，图灵就这样搞定了最高级别的德国海军恩尼格玛机。
1940年5月8日，用班布里方法破解德国海军密码首次获得成功。以后的三年里，此方法结合“炸弹”机成为英国破解德国海军密码的主要手段，为盟军重创德国U-潜艇舰队、守住大西洋生命线做出了巨大贡献。
据不完全统计，破解之后，盟军全年被击沉船只的吨位下降了60%；而德军潜艇的损失率，从破译前的不到7%，猛增到50%。
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