图灵机是怎么回事 (图灵破译密码机)
图灵机是怎么回事 (图灵破译密码机)
分类: 游戏
解析:
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。
受影视文学作品影响，提到年轻数学家破解恩尼格玛机，人们的脑海中都会浮现出图灵的名字。不可否认，图灵为最终破解恩尼格玛机确实做出了巨大的贡献，但那是他站在了“巨人的肩膀上”。事实上，在图灵之前，首次破解恩尼格玛机要归功于三位年轻的数学家，他们全部来自波兰。
一战后世界处于暂时的停火状态，波兰位于德国和苏联之间，属于在两个大国的夹缝中求生存。东边经常被苏联渗透，西边的德国又谋划着收复失地，所以波兰的警惕性极高，总感觉随时会被两边的强敌攻陷，从没放松过密码学研究。这种威胁下的恐惧感给了他们破解恩尼格玛机的最大动力。
1929年1月，波兰波兹南大学数学系的一群20多岁的大学生和部分研究生被要求宣誓保密，然后开始学习一门密码学课程。他们每周上两个晚上的课，在几星期后就开始破解各种密码，无法完成破解功课的学生则会被淘汰。最终只剩下了三名优秀者，他们分别是雷杰夫斯基、齐加尔斯基和鲁日茨基。
正是这三位年轻的波兰数学家，破译了曾经被认为不可能被破译的初代恩尼格玛机，其中尤以雷杰夫斯基居功至伟——他建立了破解恩尼格玛机的数学方程。
在破解之前，波兰密码局通过情报渠道掌握了德国人使用恩尼格玛机的一些规定：
1.相互间进行通信的恩尼格玛机都有相同的初始设定，其中包括转子的排列和起始位置，初始设定每天变更一次，操作员每个月都会收到一本新的密码簿，上面记录着每天的初始设定；
2.发报员在每发一份电文前，先按密码簿上的当天设定，初始状态为QCW（假设），然后脑子里随意想3个字母，比如说ABC，用设置成QCW状态的机器给ABC加密，比如说加密后ABC变成了BMW。但一次还不够，还要再加密一次，比如第二次ABC又变成了FTN。然后把两次加密的结果并列写一起，形成BMWFTN；
3.收报员收到加密的电文后，先把自己密码机的转子调到当天规定的起始位置，然后输入密文的前6个字母BMWFTN，解密得到ABC，再把3个转子调到ABC的位置，开始解密正式的电文。
通过这些情报，雷杰夫斯基发现： 从数学的角度来看，密码机的作用就是对26个字母进行置换。
随后，他又根据19世纪法国天才数学家伽罗瓦（这位哥们也是密码学史上的重要人物）的“置换群”代数理论——n个元素的所有置换通过合成关系形成为一种代数结构，建立了恩尼格玛机的“置换群”方程。
比如：字母a被加密成x，字母b被加密成y，字母c被加密成z，就形成了三个置换方程：
T(a)=x，T(b)=y，T(c)=z。解出这个方程的解，也就找到了破解恩尼格玛机的关键。
但是这种置换群的结构仍然十分复杂，想求解也是十分困难。雷杰夫斯基又根据恩尼格玛机的特点，发现了两个限定条件：
第一个条件是由于反射器的作用，恩尼格玛机加密与解密的过程完全一致，也即是T(a)=x与T(x)=a是一致的；
第二个条件是操作规程中的前6个字母。比如，某一天密文的前6个加密字符是BMWFTN，那就可以假设加密前的明文为ABCABC，ABC这三个字母就是该电文的密钥，也就是加密电文时3个转子的初始位置参数。
那么把它用置换方程描述出来就是，T1(A)=B，T2(B)=M，T3(C)=W，T4(A)=F，T5(B)=T，T6(N)=N。
根据第一个条件，就可以转化为，T4(T1(A))=F，T5(T2(B))=T，T6(T3(C))=N。
雷杰夫斯基把这三个置换称为这一天密码的“特征集”，想知道T1、T2、T3、T4、T5、T6，只需要把特征集置换的所有对换总结出来就可以了。
具体的工作就是，把当天截获的信息中，所有可以对应的字母都找出来。
假设波兰人截获四封电文，其中每封电文的开头六个字母分别为：
根据上述的操作方式，每封电文的第一个和第四个字母是同一字母加密而来，于是通过上面四封电文，我们可以得到第一个及第四个字母的联系如下：
如果每天可以得到足够多的电文，那么上面的关系表便可以补充完整如下：
仔细观察这个表格，我们不难发现字母关系中会有如下循环：
同样对第二和第五，第三和第六个字母我们也可以写出类似的循环。
而且三位数学家还进一步发现，这种循环，也即由每天的密钥决定的特征集，当中所包含的环的长度和个数只与转子的排列和初始位置有关。
于是他们决定把所有的特征集按其所包含的环的长度和个数分类。为此雷杰夫斯基在恩尼格码的基础上设计了一台能同时验证所有转子位置的机器，取名为炸弹（La Bomba）。经过一年多的连续运行记录，终于收集到了全部数据。这样，波兰人便从每日截获的大量电文中写出字母循环圈，然后根据循环圈的数目和长度从记录表中检索出相对应的转子位子，即是当日的密钥。
至此，第一代恩尼格玛机被全部破解。以后几年，波兰密码局每天都能破译大量的德军情报。
上面对雷杰夫斯基的工作的介绍是极其简单化的，只以举例的形式介绍了其中最重要的思路。雷杰夫斯基对于ENIGMA的分析是在密码分析史上最重要的成就之一，整个工作都是严格地数学化了的（求解关于置换矩阵的方程），决非上面所举例子可以包含。比如说，找到当日密钥中转子状态后，还需要找到连接板状态，才能真正译出密文。
为了表彰雷杰夫斯基、齐加尔斯基和鲁日茨基的功勋，2000年时他们被追授了“波兰复兴大十字勋章”。在2005年雷杰夫斯基诞辰100周年时，他的家乡比得哥市还为他建立了一座铜像，以纪念他在破解恩尼格玛机中的丰功伟绩。
往期文章：
密码那些事儿｜（十六）二战中大放异彩的“超级情报”
密码那些事儿｜（十五）坚持就是胜利——初代恩尼格玛机
密码那些事儿｜（十四）古典密码的巅峰——恩尼格玛机
密码那些事儿｜（十三）尴尬的维吉尼亚3.0
密码那些事儿｜（十二）短命的维吉尼亚2.0
密码那些事儿｜（十一）南北战争时的维吉尼亚密码较量
密码那些事儿｜（十）“钥匙”打开维吉尼亚的锁
密码那些事儿｜（九）维吉尼亚登场
密码那些事儿｜（八）玛丽女王被密码改变的人生
密码那些事儿｜（七）以频率之矛，攻移位之盾
密码那些事儿｜（六）中外古时候的移位加密
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图灵发明了破译德国格恩密码机，是计算机的雏形。但并不是人工智能，但对人工智能有很多贡献。艾伦·麦席森·图灵（Alan Mathison Turing，1912年6月23日－1954年6月7日），英国数学家、逻辑学家，称为计算机科学之父，人工智能之父。图灵对于人工智能的发展有诸多贡献，提出了一种用于判定机器是否具有智能的试验方法，即图灵试验，至今，每年都有试验的比赛。图灵发明了破译德国格恩密码机，是计算机的雏形。但并不是人工智能，但对人工智能有很多贡献。艾伦·麦席森·图灵（Alan Mathison Turing，1912年6月23日－1954年6月7日），英国数学家、逻辑学家，称为计算机科学之父，人工智能之父。图灵对于人工智能的发展有诸多贡献，提出了一种用于判定机器是否具有智能的试验方法，即图灵试验，至今，每年都有试验的比赛。
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》
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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《模仿游戏》中，alan turing给他发明的机器起名叫“Christopher”，但在现实原型中，alan turing发明的机器叫做bombe，而“Christopher”是来源于alan turing初恋的名字。
该剧讲述了二战期间，盟军苦于德国的秘密系统”英格玛“无法破译，政府召集了一批民间数学家、逻辑学家进行秘密破解工作，图灵（本尼迪克特·康伯巴奇 Benedict Cumberbatch 饰）就是其中之一。计划刚开始图灵遭到了以休（马修·古迪 Matthew Goode）为首的组员和领导的排斥，幸好军情处部长孟席斯（马克·斯特朗 Mark Strong 饰）帮助他立项研究破译密码的机器，而图灵则变成了负责人，招收了新的成员琼（凯拉·奈特莉 Keira Knightley）开始了艰难的工作。琼很快就迷上了图灵，由于她的帮助所有组员空前的团结，并于两年后成功破解德军的密码。图灵一度与琼订婚，但实际上他隐瞒了一个秘密，因为这个秘密他也遭受了非人的待遇的故事。
《模仿游戏》百度网盘高清免费资源在线观看：
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?pwd=n7hi 提取码: n7hi
