二战中的密码破译故事，波兰数学家如何破解德国的恩尼格玛机？

如果说起二战里最难破解的密码体系，莫过于是德国人的恩尼格码密码机，这种德国人在1926年大规模投入使用的密码机能够把电报加密成一张难以理解的“天书”，任何截获通讯的人在不掌握密钥的情况下，所能拿到的都是一份无法理解和破译的“天书”，这一度让英、法等国的情报部门束手无策，不知道该如何对抗。但在波兰这个小国，其情报部门却成功破译了恩尼格玛机，成为了在战前唯一破译恩尼格码密码机的存在。

恩尼格玛机的原理并不是很复杂，它能够进行如此程度加密的原因，归功于它内部的“转子”，它的作用在于将电报内容进行替换，一个字母在明文的不同位置时，可以被不同的字母替换，而密文中不同位置的同一个字母，又可以代表明文中的不同字母，这种加密方式在密码学上被称为“复式替换密码”。但这样很被破译者发现规律，所以德国人又增加了两个转子进去，这样电报内容就被进一步加密了，破解难度几何级增加。

同时，恩尼格码密码机里还有一个小设备，这东西叫做“反射器”，它的作用就只有一个，那就是让解码过程完全复刻了编码过程，那么破解难度又被进一步增加了。也就是说，一篇明文的电报内容，在经过恩尼格玛密码机的加密之后，立刻就变成了一封谁也看不懂的天书。除非你握有另一个恩尼格玛密码机，并且同时拥有密码本，否则几乎不可能破解德国的任何一封电报。很不幸，当时所有人都在忙于研究规律，试图硬性破解德国人那些被加密了的“天书”，没有任何人想到这一关键。

那么，波兰人是如何破解它的呢？他们非常幸运，那就是他们一开始就知道了恩尼格玛机里最关键部件的存在。时间回到1931年11月，德国通讯部门密码处的负责人汉斯·提罗·施密特出售了一份有关于恩尼格码密码机的转子和操作方式的情报，这份情报最后落到了波兰人手里，波兰人意识到他们犯了大错误，他们之前所有的努力都错了方向，如果要破解恩尼格玛密码机，他们首先需要一个相同的密码机。

这种东西自然是可遇不可求的，但大意的德国人很快就给了波兰人机会。在不久之后德国驻波兰大使馆收到了国内送来的商用恩尼格码密码机，但是东西到的那天是周六，大使馆里一个人都没有，所以这东西也就滞留在了邮政系统里。波兰情报部门趁机就把这东西给拆解后重新组装回去，期间还对每一个零件进行了测绘和拍照，回去后就按照测绘数据仿造了一个恩尼格玛机。

虽然这不是军用的恩尼格玛密码机，仅仅是一个商用版本，但是它的意义仍旧重大，可以让波兰密码处更好的揣摩恩尼格码密码机的加密过程。而波兰的三位著名数学家，号称“波兰三杰”的马里安·雷耶夫斯基、杰尔兹·罗佐基和亨里克·佐加尔斯基在截获了大量德国加密电报后，发现了这些电报中的字母重复规律，每天电报中出现的重复字母，就是转子的循环圈，而这个循环圈就是恩尼格码密码机当日的密钥。

而根据这个循环圈，他们也发现了恩尼格玛机另一个重要的规律，虽然循环圈就是当日的密钥，其位置是初始方向和字母置换形成的，可它的循环圈的个数和长度，完全是由转子自己决定的，和连接板上的字母置换毫无关系。而最后在计算了转子、交换器、连接板等部件的影响之后，波兰三杰确认了恩尼格码密码机当时的密钥是多少个了，总共105456个密钥。

虽然这个密钥数量还是十分巨大，可它已经是一个可以靠人力破译的范围了，在通过使用字母置换矩阵的验证方式后，波兰密码处在1933年成功破解了德国的恩尼格码密码机。虽然说期间德国人还改动过恩尼格码密码机内部的连线，导致了波兰密码处一度破译工作停滞，但是波兰密码处的波兰三杰也针锋相对地制作了一种可以自动验证密码的机器，六个组合就是一个自行破解恩尼格码密码机的破译工具，而这也就是后来大名鼎鼎的“炸弹”。

从1933年至1938年末，波兰密码处破解了德国十万条加密电报，对于波兰了解德国动向有十分巨大的帮助。但很不幸的是，因为1938年底德国修改了恩尼格码密码机，向内部增加了两个转子和16根连线，旧日的破解方式和“炸弹”失去了作用，恩尼格玛密码机发出的加密电报，又一次成为了天书。这让波兰密码处的工作几乎前功尽弃，但还不等他们重新完成对升级后的恩尼格码密码机进行破译工作，波兰战役就爆发了。

之后的事情我们很清楚，波兰在波兰战役中落败，但是波兰三杰的工作成功却没有就此埋没，他们将自己的工作成果和全部资料交给他们的英国同行，希望英国情报部门能够以此为基础破解德国的密码体系和恩尼格码密码机。而也正是波兰三杰的帮助和馈赠，促成了英国密码局——40局在二战中的辉煌，也促成了艾伦·麦席森·图灵在二战中的高光时刻。