花卷

要說(shuō)歷史上最精彩的密碼故事，那必須得看風(fēng)起云涌的兩次世界大戰(zhàn)了。雖然對(duì)很多人來(lái)說(shuō)那是人生中最痛苦的回憶，恨不得永遠(yuǎn)不要回想起來(lái)。

為啥兩次世界大戰(zhàn)有那么多料可以挖呢？道理很簡(jiǎn)單，什么時(shí)候最需要保密呢？那還用說(shuō)，當(dāng)然是打仗的時(shí)候啦。正所謂“知己知彼，百戰(zhàn)不殆”，一方面自己的事兒不想讓對(duì)方知道，另一方面又要千方百計(jì)地知道對(duì)方的事兒，這正是密碼發(fā)揮威力的絕佳舞臺(tái)。另一個(gè)重要原因是，兩次世界大戰(zhàn)的時(shí)候，也正是人類(lèi)文明開(kāi)始加速發(fā)展的時(shí)候。于是，密碼就更加有用武之地了。

為什么這么說(shuō)呢？這是因?yàn)榻?jīng)過(guò)兩次工業(yè)革命的折騰，僅僅100年的時(shí)間，人類(lèi)的科技就噌噌地突飛猛進(jìn)，尤其是電報(bào)的發(fā)明，對(duì)信息傳遞的影響那絕對(duì)是劃時(shí)代的。有了電報(bào)和摩爾斯碼，滴滴滴幾下，就能把一條消息瞬間傳到幾千公里之外。既然這么方便，那必須得大力推廣呀。于是，兩次世界大戰(zhàn)期間，電報(bào)就成了傳遞軍事消息的最重要手段，也正是因?yàn)橛辛穗妶?bào)，軍事消息的數(shù)量才出現(xiàn)了爆發(fā)式增長(zhǎng)，畢竟比以前人肉送信的效率高多了嘛。傳遞的消息多了，自然也就需要各種各樣的密碼，而另一方面，消息多了，留給破譯者的材料也就跟著多了。這一來(lái)一去，一攻一防之間，就上演了一段又一段的暗戰(zhàn)傳奇。

東線(xiàn)收官

說(shuō)到第一次世界大戰(zhàn)，咱們“密碼風(fēng)云”的開(kāi)篇講的就是英國(guó)人如何通過(guò)破譯德國(guó)外長(zhǎng)齊默爾曼的一封密電，成功地把一直坐山觀虎斗的美國(guó)拉下水幫自己跟德國(guó)人開(kāi)打的故事。由于德國(guó)人大搞毫無(wú)節(jié)操的無(wú)限制潛艇戰(zhàn)，美國(guó)的船和乘客也因此遭了不少罪。更讓美國(guó)生氣的是，德國(guó)人居然給墨西哥發(fā)了封密電，也就是我們之前說(shuō)的那個(gè)“齊默爾曼密電”，妄圖煽動(dòng)墨西哥在美國(guó)后院放火。這件事兒實(shí)在太扎心了，忍無(wú)可忍吶，怪不得百年之后，特朗普想起來(lái)要修長(zhǎng)城了。于是，1917年4月6日，時(shí)任美國(guó)總統(tǒng)威爾遜向德國(guó)宣戰(zhàn)，一票美國(guó)大兵開(kāi)赴歐洲戰(zhàn)場(chǎng)，準(zhǔn)備把德國(guó)佬打回老家。

德國(guó)那邊怎么樣呢？捅了那么大一個(gè)婁子，必須是嚇尿了。我們之前也提過(guò)，德國(guó)在歐洲大陸的位置比較居中，西邊有英法，東邊有沙俄，“一戰(zhàn)”對(duì)于德國(guó)來(lái)說(shuō)是兩面開(kāi)戰(zhàn)，但就算這樣還打得風(fēng)生水起，那是真猛啊。不過(guò)，兩面開(kāi)戰(zhàn)時(shí)間長(zhǎng)了還是太傷元?dú)?，尤其是后勤補(bǔ)給這一塊，這么拖下去可吃不消，到了1917年，德意志鋼鐵戰(zhàn)車(chē)也開(kāi)始顯露疲態(tài)了。偏偏就在這個(gè)最焦灼的時(shí)候，美國(guó)還宣戰(zhàn)了！你說(shuō)德國(guó)人能不嚇尿么？好在德國(guó)還有大名鼎鼎的鐵血宰相俾斯麥和魯?shù)堑婪驅(qū)④娮?zhèn)，這才穩(wěn)住了軍心。然而局面都這樣了，還有機(jī)會(huì)翻盤(pán)么？你別說(shuō)，還真有，因?yàn)檫@時(shí)候發(fā)生了一系列值得讓德國(guó)人彈冠相慶的事兒，這就是被歷史老師翻來(lái)覆去講了好幾遍的俄國(guó)“二月革命”和“十月革命”。

按照我們歷史書(shū)上的講法，當(dāng)時(shí)的俄國(guó)還是落后的農(nóng)奴制，而其他歐洲列強(qiáng)早已實(shí)行先進(jìn)的資本主義制度啦。經(jīng)濟(jì)制度落后，一打仗當(dāng)然吃不消，于是1917年3月，俄國(guó)爆發(fā)了“二月革命”，大伙把皇帝給推翻了。原本德國(guó)人覺(jué)得，你俄國(guó)都變天了，還打啥呢，講和算了，結(jié)果新成立的臨時(shí)政府不死心，還想要跟德國(guó)決一死戰(zhàn)。4月美國(guó)宣戰(zhàn)，但是美國(guó)畢竟離得遠(yuǎn)，調(diào)兵過(guò)來(lái)也得折騰個(gè)一年半載的，于是德國(guó)決定趁這個(gè)機(jī)會(huì)先把俄國(guó)干掉算了，東邊的事情不解決，沒(méi)辦法專(zhuān)心對(duì)付美國(guó)啊。

說(shuō)干就干，德國(guó)跟他的小伙伴奧匈帝國(guó)一路猛攻，把新成立的俄國(guó)草臺(tái)班子打得滿(mǎn)地找牙。這時(shí)候一個(gè)叫列寧的人看不下去了，在1917年11月領(lǐng)導(dǎo)了一場(chǎng)“十月革命”，接著就率領(lǐng)新成立的蘇俄退出了第一次世界大戰(zhàn)。德國(guó)人當(dāng)然開(kāi)心得不得了，畢竟這樣一來(lái)，就等于東線(xiàn)的戰(zhàn)事全都搞定啦，可以專(zhuān)心回來(lái)收拾西邊這個(gè)爛攤子啦。

孤注一擲

美國(guó)調(diào)兵過(guò)來(lái)需要花時(shí)間，德國(guó)自己從東線(xiàn)調(diào)兵回來(lái)也得花時(shí)間，就看誰(shuí)快了。1918年開(kāi)春，德國(guó)總算在西線(xiàn)碼夠了人，而這時(shí)候美國(guó)的兵力和物資只到了一部分，英法的兵力也實(shí)在不夠看，這么一比，德國(guó)人覺(jué)得還是可以干他一票。他們的如意算盤(pán)是這樣的，趁著美國(guó)人還沒(méi)擺開(kāi)陣勢(shì)，先把索姆河沿線(xiàn)的英國(guó)人滅了，切斷英國(guó)從水路支援法國(guó)的通道，然后舉兵直逼巴黎，迫使法國(guó)求和，一旦法國(guó)沒(méi)了，英國(guó)也就蹦跶不了多久了。

這個(gè)計(jì)劃可以說(shuō)是“孤注一擲”了，因?yàn)橛?jì)劃一旦失敗，法國(guó)打不下來(lái)，等美國(guó)兵力和物資源源不斷地送過(guò)來(lái)，就該輪到德國(guó)吃不了兜著走了。因此，這場(chǎng)戰(zhàn)役對(duì)德國(guó)來(lái)說(shuō)太重要了，以德國(guó)人的強(qiáng)迫癥傳統(tǒng)，必須得花大力氣在各個(gè)方面都做好萬(wàn)全的準(zhǔn)備，其中當(dāng)然也包括密碼這一塊。

我們?cè)凇兜聡?guó)外長(zhǎng)的一封密電》中提到過(guò)，德國(guó)海軍和外交部那時(shí)候主要用的還是字典式密碼，也就是一個(gè)像字典一樣的本子，里面把每個(gè)單詞都用數(shù)字編了個(gè)碼。說(shuō)實(shí)在的，只要了解一點(diǎn)密碼學(xué)的發(fā)展歷史，就能看出這種東西其實(shí)是幾百年前的古董技術(shù)了，當(dāng)時(shí)就連更先進(jìn)的維熱納爾方表都已經(jīng)被巴貝奇和卡西斯基破解了，你們卻還在用老套的字典密碼，這怎么行呢？更何況，我們還提到過(guò)，電報(bào)的普及讓密電越發(fā)越多，留給破譯者的線(xiàn)索也就越來(lái)越多，如果密碼方式本身也不靠譜，那不是雪上加霜嗎？

于是，德國(guó)人覺(jué)得，為了這么重要的一場(chǎng)戰(zhàn)役，必須得開(kāi)發(fā)出一種最高端大氣上檔次的新密碼，而且這種密碼只能專(zhuān)門(mén)用于這場(chǎng)戰(zhàn)役。最終，德軍采用了由弗里茨·內(nèi)貝爾（Fritz Nebel）上校開(kāi)發(fā)的一種密碼，它的名字叫“ADFGX密碼”。因?yàn)檫@種密碼的密文只有ADFGX這5個(gè)字母，所以我給它起了個(gè)仙氣十足的外號(hào)叫“五字真言”，一聽(tīng)就特別厲害有沒(méi)有？

波利比烏斯方格

那么這個(gè)“五字真言”到底是個(gè)什么鬼？其實(shí)，“五字真言”也是由一種非常古老的密碼發(fā)展而來(lái)的，并不是內(nèi)貝爾上校重新發(fā)明了一個(gè)輪子。這種古老的密碼叫作“波利比烏斯方格”（Polybius checkerboard），相傳是由古希臘歷史學(xué)家波利比烏斯發(fā)明的，我們先來(lái)瞅瞅這是一種什么玩意兒。

波利比烏斯方格是一種5行×5列的方表，里面一共有25個(gè)格子，如果我們把拉丁字母填進(jìn)去，就類(lèi)似這個(gè)效果：

這里面有個(gè)小問(wèn)題，拉丁字母一共有26個(gè)，有一個(gè)塞不進(jìn)去，我們這里就把I和J塞到一個(gè)格子里吧。其實(shí)波利比烏斯也沒(méi)有規(guī)定它必須只有5行5列，你做幾行幾列都沒(méi)關(guān)系。好了，那么這個(gè)表怎么用呢？很簡(jiǎn)單，要加密一個(gè)字母，只要用行號(hào)和列號(hào)替代它就可以了，比如說(shuō)A就是11、D就是14、S就是43這樣。當(dāng)然了，實(shí)際運(yùn)用的時(shí)候，這張表里面的字母排列順序是可以任意打亂的，只要傳遞信息的雙方都持有相同的表就行了。

這種古老的密碼很厲害嗎？別過(guò)于迷信古人的智慧，其實(shí)這玩意兒一點(diǎn)都不厲害。為什么呢？因?yàn)樗苊黠@就相當(dāng)于一種單表置換密碼，只不過(guò)是把一個(gè)字母置換成兩個(gè)數(shù)字而已，換湯不換藥。那么內(nèi)貝爾上校難道就是用了這么個(gè)玩意兒來(lái)忽悠人嗎？當(dāng)然不是，要不然不是成豬隊(duì)友了么？波利比烏斯方格本身只是一種非常弱的單表密碼，通過(guò)頻率分析大法就可以輕易破解，但它的價(jià)值在于，它的行數(shù)列數(shù)可以任意變化，也就是說(shuō)置換表的大小是可擴(kuò)展的，這個(gè)特性使得它可以被集成到其他密碼方式中當(dāng)作前級(jí)編碼器來(lái)使用。

五字真言

上面這句沒(méi)看懂？沒(méi)事，一上來(lái)都能看懂，那多沒(méi)意思啊。下面我們就來(lái)具體研究一下這個(gè)“五字真言”到底是怎么玩的吧。

首先，“五字真言”需要做一張置換表，這張置換表跟波利比烏斯方格長(zhǎng)得一模一樣，區(qū)別只有一個(gè)，那就是把數(shù)字1、2、3、4、5換成了字母A、D、F、G、X，也就是這樣：

為了看著方便，我們就不把里面的字母順序打亂了。接下來(lái)開(kāi)始加密咯，假設(shè)我們要加密的明文是“Angriff bei Nacht”（德語(yǔ)：晚上發(fā)動(dòng)攻擊）。第一步，按照波利比烏斯方格的方法，把每個(gè)明文字母置換成兩個(gè)密文字母：

這一步當(dāng)然沒(méi)完，因?yàn)楣馐沁@一步的話(huà)，其實(shí)就是一個(gè)單純的波利比烏斯方格而已，我們之前說(shuō)了，這種東西用頻率分析可以分分鐘搞定。那么接下來(lái)怎么搞呢？這一步有點(diǎn)復(fù)雜，大家看仔細(xì)了哦。首先，我們需要規(guī)定一個(gè)“口令”，比如“Frühling”（德語(yǔ)：春天）。接下來(lái)，我們把口令寫(xiě)成一行，然后把密文依次寫(xiě)在口令的下面并換行，也就是按照口令的長(zhǎng)度把密文做了一個(gè)分組：

這是要干啥呢？別急，后面還有呢。現(xiàn)在，我們要把口令里的字母按照字母表的順序重新排列，比如FRUHLING，按照字母表的順序重排之后就變成了FGHILNRU。注意，口令重排之后，每一個(gè)字母下面對(duì)應(yīng)的那一列密文字母也要跟著重排，像這樣：

最后一步，我們按照從左到右的順序，逐列寫(xiě)出所有的字母并拼在一起。注意，是“逐列”，不是“逐行”，比如在上面這個(gè)例子里，我們要先寫(xiě)F列下面的ADAA，然后再寫(xiě)G列下面的DDA，以此類(lèi)推。最終密文就是這樣的啦：

唔，感覺(jué)已經(jīng)完全看不出任何痕跡了呢，好厲害！至于解密的方法是怎樣的，留給大家自己琢磨一下吧，應(yīng)該不難的哦。還剩一個(gè)小問(wèn)題，這種密碼為什么要用ADFGX這五個(gè)字母呢？還記得我們講過(guò)電報(bào)的事么，當(dāng)時(shí)的軍事消息大部分都是用電報(bào)傳送，因此這種密碼也專(zhuān)門(mén)為電報(bào)進(jìn)行了特殊的設(shè)計(jì)。發(fā)送電報(bào)的時(shí)候要使用摩爾斯碼，摩爾斯碼基本上是用長(zhǎng)碼（“嗒——”）和短碼（“滴”）的組合來(lái)代表不同的字母。ADFGX這幾個(gè)字母的摩爾斯碼的區(qū)別比較明顯，不太容易混淆，這樣就可以減少收發(fā)電報(bào)的過(guò)程中產(chǎn)生的誤碼了。另外，摩爾斯碼里面，每個(gè)數(shù)字都需要5個(gè)碼來(lái)表示，但每個(gè)字母只需要1～4個(gè)碼就夠了，而且摩爾斯碼的設(shè)計(jì)是越常用的字母碼長(zhǎng)越短，比如E和T都只需要1個(gè)碼，因此，用字母發(fā)報(bào)就比用數(shù)字（比如傳統(tǒng)的數(shù)字密碼本）發(fā)報(bào)的效率高出一大截。

（那么，“五字真言”真的如德軍期望的那樣牢不可破嗎？協(xié)約國(guó)又將如何對(duì)付這種新的密碼呢？我們下期繼續(xù)講。）