【Bletchley Park】英国布莱切利庄园不为人知的密码破译历史

提起布莱切利庄园的英雄，广为人知的当属艾伦·图灵。因为事关保密原则，许多庄园内的英雄都默默无闻，而他们的故事同样精彩无比。这其中就有Tunny密码破译者比尔·图特（Bill Tutte）和汤米·佛洛亚斯（Tommy Flowers）。

比尔·图特和汤米·佛洛亚斯简介

比尔出生于1917年的纽马克特（Newmarket），虽然是一位园丁的儿子，但他从小就展露出过人的天赋，不仅获得过剑桥郡中学的奖学金，还在1935年成为剑桥三一学院（Trinity College）的学生，在此学习数学。因为比尔是一位优秀的数学家，所以1941年被布莱切利选中成为密码破译者。加入布莱切利时艾伦·图灵曾面试过他，但他没能进入图灵的团队，最后被约翰·特乐曼（John Tileman)选中，参与破译Tunny机。

汤米1905年出生于伦敦的一个贫民区Poplar区，父亲是一名瓦工。汤米不愿受出身的限制，因此在少年时曾一边当学徒，一边在伦敦大学学习电子工程。1926年汤米成为英国邮政总局（General Post Office）的一名工程师，1930年到多利士山（Dollis Hill）工作，这是邮政总局位于伦敦的研究所。

Tunny密码机

艾伦·图灵所破译的Enigma机十分复杂，但Tunny机比它更繁复。Enigma机需要6个人才能传递消息，所以操作十分不便。德军因此设计出了比Enigma机更为复杂，且操作便利的密码机，希特勒给它取名为“Geheimschreiber”，意思为“密写机（The Secret Writer）”，这就是德军的Lorenz密码，英军称其为Tunny密码。

这种密码机一共有12个转轮，使用了两个密钥进行两次加密。第一次加密时使用5个转轮，第二次加密使用类似的另5个转轮。剩下两个转轮被称为“口吃码（Stutters）”，它的作用是产生随机的字符，加大破译难度。Tunny密码机是以电传打字编码为基础，所以能产生1600万亿种不同的组合。

破译Tunny机的契机

因为Tunny机的组合太多了，而且密钥可能是任何字母，所以要从随机中找到规律，就需要大量信息的集合。但是只有足够多数量的密文还不够，还要拥有一个契机，能发现密码机规律的契机。这个契机很快就出现了。

1941年8月30日，一位德国发报员发送了一封长达4000字的电文，而接收方却请求发报员重新发送一次。也许是过于相信密码机，或者是因为发报员的疲倦，他在第二次发送时并没有转换密钥，因此英军得到了同样一份电文，但这次却有稍不同，发报员把德文“数字（Nummer）”简写为“Nr”，从而给了破译者分析的机会。

最终破译Tunny机

最先进行破译这份密文的是约翰·特乐曼，他花了10天时间来手工破译这些电文，破译结果显示这份电文的价值重大，但特乐曼并没有找到密码机的规律。后来比尔·图特尝试分析这份密电，他把密文内容抄在纸上分析后，发现每隔23个字母似乎就有一次循环。比尔推测密码机一共有25个齿轮，因此他用23乘以25得到575，他随后检查在575行是否有循环，结果没有发现循环。

但在574行出现了循环，比尔因此用数学算法得出了三个数字：2、7和41，在分别尝试了这三个数字后，发现41比较符合，他由此推测密钥每隔41次就变一次，从而找出了密码机的规律。但英军只能据此手工破译Tunny机发送的电文，比尔虽然研究出了破译密文的统计学方法，但因技术受限不能实现大规模操作。

此时需要有人将比尔的理论结合实际，施行大规模的破译行动。数学家迈克斯·纽曼（Max Newman）领导的Newmanry部门，设计了一台名为Heath Robinson的机器进行相应的破译工作。但是这台机器有很多问题，汤米·佛洛亚斯所在的邮政总局当时也在为布莱切利庄园提供着支持，因此纽曼让汤米来修理这台机器。

汤米在修理机器时提出，他可以造出生成密钥规律电路的机器，并且能以每秒5000字的速度读取信息，而Heath Robinson的读取速度只为每秒1000字。汤米画出了稿纸，布莱切利庄园根据他的设计造出了“巨人机（Colossus）”。巨人机是世界上第一台半编程型的电子计算机，但因保密工作致使人们认为“ENIAC”机才是第一台电子计算机。

破译后的信息应用

Tunny密码机破译后的信息第一次是应用在库尔斯克战役上，这次战役是二战中规模最大的坦克会战，共有8056辆坦克参与战斗，空中战斗也非常激烈。Tunny机破译出的信息不仅显示了德军将要攻击苏联军队，甚至连部署的兵力以及作战的序列都详尽无比。造成德军认为苏军毫无防备，但苏军其实已经做好了全面的准备，德军因此最后伤亡惨重。库尔斯克战役是苏德在二战间的转折点，此前一直由德国发动攻击，此次战役之后，苏联军队开始发动全面进攻。

Tunny机的破译信息中后来还包括阿道夫·希特勒本人签名的文件，所以英军能及时的掌握德军的情报，从而制定了对抗德军的战略。在诺曼底登陆战役中英军根据破译的文件，制定了扰乱德军视线的“保镖行动”，行动让德军认为盟军将进攻加莱，而诺曼底只是佯攻。德军因此集中主要军力于加莱，从而保证了诺曼底登陆的成功。诺曼底登陆的胜利，开辟了欧洲第二战场，使德军陷入了两面作战的境地。

Tunny密码的破译使英军不止规划了短期战役，还控制了战斗的进行过程，让战争时间至少缩短了两年，拯救了无数生命。

战争之后英雄的归属

战争结束后，比尔回到了剑桥大学就职。后来他去了加拿大，成为了一名教师，定居在加拿大的一个村庄里。随后比尔在滑铁卢大学继续他的数学研究，他当时研究的数学成果还对计算机科学有一定的贡献。比尔在80岁时终于能向人们讲述他在布莱切利的工作，84岁时比尔离世。

比尔在加拿大获得了加拿大勋章，但英国却不能公开表彰他。但他赢得了另一项至高无上的荣誉：“英国皇家学会院士”。

汤米回到了邮政总局，由于巨人机的故事流传开来，汤米1982年应邀到波士顿的数字科技博物馆进行演讲。但汤米却不能讲出自己的成就，因他的年龄较大，他也没能等到自己的故事被揭秘的那天，而且也没有获得任何表彰。但在汤米的故乡，有一条公路和一所IT中心以他的名字命名。1998年汤米逝世，享年92岁。

比尔和汤米也只是众多无名英雄中的一部分，但正因为有了这些普通人的付出，战争才能很快结束，关于他们的故事我们仍无法得知所有细节。他们的初衷也不是想要成为英雄，而只是为战争做出自己最大的努力，历史终将会遗忘他们的贡献，但他们都曾是历史长河中闪耀的群星。