納粹恩尼格瑪背後的工程

這是恩尼格瑪，一種用於加密的機器。 納粹在第二次世界大戰期間。 我看到這個上面有一個納粹黨的徽記。 所以這一定是真的。 是的，這確實是德國在第二次世界大戰期間使用過的。 有人前幾天真的問我，希特勒用過這台機器嗎？ 我說，我不清楚，但本篤 卡麥隆和凱拉·奈特莉做到了。 天啊，不會吧。 我們來試著加密一個字吧？ 是的。 我剛好有一個詞適合我們。 你絕對猜不到那是什麼。 所以這是我們的純文字。 那是我們的純文字。 所以我們需要按一下鍵。 好的。 再看看那些亮起的燈光，它們將為我們提供密文。 好的。 所以第一個是 V。 我們有一個 J。 好的。 然後是一個 E。 F. 然後是一個 R。 然後一位 M. 那是…… 現在，要解密這則訊息， 他們需要將這段文字輸入到另一台恩尼格瑪機中。 機器 但不是任何一台恩尼格玛密碼機， 他們的機器必須以與之完全相同的方式進行設置。 一個加密訊息的。 因此，我們需要將這些轉子恢復到初始設定。 這意味著調整一組轉子 以及線路連接到數兆種可能中的其中一種 組合 如果你做對了…… 最後，L 給了我們…… 訊息會出現，但如果僅有一個設定不對， 那麼，加密仍然未被破解。 我明白解密這種內容的過程。 一件事會很快變得非常複雜。 這正是納粹所依賴之處。 希特勒已掌權德國。 納粹黨已經掌權。 今天我們統治德國。 明天，世界。 到1939年，他們已發送了數百份 每天在歐洲傳輸的加密訊息。 隨著同盟國竭盡全力試圖猜測恩尼格瑪密碼機的設定。 但即使有時他們運氣好，破解了訊息， 每天午夜，德國人就會更換 他們所有恩尼格瑪密碼機的設定， 因此，這些都無法幫助他們閱讀第二天的訊息。 這就是為何英國情報機構會組建起來 該國最傑出人才組成的團隊。 國際象棋玩家、填字遊戲狂熱者， 以及大學學者，包括艾倫·圖靈。 與數百名皇家海軍女性一同。 一點一點地，他們尋找著機器內部深藏的缺陷。 但他們也尋找德國操作員所犯的細微錯誤。 在高峰期，約有九千名男女正在執行。 世界上最機密的破譯密碼行動 一個毫無防備的英格蘭鄉村宅邸之中。 這是一段關於令人難以置信的方法的影片 以及破解恩尼格瑪密碼機的機器。 讓我們先來了解恩尼格瑪密碼機實際上是如何運作的。 我想讓你知道關於恩尼格瑪的第一件事是 它其實並非由納粹發明。 它於1918年由一名名叫阿瑟·謝爾比烏斯（Arthur Scherbius）的人申請專利。 他是一位德國發明家。 想要為銀行和企業加密訊息的人。 恩尼格玛密碼機容易取得嗎？ 你可以在德國買到嗎，還是他們一開始就保密了呢？ 順帶一提，這位是德莫特·圖靈爵士。 他是艾倫·圖靈的侄子。 生產恩尼格瑪密碼機的公司 真的一直在努力為它們尋找市場， 因此，你當然可以出去買它們，許多國家確實這麼做了。 因此波蘭購買了一架，英國也購買了一架， 俄羅斯人買了，你說的那些東西。 特別值得一提的是有一件事 這使得恩尼格瑪密碼機優於其他加密方法。 你只需要稍微試用一下就能發現這一點。 我要按下 L 鍵。 好的。 當我這麼做的時候，你會看到燈板上有一盞燈 點亮了 Y，對，這個 Y 代表著 明文中的字母 l 已被加密為 y 如果我再按一次 L，你覺得可能會點亮什麼呢？ 再次是 y，也許又是 y，那麼讓我們 再按一次，看看會發生什麼事 那上面是什麼？嗯，那是一個「H」，不是「Y」。 所以不是 y，已經更改了，好的，每次按鍵都會這樣。 這就是讓恩尼格瑪獨一無二之處 從此前最著名的加密方法中。 凱撒密碼或簡單取代密碼， 它們全都根據一個固定規則進行加密。 恩尼格瑪會隨著你輸入的每一個字母改變其規則。 至於其中的原因， 我們需要把盒子打開得更徹底一些，看看裡面究竟發生了什麼。 是的，那太好了。 好的，那我來打開它。 在恩尼格瑪密碼機內部有三個轉子。 每個轉子兩側各有26個金屬接點， 每個字母一個。splash 所以，當你把它們插入機器時， 電流從一個轉子流向下一個轉子， 但接點之間的線路完全混亂。 例如，當您輸入字母 Y 時， 電流沿Y線流向第一個轉子。 當它第一次被切換為 H 時。然後， 在第二個轉子中，H 被交換為 B。而在第三個轉子中， B 變成了 Q。 然後，一個稱為反射器的組件會引導 目前透過葉片完全反向旋轉的反作用力 不同的路徑，最終變成了一封信 E. 電流隨即上升至燈具上方的燈具中 鍵盤並點亮字母 E。 顯示 Y 是如何被加密的。 我只是想大大地感謝傑拉德·歐文 誰為他的 YouTube 製作了恩尼格瑪密碼機的 3D 模型？ 頻道，並慷慨地讓我們在此使用。 因此，請查看描述中的連結以了解他的情況。 原始影片。現在，當你將一個字母輸入恩尼格瑪密碼機時， 右邊的轉子在旋轉。 轉子加密機的工作原理 當你按下鍵盤時，它確實會推動轉子移動。 所以如果你再次輸入相同的字母， 它將走一條完全不同的路徑 透過機器，這意味著你將獲得 每次按下按鈕時，都會出現不同的字母。 這裡你可以看到旋翼的位置。是的。 當我按下按鈕時， 你可以在後方看到一些槓桿，它們頂住旋翼向上推。 你可以按一下那個按鈕嗎？對，就是這裡。其實有三個手柄。 並且它們被設定在每個轉子的右側。 因此，每個轉子都有一個，試圖推動三個轉子旋轉。 但每次你按下鍵時，只有第一個轉子會轉動。 對，沒錯。 第二個轉子只會轉動 當第一個轉子達到某一位置時。 有一個缺口與圓環相連。 這個缺口將允許後方的槓桿通過 放下後，與下一級轉子的棘輪連接。 因此，這個轉子會持續旋轉，直到凹口進入翻轉位置。 當它這麼做時，便會讓第二個槓桿落下。 並與第二個轉子上的棘輪機構接合。 我明白了。 這將使第二個轉子得以轉動。 你會看到旋翼轉動時的景象， 操作員可以插入 三個轉子 進入機器 以任何順序。 那是三乘以二乘以一等於六種可能的排列。 然後是每個轉子的起始位置。 但德國人所做的事是 他們不僅買下了它們， 但他們說， 我們將對它們進行修改。 我們將以一種方式對它們進行修改 沒有人知道我們做過什麼。 他們這樣做的方式有幾種。 所以如果我這裡解開這個扣環，我其實可以把戒指轉過來 這改變了兩者之間的關係 出現在最上方的字母 以及轉子的固定接線。 我明白了。 因此，旋轉圓環會產生兩個效果。 首先，它會將字母從轉子的內部進行偏移 接線。例如，最初這個轉子將 1 與 4 連接。 因此它將 A 變為 D。但旋轉圓環 由1連接，而同一根導線現在則連接2至5， 因此它將 B 變為 E。其次，它會改變 相鄰環上發生轉換的位置。 但還有另一個複雜得多的 升級。機器還有另一個部件 我們還沒有看過的。 這也是機器的一部分 那是由德國軍方添加的。 它叫做接線板。 每個鍵都透過一根導線連接到接線板。 因此，轉接板為每個鍵都設有一個字母。 因為這意味著你可以用其他字母取代該字母， 說說我們這裡的第一個。 這是 Q，然後插入 R。 來自鍵盤的 Q 將進入輸入輪。 現在，讓我們來考慮這對……的影響 訊息可被加密的方式數量。 這也稱為密鑰空間。 可旋轉的圓環會改變位置所在 後兩個環會翻轉過來。 因此共有 26 的平方種可能性。 然後在接線板上，如果你只交換了一對字母， 這將再增加325種可能性。 但在1930年代末期， 納粹黨通常會交換六個字母。 那就是一千億種可能性。 總計下來，這使得密鑰空間的總數達到 超過 7 乘以 10 的 18 次方。 但只要機器設置得完全如其原本設計所示， 在加密的開始階段 您可以輸入密文，即可得到原始訊息。 完整。這也稱為明文。 如果兩台機器都處於正確的設定狀態，而我按下 E 鍵， 它會經過複雜的線路編碼成 K。 但如果我在相同設定下按下 K，它會變回 E。 所以這就像一個電力的封閉迴路。 所以我們有一個 K。 好嗎？ 好的，沒錯。 哦，看來它正在運作。 好的。 E. 德國人確保所有恩尼格瑪密碼機的方式 在特定網絡中，設置方式相同 是透過發送事先安排好的指令來實現的 每月的每一天。它們被稱為 key sheets。所以每天早上 當操作員發出第一條訊息時，他們將重新配置 將他們的機器設定為新的每日設定。 這將使他們能夠進行加密和解密 傳送給其他恩尼格瑪操作員的訊息。 但如果沒有鍵盤表呢？ 那麼你就必須從頭開始自己想出來。 到了1930年代末，這個問題已變得非常緊急。 隨著納粹德國日益強大， 英國情報部門察覺到戰爭正變得越來越 越來越有可能。 而且他們知道，恩尼格瑪密碼機的訊息可以揭示德軍的動向 正在計劃，但僅此而已 如果訊息能夠被解密並精確計時。 因此，英國情報機構組建了 一支專注於此的隱秘勞動團隊。 我們在布萊切利園。這是英國最 二戰期間düğü重要的密碼破譯行動。 布萊切利是一個平凡無奇的城鎮， 但它位於倫敦與之間的便利位置。 該國兩所最負盛名的大學， 牛津和劍橋，也就是英國所在之處 情報部門正在尋找他們的新成員。 除了這些學者之外，布萊切利園 also 招募皇家海軍的女性，她們被稱為海軍女志願軍（Wrens）。 整個行動盡可能地保持機密。 好吧，為了讓你了解保密的程度，這裡有一件事 密碼破解人員在布萊切利園必須遵守的規則。 某些規則，例如用餐時或在交通工具上不要說話。 或在旅途中，也不要獨自於自己的爐火旁談話， 小心連在自己的茅屋裡也一樣。 總體而言，這似乎是一個非常隱秘的工作環境。 這群約一百五十人一起開始嘗試 破解恩尼格瑪密碼。 而這就是他們的計畫。 首先，監聽站會截獲德國的無線電訊息 並送往布萊切利園 公園 其次，破譯者會分析當天的通訊流量， 尋找模式與弱點 在加密中，第三， 他們會利用這些線索試著猜出設定。 然後他們會將這些設定輸入到自己的恩尼格瑪密碼機中。 終於破解了這些訊息。 但所有這些都取決於一個關鍵組件。 英國人需要一個能運作的版本 納粹恩尼格瑪密碼機的設定來破解密碼， 但他們沒有。 要知道，除了增加可旋转的环和插板之外， 納粹黨又進行了一次升級。 他們還改變了每個轉子內部的接線。 那意味著納粹的轉子會打亂訊號 以一種與商業版恩尼格瑪完全不同的方式。 而且在不知道接線情況的情況下 納粹轉子的情況下，根本無法判斷 納粹每天所使用的設定。 因此，解碼人員陷入了僵局。 所以完全無望了。 那便是初期的情況。 1939年7月，他們根本沒有取得任何進展。 但英國人和德國人並不知道 那是多年前的事了， 另一個國家已經展開了一項秘密行動，試圖破解恩尼格瑪密碼機。 1931年，德國陸軍密碼辦公室的一名員工取得了聯繫 與法國情報機構合作， 提供出售關於恩尼格瑪密碼機的秘密。 作為一筆可觀報酬的交換， 他交出了作業程序。 範例訊息，甚至關鍵表格。 現在，法國人不知道該如何處理他們。 因此他們把這些東西分享給了他們的波蘭人 盟友們，波蘭人提供了那些紙張 他們的密碼破解團隊中的數學家們 誰發現了一個漏洞。 一名軍官為當天設置好他的恩尼格瑪密碼機後， 他必須選擇三個隨機字母 發送訊息之前，例如 GEX。 然後他會將這三個字母加密後傳輸 在當天的預設設定下，浙 而且他會做兩次，以防信號不好。 例如，加密後的字母會顯示為 ASDEIW。 之後，他會移動他的旋翼。 這三個字母 G-E-X 同樣會出現 他這裡的窗戶。這些就是所謂的窗戶設定。 最後，他將會是 輸入訊息的其餘部分。 現在，接收方將解密前六個字母 訊息的內容是，他們會得到 G-E-X，G-E-X。 他們會知道他們必須改變自己的 目前將視窗設定為 G-E-X。 然後他們才能解讀訊息的其餘部分 因此它被加密了兩次，這是一個安全漏洞。 因為如果你對某樣東西加密兩次，就會產生一種關係。 根據所選鑰匙的第一個字母。 第四封信。這封信的同一個字母已被加密。 因為你發了兩次。 好的。那麼第二個字母和第五個字母也一樣嗎？ 是的。 好的。我明白了。 而且他們有個天才名叫 瑪麗安·雷耶夫斯基，他基本上說道， 哦，我認出這是一個排列理論中的問題。 從我大學數學系就讀時開始。 這意味著到1933年為止， 波蘭人已重新接好電線。 軍用型恩尼格瑪的 儘管他們從未見過，也從未捕捉過。 因此，他們能夠逆向工程破解它 並製造仿製的恩尼格瑪密碼機。 然後他們就可以開始弄清楚這些設定是什麼了。 問題是什麼以及如何解決它。 因此到了1930年代中期，波蘭人實際上已經能夠破譯了 德軍軍事恩尼格瑪通訊。 但在1939年，納粹準備入侵，因此他們提高了 他們的保安再次受到威脅。首先，製造了兩個額外的轉子， 所以現在有五個可供選擇，而不是 三，也就是五乘以四乘以三， 因此，共有60種可能的排列，這增加了密鑰空間 十倍。 而且除此之外，他們還進行了更換 從使用六個插板交換增加到十個。 僅轉子板就約有150兆種組合。 總而言之，密鑰空間已經擴大了 15,000倍至超過100京倍。 波蘭需要援助，到了1939年7月， 他們知道德國入侵的可能性很大。 因此，波蘭人召開了一次緊急會議，與英國人會面。 以及法國的情報機構。 他們透露了他們所知道的一切 恩尼格瑪機本身，以及其內部線路設計， 他們揭露了他們所知道的一切 機器的每日設定。 一個多月後，波蘭遭到入侵。 他們的破譯人員逃跑了，他們不得不離開。 在他們所發明的破解裝置背後 稱為布姆機的恩尼格瑪密碼訊息。 英國人現在只能靠自己了。 他們攜帶著波蘭人給予他們的知識武裝自己。 但現在，破解恩尼格瑪密碼的重任落在了他們身上。 我們的製作人已精心設計了一則恩尼格瑪密碼訊息， 我會試著運用所有這些建議。 以及英國人所知道的各種技巧試圖應對 然後破解這個東西，看看我能不能弄對。 糧農組織格雷戈爾，緊急解密需求。 我們正在處理。 好的，首先要查看的是訊息的頂部。 到1940年代，德國人迅速意識到 將三個字母加密兩次 每則訊息的開頭都存在一個嚴重的安全漏洞， 因此，他們提出了一套新的系統。 設定好恩尼格瑪機後， 操作員現在會以三個隨機字母開頭來發送每則訊息。 例如，VER. 而且他們會將這些資料完全未加密、裸露地透過無線電波傳輸。 然後他們會設定自己的視窗設定 至於那三個字母，所以是 VER。 隨著這一切，操作員會再隨機選取另外三個字母， 說意大利語，但這次 他們會透過恩尼格瑪機輸入這些訊息。 這三個字母被稱為指示器， 然後，他們會設置自己的窗戶 將指示器的設定更改為「ITA」， 最終才打出了他們真正的 訊息。 同樣地，當接收方收到訊息時， 他們會知道前三個字母是 VER，以未加密形式傳輸， 並將它們放入其視窗設定中，然後輸入 找出訊息中的下三個字母。 他們將會得到三個解密後的字母。 義大利人會把這些東西放在他們的窗戶上。 設定完成，現在他們終於準備好了 閱讀訊息的其餘部分。 因此，接收者僅能解密訊息 如果他們能夠遵循這兩個隨機分配的 在每則訊息的開頭設定檢查點， 這本應是一項極佳的安全性增強措施， 除了人類很難做到隨機。 人們很少會隨機選擇字母。 例如，德國運營商的女友的名字 那是一個被選中次數非常多的选择。 例如，一個常見的例子是斯庫拉，這會 哪一個是 CIL。 因此，如果你以純文字形式發送視窗設定 文本是 BER，你可能會想，嗯，我不知不覺 如果他們當初選擇了柏林。 因此你會推斷，你只會說， 我猜這個指標可能是 LIN。 好的，我的訊息以 L-O-N 開頭， 所以我猜操作員只是隨意選了 倫敦。所以我知道 C-N-G 是由 D-O-N 加密而來的。 好的，這是一個通用模擬器。 對於恩尼格瑪，我實際上可以向你展示，如果我放上 在轉子的視窗設定中，L-O-N， 我知道，如果我輸入 C-N-G，應該會得到代表倫敦的 D-O-N。 但要讓這件事成功，我需要猜測 所有轉子中正確的轉子順序 而且我需要正確的環路設定和插板設定。 因此，仍然存在許多猜測。 要讓我能夠做對這件事。 好的，現在我要錄製一段我實際嘗試這個過程的影片。 但還有另一種方式 懶惰 操作員們陸續傳來訊息。 它被英國密碼破解專家約翰·赫里維爾發現。 他將來自整個網絡的訊息進行了比較 來自許多不同運營商的 他注意到一件有趣的事。 那三個字母，操作員們開始了 他們的訊息看似隨機出現，但其實不然。 它們看起來都像是非常相似的隨機數。 如果你只看每一個的首字母 操作員從數百則訊息中挑選出 它們在字母表中並未均勻分布。 它們都圍繞著一個特定的地點。 第二封信也是一樣，第三封信也是一樣。 這是由於作業程序所導致的。 要求操作員更換轉子的位置 根據當天的預設鍵位表設定， 那些指環的款式。而事實證明， 有大量操作員僅僅是調換了位置 他們的旋翼僅偏移了一兩個位置。 有點像人們鎖自行車的方式。 而且只將轉子移動一小段距離。 根據相同的邏輯，赫里維爾得出結論 窗戶設定的聚集情況 一組特定的三個字母 throughout 這一天實際上揭示了每日環的真相 因此，這被稱為赫里維爾提示。 所以我了解那個赫里維爾提示 或者環形設定為 MON，這樣我就能將它們轉換為 M 是第13個字母。 15日是O，然後14日是N。 我不記得這麼清楚，我是用谷歌查的。 現在我知道，如果我輸入 DON，應該會得到 CNG。 現在我必須猜測轉子的順序 今天他們使用的是哪些轉子。 而且有些線索，但除此之外， 基本上只是一種大量的暴力破解。 你只需要試試看就行了。 讓我們試一試 1、2、3。 D、O、N。 不。 不。 差得遠了。 1, 3, 2 15 和 14。 中港。哦，對了，就是這裡。 ZNG 聽起來和我們預期會收到的 CNG 非常接近。我想我已經 猜測轉子的順序為 1、3 和 2。 現在唯一剩下的就是接線板了。所以也許一個 Z 需要變成 C。就是 Z 和 C。D-O-N。 CNG。就這樣。所以如果我要更改我的視窗 現在設定為 D-O-N，這是隨機化的第二步。 T-H-P-K-A-K-T-Q-O-G 好吧，這看起來像是一段文字。 看起來像詹姆斯、一個D和一個E。 好的，哦，那花了一段時間，有很多接線板的猜測。 但我認為我終於弄明白了 它寫道，詹姆斯是一位傳奇人物，詹姆斯，那位製作人。 好的，我們明白了。開始吧。 我花了多久才把鉛筆放下呢 每小時都持續不斷。這很艱難。 但那其實是一個簡單的例子。 布萊切利園的破譯專家們將面臨 在計算多個接線板交換時 在單條訊息中，這幾乎是不可能的 同時使用哈羅威爾ลาด和傻瓜尖。 即使有操作員的錯誤來幫助他們， 布萊切利園的解碼人員不得不逐一翻查 每天數以百計的訊息，只為了獲得一點線索 密碼機的設定內容是什麼。 手動執行這項工作是一項巨大的任務。 為了讓情況更加困難，一些網絡 要安全得多，而且沒有 這些人為錯誤使得破解難度大幅增加。 因此，布萊切利園所需要的是一種自動化的方法 破解這些恩尼格瑪密碼訊息。 而這一切源自於對機器本身漏洞的利用。 因此，布萊切利園需要開發一種方法 自動化破解恩尼格瑪密碼機。 幸運的是，有那麼一個人特別地…… 誰是這份工作唯一合適的人選。 艾倫·圖靈早已因其論文而聲名鵲起。 一台後來被稱為圖靈的裝置 因此，英國人迅速在布萊切利園招募了他。 當圖靈抵達時， 他意識到，如果他能描述這個過程 破解恩尼格玛密碼的過程，可視為一系列的某個過程 邏輯測試，那麼他理論上就能設計出 一台能为他完成工作的機器。 於是我們在第八間小屋，而這 這間房間據說是艾倫·圖靈當年用作辦公室的地方。 當他負責海軍密碼難題時。 他們把一個鐵質茶杯鎖在散熱器上。 艾倫·圖靈據說曾做過的事。 我想發生的情況是，有人會把他的杯子拿走。 洗完後，他想用的時候卻找不到它了。 你能告訴我更多關於他究竟是個什麼樣的人嗎？ 一種相當惡劣的幽默感， 非常不敬，但也很有趣，值得一談。 如果你對那種合適的東西感興趣的話。 所以如果你想跟他談一場足球比賽， 坦率地說，再好好想想。 但如果我想跟他談談關於建造的可能性 一臺可能能夠下棋的機器。 他會有很多話要說。 為了自動破解恩尼格瑪密碼機， 圖靈需要一種機器能夠執行的邏輯測試。 一些程序執行之後，機器會說， 天哪，這些不是恩尼格瑪的設定。 他們是錯的，你應該試試別的方法。 或者，是的，這些可能是恩尼格瑪密碼機的正確設定。 現在你應該試著與他們一起破譯這則訊息。 他最終設計出的測試結果是 從恩尼格瑪密碼機的根本缺陷出發， 而且令人驚訝的是，它利用了其中一些最 納粹黨發送的無關緊要且平凡的消息。 一些德國前哨站發出了非常相似的訊息 每天同一時間 那將是一則天氣報告。 例如，如果布萊切利園截獲了 每天早上六點，來自畢爾包的一名操作員發來的一則訊息， 解碼者可能會合理地猜測 在這則訊息的某個地方 天氣報告，比斯開地區 或德語中的「比斯開天氣報告」。 而且有一種方法可以猜出哪裡 那段文字在訊息中被加密了。 如果我按著 L，我就可以一直按這裡的 L。 燈板上的「L」將永遠不會亮起。 你無法將一個金鑰加密成它自己？ 不。 好的。 由於電流無法通過同一根導線反向流動。 它必須經過另一條線路。 這意味著我可以用這個詞 我可以把它移動到密文之上 直到我找到一個位置，其中沒有任何字母被加密為其自身。 所以如果我從 W 和 Q 對齊開始， 使兩則訊息的起始部分對齊。 而我逐一掃描，這裡的 S 被加密為其自身。 因此，那並非一個可行的解決方案。 所以我會把它往後移一位字母再試一次。 現在我有一個 V 被加密為 V，以及一個 E 被加密為 E。 所以這不行，我會換另一個位置。 噢，不行，我有一個 R，被加密成 R，這樣也不行。 我要再移動一次。 這一切看來都很好。 好了，我們開始吧。 賓果。 現在沒有任何字母被加密成它自己。 因此，我的猜測是這一部分 密文內容顯示天氣報告，比斯開灣。 這對……的猜測 被加密的文本實際上所代表的內容稱為「已知明文」。 在布萊奇利園的8號棚屋中 他們有一個被稱為「搭架室」的地方。 這是約拿單·溫鮑姆。 他撰寫了關於恩尼格瑪密碼機是如何被破解的論文。 還有擋板室，他們的工作是辨識優質的， 強勁且一致的接生墊，由以下組成 無論是天氣訊息， 他們在訊息中觀察到的模式，以及使用情況 俚語，或簡寫形式。 當圖靈確定他有一個已知明文片段後 合理猜測出加密訊息的內容 他從他的邏輯測驗開始。 他假設每則訊息一開始時 恩尼格瑪機的窗設置為 ZZZ， 或 26、26、26，而且第二個轉子沒有轉動 在這段訊息中。 一旦輸入第一個字母， 最右邊的轉子轉到 A，或 1。 在那個位置，於機器上輸入 W 會輸出 R。 這意味著在密碼機處於此特定狀態時， W 與 R 相連，R 也與 W 相連。 每打一個字母，最右邊的轉子就會向前移動一格。 因此，當右側窗口顯示 2 時，E 和 W 會被連接在一起。 3時是T和I，以此類推。 現在圖靈注意到，這種加密產生了一種迴圈。 例如，在位置6，恩尼格瑪機器將R映射為Y。 但在22時，它將Y映射到S，而在9時，它將R映射到S。 因此，圖靈想像著擷取一個克隆 在這些位置上的恩尼格瑪密碼機。 那麼這些機器之間唯一的差異就是 僅僅是右側最外層轉子的位置。 是6、9，還是22。 現在看看如果你接線會發生什麼情況 這三台機器背靠背安裝，使輸出端相連。 恩尼格瑪6成為恩尼格瑪22的輸入。 然後，22的輸出成為9的輸入。 如果圖靈在第一台機器上按下字母 R， 它會輸出一個 Y。隨後第二台機器會 然後將那個 Y 變成 S， 而第三台機器會將這個 S 送回 R，從而產生 一個完美的迴圈。R 變回 R。要使這情況發生， 這三台恩尼格瑪機的設定 恩尼格瑪機器必須與所使用的設定相匹配。 將原始訊息加密。 但如果設定不符，例如 如果恩尼格瑪密碼機所使用的轉子不同， 因此，測試極不可能產生迴圈， 而且 R 應該變成另一個字母。 這為圖靈提供了他所尋求的邏輯測試。 理論上，他可以製造一台機器 這會逐一檢視所有可能的恩尼格瑪密碼機設定。 使得當第一個轉子偏移 6 個位置時， 22 和 9，一個 R 會被轉換回其自身。 現在，從數百萬種可能的設定中， 有許多組合可以實現轉換 將 R 本身反向後置於位置 6、22 和 9。 圖靈測試可能會產生數百個假陽性結果， 因此，他需要更多的邏輯限制條件。 以我們之前看到的那個小屋為來源的更多迴圈。 在訊息中請注意，R 在第 1 位對應到 W， 然後立即由西向東 然後 E 移動到第 8 個位置的 O。 從 O 到 S，然後再回到 R，這樣就完成了 按照此流程， 圖靈建立了一整套這些邏輯限制的迴圈。 但整個測試都建立在這個假設之上 我們猜對了轉子的順序。 請記住，德國人有五個轉子可供選擇。 他們可以將其中任意三個按任意順序插入機器中。 這是有60種可能的組態。 因此，圖靈的機器必須重新執行整個過程。 並針對每種轉子順序再次進行。 而這仍然留下了一個未被計算在內的元件，即插板。 以及一千五百萬億種可能的連接方式。 الاقتصادية 但即使這個數字大得荒謬， 圖靈發現了一種簡單的方法，可以將轉換板的影響分離出來。 記得那封信是如何通過恩尼格瑪機的嗎， 首先經過接線板， 然後通過轉子，再經由插頭板返回。 因此，我們可以破解每一台恩尼格瑪機。 分為三個步驟。如果你在恩尼格瑪機上輸入一個 R。 它首先會經過插件的轉換 至，例如，一個 Z 然後，這會經過轉子轉換成 Q。 現在，這個 Q 再次通過轉換板被變換成 X。 因此，X 是流入第二個恩尼格瑪的字母。 但第二台恩尼格瑪密碼機的插線板設置方式相同。 因此它會把那個 X 再換回 Q。 因此，Q 會前往 X，再回到 Q。 換句話說，相連的插板會互相抵消。 因此，我們實際上可以將這長串的轉換簡化為這個。 這意味著圖靈可以將任何序列視為 恩尼格瑪機器的接線板在訊號進入時的用途， 然後所有旋翼的綜合效應， 然後是輸出端的接線板。 但請記住，只要設定正確， 這三台恩尼格瑪密碼機將字母 R 原封不動地還原了 一個 R。意思是，如果第一個轉接板進行了變換 由 R 變為 Z 的途中， 然後最後一個轉接板必須已經完成轉換 一個 Z 變成一個 R 從出口出來。 因此，僅憑三個轉子也必須形成一個迴路。 將同一個字母 Z 轉換 直接回饋自身，完全不需要轉接板。 與最初解讀三個謎題的循環如出一轍， 圖靈意識到這構成了基礎 一種測試，他可以利用一個簡單的電路來進行。 他會先猜一個答案， 說R接至Z，並使該導線帶電。 如果猜對了， 那三個謎題將使那個 Z 重新變回自身。 留下一串裸露的電線。 如果猜錯了，很可能 那個 Z 會迴圈回到另一個字母。 那封信會一張傳一張，接連不斷。 因此電流會不斷地在電路中循環流動。 設定多條導線帶電。 但這意味著 R 同時被插入 化為多個字母，這是不可能的。 這種矛盾使他得以排除所有 這些信件作為某人候選人的資格，是什麼？ 連接在接線板上。 而且如果全部26根線路同時啟動，他知道那是不可能的 該窗口設定下的可能插板配置 因此，他的機器會使轉子移動一格 向前一步，重新開始測試。 也有情況是25根電線同時點亮，留下 只有一種黑暗。既然那25種可能性都已被排除。 那根沒有亮起來的電線 他指向了唯一還在候選名單上的那人。 讓 R 連接到接線板上。 這是圖靈的天才之舉。 儘管轉接板有150兆種不同的設定方式， 從這一猜開始便允許 他的機器用來排除多種可能性， 甚至完全拒絕錯誤的設定。 這個猜測甚至不必正確也能奏效。 他們確實是用手完成的。他們確實製造了這些矛盾。 你知道的，在一張紙上，跟隨其隱含的內容繼續下去。 但圖靈設計這台機器時，使其能夠立即運作。 就像以速度，而非光速一樣。 但電流在導線中流動的速度。 在工程師哈羅德·金的協助下， 圖靈讓他的裝置活了起來。 基於他們獲得的一些想法 波蘭密碼局在戰爭爆發前不久 圖靈和他的同事們想出了這個方法。 他稱之為「炸彈」，以紀念波蘭的「波馬」。 那台波蘭數學家所使用的裝置 發明來打破 恩尼格瑪密碼機的早期版本。 第一個原型機於1940年3月到達， 這本身已是一個相當驚人的成就 由於戰爭直到1939年9月才開始， 讓公務員不僅僅批准 他的設計…… 然後為了籌集資金來建造這東西， 令人驚嘆至極。 無論如何，這本質上是36台恩尼格瑪密碼機同時運作。 倒推。 所以你從一個你自己所做出的假設開始 某段密文代表某段明文。 意思是，把所有東西都給機器。 讓機器開始工作，過程結束時， 這個概念是，你將推導出當日的關鍵字 原來使用恩尼格瑪機的操作員用來解密該訊息的方法。 這意味著現在你可以閱讀那個傢伙發送的每條訊息。 不只是你正在分析的那個。 因此，當我們啟動機器時，我們期望達到某種狀態 當每一個恩尼格瑪都找到它被告知要找到的答案時。 在同一瞬間全部發生。 當那樣發生時，你基本上已經解出了這個方程式。 機器會停止並給出答案。 現在我要啟動機器了。 好的。 我們開始吧。聲音會很大。 最終，你會去到 逐一經過所有組合。 26 乘以 26 乘以 26。 約十七萬五千，這將需要 這台機器大約還需要13分鐘才能完成所有步驟，對吧？ 在某個時刻，我們希望機器能夠找到 一個有效的答案，到那時就會停止。 假設機器實際上運作正常。 它正確運作的可能性有多大？ 約90%。 好的，這很好。比我的大腦還好。 好的。 我的在這裡。 好的。 那接下來會發生什麼事？ 機器已找到解決方案。 好的，就這樣。 如果你看看右端的這些鼓， 那就是解決方案所在之處。 這些稱為指示鼓。 這是機器的輸出結果。 如果你仔細看，會發現有一個小小的指標 在每一面鼓上，都指向字母 D、K 和 X。 所以這台機器在說，我想是這樣 DKX 是一個答案。現在我說的是一個答案，而不是那個答案。 問題在於，你可能會得到多個答案，因為這 你可能會發現這個方程式有幾個解。 而且圖靈原始測試中隱藏著一個缺陷。 有時候機器會停止運作 看似一個乾淨且有效的迴圈 但實際上，這個迴圈可能是自相矛盾的。 例如，這可能意味著 R 同時插入了轉接板上的 X 和 S。 這是不可能的。這台機器根本無法察覺這一點。 每次炸彈停止並提出一個解決方案時， 操作員必須進行檢查。 因此，如果有100個停靠站， 每項可能都需要花費15分鐘來檢查。 這超過了24個小時的工作量。 到那個時候，恩尼格瑪密碼機的設定已經改變了。 炸彈的速度不夠快。 當第一枚炸彈投入運作時，納粹黨已經 已經佔領奧地利和捷克斯洛伐克的 他們入侵了波蘭，殺死了數百人 數以千計的人在這個過程中喪生。 布萊切利園迫切需要一種方法來加快炸弹機的運作速度。 圖靈已經設法控制了眾人的期望，因此這並沒有引起太大的震驚。 之後有一位名叫的數學家 戈登·韋爾奇曼出現在故事中。 韋爾奇曼，另一位劍橋大學的數學家，來到了布萊切利園。 與圖靈並肩作戰，他提出了一項卓越的改進。 韋爾奇曼意識到，猜測 R 是插上的 將 Y 與 R 連接起來的猜測，與猜測 Y 接入 R 完全相同。 因此，韋爾奇曼將這兩根電線連接起來， 使得一旦其中一個啟用，另一個也會跟著啟用。 他會對 S、Y、R 和 S 也做同樣的事。 這使得猜測更有可能發生 在接線板上會使多條線路帶電， 完全相同的輸入 對機器而言，將排除更多可能的插板交換情況 從而大幅減少誤報數量。 而不是機器停止 並提供一百種可能的解決方案讓你參考。 你只得到四個，這表示那個過程簡潔多了。 因此，韋爾奇曼的改進 使這件事變得實用。 韋奇曼的改良被稱為對角板，而圖靈則…… 在許多情況下發現 對角板可消除超過90%的誤停。 這個新型炸彈於1940年8月準備就緒， 但到此時，法國已經淪陷了 連同挪威和丹麥。 英國是西歐最後一個主要強權 納粹黨已展開空中轟炸行動， 試圖使英國淪陷。 我們將誓死守衛我們的島嶼， 無論付出什麼代價。 我們將在海灘上奮戰到底。 希特勒知道我們能夠抵擋他。 整個歐洲都可能是自由的。 不列顛戰役期間，關於是否投入兵力的問題 英國上空空戰的最後一批戰鬥機預備 squadron 空軍指揮官之所以覺得能夠那樣做，是因為 恩尼格瑪的情報加強了他對……的個人看法。 力量的平衡，我們都清楚那場戰鬥的結果 這是一場英國的勝利，也是德國的戰略性敗仗。 到1941年底，英國已有16枚炸彈在運作中， 6 在布萊切利，10 在附近 城鎮，並且他們經常破譯德軍的軍事密碼 以及德國空軍的恩尼格瑪通訊。 這份情資很快便會幫助扭轉局勢 北非戰爭。恩尼格瑪解密情報顯示 德軍嚴重缺乏燃料和補給。 憑藉著這份知識， 英國將軍伯納德·蒙哥馬利發起攻擊 那場以勝利告終的進攻 1942年的第二次阿拉曼戰役中 圖靈所做的事，對協議變更具有如此強大的韌性。 它在任何時刻都可能奏效 在此之前。 這對結構而言至關重要 恩尼格玛機器的，而且它如此根本 他們最終不得不更改的內容 機器本身，以便試圖避免 這個， juste為了讓它看起來像…… 德國海軍曾 就只是，他們加了 第四個轉子 海軍恩尼格瑪密碼機 他們另外製造了三個轉子供選擇。 圖靈不得不創造一種全新的統計方法。 以縮小轉子的選擇範圍。 他們還必須與海軍合作，以捕獲關鍵的資料紙張。 並誘使德國人暴露一個鑰匙（crib）。 他們不得不動用軍隊來試圖應對 為他們生成與園藝相關的純文字內容。 嗯，有時候如果他們真的難以取得純文字， 就像海軍停電的情況一樣 他們基本上會告訴他們在特定地點佈設地雷。 然後那些地方 必須得去把他們清理掉， 因此，他們必須說出地點。 哦，這真是太妙了！ 是的。 哦，那真的太酷了。 但即使如此，解碼人員仍依賴 英國海軍成員的犧牲 他們的生命致力於從沉沒的U型潛艇中獲取關鍵情資。 我時時刻刻都意識到破解密碼的重要性 到1943年為止 美國人已經加入 戰爭與建造之上 他們自己的100枚炸彈。 你可以看到戰爭轉折點正在出現 當英國人終於在1943年破解了德國潛艇恩尼格瑪密碼機時。 沉船如石墜淵 相反，德國潛艇的擊沉數量開始上升，而這…… 這正是德國開始失去戰爭的時刻。 我並不是想說德國 單單輸掉了戰爭 由於潛艇的問題，我的意思是，當然東線戰場是 同樣至關重要 而且所有這些因素加在一起，意味著到最後基本上 到1943年底，除了阿道夫·希特勒以外，所有人都…… 知道德國人將會戰敗。 現在，納粹各部隊的恩尼格瑪通訊流量每天都被破解。 這為1944年的D日登陸行動奠定了基礎 以及盟軍對歐洲的入侵。 歷史學家估計，破裂發生時 艾尼格瑪密碼機的破解使戰爭縮短了最多兩年。 又有多少條生命因此得以挽救，誰能知道呢。 艾倫·圖靈的一生 故事主要圍繞他的性取向以及他所經歷的一切展開。 考慮到 being 在英國，一名實踐同性戀者仍然違法。 艾倫·圖靈一生的整個時期。 那個故事非常濃烈。 由於阿蘭·圖靈自殺的事實。 這往往會導致一連串的連結 在人們的心中，那意味著他 二戰後的整個生涯都處於下滑趨勢。 我必須說，我不同意。 從1945年到1950年，他一直參與其中。 該國最令人興奮的科技項目中 提供給他的選項。他有時會感到非常沮喪。 因為他們的速度不夠快 而且他正在為電腦編寫程式 那些尚未開始建造的。所以我认为他達成了 戰後多年來的一大筆數額 而且我必須說，我認為他生命的終點 並未真正說明之前發生了什麼事 而且我认为，如果我们這樣看待問題，那我們的思路就錯了。 把他視為某種殉道者。 1944年，同盟國軍隊正準備入侵歐洲。 但在他們這麼做之前，丘吉爾與羅斯福發動了一次 歷史上最為重要的誤導性宣傳運動之一。 他們向納粹洩露了情報 我們將在另一個海灘登陸。 關於入侵歐洲的欺敵計畫 即將舉行。地點會在諾曼底嗎？ 還是它將會是 但在盟軍登陸諾曼第之前， 他們需要知道這項錯誤資訊是否属实 這場運動實際上是成功的。 這意味著要破解希特勒本人發出的訊息。 既然恩尼格玛密码已被破解，這本應輕而易舉。 但希特勒實際上並沒有使用 恩尼格玛。他使用了一台完全不同的加密機器。 盟軍從未見過的那種。 雖然恩尼格瑪密碼機的密鑰空間約為 10 的 23 次方， 這台機器的鑰匙空間為 10的次方 這比原子的數量還多 可觀測宇宙的平方。 要打破這個局面，需要天才般的創意 被描述為最偉大的那一個 第二次世界大戰中的智慧壯舉 以及建造一台全新的機器，其規模極大 比炸彈更為複雜精密。 然而，你可能從來沒聽說過建造它的人。 或是讓這一切成為可能的解碼者。 因為這台裝置非常重要 在冷戰期間，它被列為機密。 數十年來，從炸彈機和恩尼格瑪密碼機之後。 如果你想聽的話，請在評論中告訴我們。 嘿，我想快速向布萊切利園致意一下， 英國國家計算機博物館 以及德莫特·圖靈爵士，還有在場的每一位專家 感謝協助讓這支影片得以完成的人們。 如果你有兴趣前往參觀， 所有連結都在描述欄中，請查看。 順便一提，還有一件事，還沒完 戰時截獲的一則海軍謎題訊息 沒有人能夠解密的。 密文在描述中。 也許你可以打破它。如果你能做到，請告訴我們。