艾伦·图灵的破译机是如何工作的
恩尼格玛密码机能以数十亿种不同方式加密信息。图灵的“炸弹”机并没有直接猜出答案，而是排除了所有不可能正确的设置。
德国军方的恩尼格玛密码机看起来像一台超大型打字机，但其内部是一个机电一体的谜题盒：一个键盘通过一组转子和一个接线板连接到一块灯板。输入一个字母，电信号通过转子当前的接线，点亮灯板上的另一个字母——这就是加密输出。由于转子本身会随着每次按键而改变位置，因此连续两次输入相同的字母可能会点亮两个完全不同的灯。可能的初始配置数量高达数十亿，德国操作员每天都会更改设置。
破译恩尼格玛密码机并非英国人的首创。在20世纪20年代和30年代，波兰数学家——主要是马里安·雷耶夫斯基——研究出了如何利用早期、更简单版本密码的弱点，到1938年，他们建造了一台名为“Bomba”的机器，以加快寻找每日设置的速度。1939年7月，战争爆发前几周，波兰情报部门将他们拥有的一切交给了英国和法国：重建的恩尼格玛密码机以及详细的方法笔记。这是一个领先的开端，而不是一个完成的解决方案——德国人此后增加了额外的转子并收紧了程序，这使得波兰的Bomba几乎在英国收到它的同时就过时了。
“炸弹”机究竟做了什么
在布莱切利园，艾伦·图灵和同事数学家戈登·韦尔奇曼设计了一台新机器，由英国制表机公司制造，被称为“炸弹”机。它不直接解码信息。相反，密码破译员依赖于一个“密码提示”——猜测信息中可能出现的某个单词或短语，例如例行天气报告或标准结束语。由于恩尼格玛密码机设计中的一个怪癖，一个字母永远不能加密成它自己，因此，一个与密文逐字对齐的密码提示可以用来测试所有可能的转子设置。“炸弹”机通过机械和电气方式处理这些设置，一旦某个设置产生逻辑矛盾——在该配置下，密码提示根本不可能成立——机器就会将其排除并继续。在遍历所有可能性之后，剩下的是少量值得手动检查的设置。
制造线索
好的密码提示并非总是唾手可得，因此密码破译员有时会制造它们。在一个有记录的策略中，英国皇家空军故意在德国人已经清除过的水域布雷，期望德国海军在信息中报告新布设的水雷。由于密码破译员已经大致知道一份新的水雷报告会说什么，这个预期的短语就成了密码提示。这提醒我们，布莱切利园的工作并非纯粹的数学——它将逻辑推理与对德国军事例行程序的实际了解相结合。到1940年中期，这种结合使布莱切利能够解读德国空军的信号，图灵亲自领导了8号小屋，该部门破译了难度更大的德国海军恩尼格玛密码机，后者使用了比其他部门更严格的程序。
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常见问题
艾伦·图灵是完全独自发明“炸弹”机的吗？
不是。图灵与布莱切利园的同事数学家戈登·韦尔奇曼共同设计了它，整个努力建立在波兰密码学家早期工作的基础上，他们在20世纪30年代破译了恩尼格玛密码机的一个更简单版本，并在1939年7月，即战争爆发前几个月，与英国分享了他们的方法。
“炸弹”机能自行解码信息吗？
不直接。它通过将已知的或猜测的明文片段（称为密码提示）与不可能的转子设置进行测试，利用逻辑矛盾来排除错误的答案。一旦“炸弹”机缩小了可能性范围，密码破译员仍然需要手动确认和解码信息。
为什么战后这么长时间没有人知道这项工作？
英国政府在1945年之后将恩尼格玛密码破译工作保密了近三十年，部分原因是某些被缴获的恩尼格玛密码机仍在被其他英国监控的政府不知情地使用。在此期间，图灵和他在布莱切利园的同事们没有因其战时工作获得公开认可。