2016年1月4日

解密恩尼格碼密碼機

作者/李中志(美國伊利諾州立大學電腦科學教授)

艾倫.涂靈(Alan Turing, 1912~1954)這位二十世紀最重要的科學家之一,電影《模仿遊戲》在國內上映後引發國人的興趣,對於不少偏離史實的電影情節也多有指正。相對於之前國人對這位近代科學史上的巨擘近乎無知,這是值得鼓舞的現象。可惜涂靈的貢獻是建立在相當枯燥且抽象的計算理論上,缺乏自然主義可直觀描述的實體,不像宇宙、黑洞、時間等,這些科普最愛的主題,經過適當的引導,就算是無背景知識的大眾,也能對近代物理做出正確的想像。但涂靈的計算理論是純符號的產物,很難窺其堂奧,即便是電腦科系的師生,不少人也是懵懵懂懂,不容易以三言兩語解釋涂靈對現代計算理論革命性的衝擊,只能人云亦云地推崇他為「電腦之父」。涂靈得此頭銜固然當之無愧,但何以致此?伴隨《模仿遊戲》出現的許多影評顯然力有未逮。

電影《模仿遊戲》以涂靈破解德軍密碼機為主軸,全劇不斷穿插涂靈在科學與哲學上更重要的兩個貢獻,「電腦的發明」與「人工智慧」。基於娛樂效果,電影裡營造的氣氛有些言過其實,有些則是涂靈不可取代的貢獻,但礙於過度專業無法深入,只能點到為止,顯然是銀幕上無法處理的科學史大問題,而這正是科普作者看完電影後必須承接的任務。

當代最成功的密碼機
先從電影的主軸,破解德國的恩尼格碼(Enigma)密碼機談起。第一台恩尼格碼造於第一次大戰末期,由德國工程師謝爾比烏斯(Aruth Scherbius)設計,之後與里特(Richard Ritter)合作共同取得專利,成立公司量產,估計先後有近十萬台的恩尼格碼被製造出來。恩尼格碼問世後立刻成為當代最成功的密碼機,縱橫二十餘年,之間被逐漸改良。恩尼格碼原本大量用於加密商業電文,德軍加強其複雜度後於1928年全面用於軍事通訊,直到希特勒第三帝國瓦解為止。

日本結盟為軸心國後自德國引進恩尼格碼,改良為「九七式印字機」,負責加密與德國之間的外交電文。美軍的解密員稱之為「紫」機(Purple),有別於「紅」、「藍」加密機。紅藍兩機由日本軍部自行研發,也曾讓美軍傷透腦筋,但後來亦遭盟軍破解。與歐洲戰場一樣,密碼戰也是太平洋戰爭中極精彩且關鍵的一章。日本海軍元帥山本五十六化身孔雀東南飛,親上戰機視察前線,被美軍成功狙擊,便是日本軍部最高軍事機密的電文被譯破的慘痛代價。......【更詳細的內容請見科學月刊第553期】

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