破译英格玛特定科学家的名字。

美国大片《U-571》告诉人们，“英格玛”密码机是盟军在战争中竭力获取的尖端机密，是击败德国海军潜艇的关键。历史也是如此。对于潜艇战，尤其是德国海军的“狼群”战术，无线电通信是潜艇获取其海上活动信息的最重要手段，而“英格玛”密码机是关系到整个无线电通信安全的设备，其重要性可想而知。

自无线电和莫尔斯电码问世以来，军事通信进入了一个崭新的时代。然而，无线电通信是一个完全开放的系统。在接收消息的同时，对方也能“一目了然”。于是，人类历史上长期伴随战争的密码立即与无线电结合，无线电密码应运而生。直到第一次世界大战结束，所有的无线电代码都是手工编码的。毫无疑问，手工编码的效率非常低。同时，由于人工编解码效率的限制，许多保密性强的复杂加密方法无法在实际中应用，而简单的加密方法容易被破译。因此，军事通信领域迫切需要一种安全可靠、简单有效的方法。

1918德国发明家亚瑟·谢尔比乌斯和理查德·里特创立了一家新技术应用公司。谢尔比乌斯曾研究过电气应用，他想用现代电气技术取代手工编码和加密方法，发明一种可以自动编码的机器。

谢尔比乌斯将他发明的电子编码机命名为“英格玛”(意为哑谜)。一看就是一个盒子，里面装着复杂精致的部件，有点像打字机。可以简单的分为三个部分:键盘、转子、显示器。

键盘1 * *有26个键，键盘排列和现在广泛使用的电脑键盘基本一致，只是为了让交流尽量简短，不易破译，空格、数字、标点符号全部取消，只用字母键。键盘上方是显示屏，不是现在意义上的屏幕显示，只是26个字母相同的小灯泡。当键盘上的一个键被按下，这个字母的加密密信对应的小灯泡就亮了，就是这样一个近乎原始的“显示器”。显示器上方是三个直径为6厘米的转子，其主要部件隐藏在面板下方，转子是英格玛密码机的核心和关键部件。如果转子的作用只是把一个字母换成另一个字母，那在密码学上就叫“简单替换密码”。在9世纪，阿拉伯密码学家能够熟练地使用统计字母频率的方法来解码简单的替换密码。柯南道尔在他著名的福尔摩斯故事《舞动的小人》中描述了福尔摩斯利用频率统计来解码舞动的人形密码(即简单的替换密码)的过程。——因为能旋转，所以叫“转子”！这是关键！当按下键盘上的一个字母键时，相应的加密字母通过闪烁灯泡显示在显示屏上，转子自动旋转一个字母的位置。比如你第一次输入A，灯泡B亮了，转子转一格，每个字母对应的密码就变了。第二次输入a，它对应的字母可能变成c；同样，第三次敲a的时候，可能是灯泡D又亮了。——这是“谜”难以破译的关键点。这不是简单的替换密码。同一个字母在明文中可以用不同位置的不同字母来代替，在密文中不同位置的同一个字母在明文中可以代表不同的字母，所以这里字母频率分析法就没用了。这种加密方式在密码学中被称为“双替代密码”。

但如果连续输入26个字母，转子会转一整圈，回到原来的方向，此时编码会重复。在加密的过程中，重复是最大的破绽，因为它能让破译密码的人从中找到规律。所以“谜”增加了另一个转子。当第一个转子转了一整圈后，其上的齿轮带动第二个转子，使其方向旋转一个字母。假设第一个转子转了一整圈，按下A键，显示屏上的D灯泡亮；当释放A键时，第一个转子上的齿轮同时也带动第二个转子旋转一格，所以第二次键入A时，加密的字母可能是E；当你再次释放A键时，只有第一个转子旋转，所以当你第三次键入A时，对应的字母可能是f。

因此，只有在26x26=676个字母之后，才会重复原始编码。其实“英格玛”有三个旋翼(“二战后期德国海军使用的“英格玛”甚至有四个旋翼！)，那么后面重复的概率就会达到26x26x26 = 17576个字母。在此基础上，谢尔比乌斯巧妙地在三个转子的一端加了一个反射器，用导线将键盘中相同的字母连接起来并显示。反射器就像转子一样，将一个字母连接到另一个字母上，但它并不旋转。乍一看，这样的固定反射器似乎没什么用。它并没有增加可以使用的码数，但是如果你把它和解码联系起来，你就会看到这个设计的别出心裁。当按下一个键时，信号不是直接从键盘传到显示器，而是先通过三个转子连接的一条线，再通过一个反射器回到三个转子，再通过另一条线到达显示器。比如上图中按下A键，D灯泡亮。如果此时按的是D键而不是A键，那么上面按A键时信号正好反方向通过，最后到达A灯泡。换句话说，在这种设计下，反射器虽然没有像转子那样增加不重复的方向，但却可以让解码过程完全重现编码过程。

使用“英格玛”通信时，发送者首先要调整三个转子的方向(而这个转子的初始方向是关键，必须事先得到发送者和接收者双方的同意)，然后依次输入明文，在显示器上依次记下灯泡闪烁的字母，最后通过普通电报将记录的闪烁字母按顺序发送出去。接收到消息后，只要接收方也使用一个Enigma，按照原来的约定，将转子的方向调整到与发送方相同的初始方向，然后依次键入接收到的密文，显示屏上自动闪现的字母就将是明文。加密和解密的过程是完全一样的，这就是反射器的作用。与此同时，反射器的一个副作用是，一个字母永远不会被加密到它本身，因为反射器中的一个字母总是连接到另一个不同的字母。

恩尼格玛加密的关键在于转子的初始方向。当然，如果敌人接收到完整的密文，他仍然可以通过不断尝试转动转子方向来找到密钥，特别是如果解码器同时使用许多机器来做这项工作，那么所需的时间就会大大缩短。对付这种“蛮力解码法”(即逐一尝试所有可能性)，我们可以通过增加转子的数量来应对，因为只要增加一个转子，实验次数就可以乘以26倍！但是增加转子会增加机器的体积和成本，密码机需要便携，而不是有几十个甚至上百个转子的庞然大物。然后方法也很简单。英格玛密码机的三个转子可以拆卸互换，使初始方向的可能性增加了六倍。假设三个转子的编号分别为1，2，3，可以放在六个不同的位置:123-132-213-231-312-321。现在，当然，密文被发送和接收。

除了转子方向和排列位置，Enigma还有一个安检口，键盘和第一个转子之间有一个连接板。通过这个连接板，一个字母可以和另一个字母用连接线连接起来，这样这个字母的信号在进入转子之前就会转换成另一个字母的信号。这样的连接最多可以有六个(后来的“谜”中甚至有十个)，这样六对字母的信号就可以成对交换，而其他没有连接的字母保持不变。-当然，连接板上的连接状态也是由发送方和接收方预先约定的。

这样，转子的初始方向、转子之间的相互位置和连接板的连接状态构成了“谜”的三道牢不可破的安全防线，其中连接板是简单的替换密码系统，旋转的转子是点睛之笔，虽然数量不多，但使整个系统成为多重替换系统。虽然只是简单的更换连接板，但在转子的复合作用下，可以大大增加可能性的数量，进一步加强保密性。我们来算算，经过这样的处理，我们需要多少种可能性来尝试通过“暴力解码”来恢复明文:

三个旋翼的不同方向组成26 x 26 x 26 = 17576种可能性；

三个转子之间不同的相对位置有六种可能性；

连接板上6对字母成对交换的可能性极其巨大，有100391791500种；

所以一个* * *有17576 x 100391791500，结果大概是100000000000！那就是一亿种可能性！如此巨大的可能性，换句话说，即使可以调动大量的人力物力，也几乎不可能通过“暴力解码”的方式来一一检验可能性。只要遵循约定的转子方向、位置和连接板的连接状态，发射器和接收器就可以非常容易地进行通信。这就是恩尼格玛密码机的秘密原理。

1918年，谢尔比乌斯申请了恩尼格玛密码机的专利，1920年，他开发了商用基本型和带打印机的豪华型，但高昂的价格(相当于今天的3万美元左右)使恩尼格玛密码机不太受欢迎。就在谢尔比乌斯开发出英格玛密码机的同时，另外三个人也做出了类似的发明。在1919年，荷兰人亚历山大·柯克也注册了类似的发明专利“密写机”，但由于无法商业化，最终在1927年转让了这项专利(所以也有人说谢尔比乌斯根据科赫的专利研制了“英格玛”密码机)。瑞典人阿尔维德·达姆(Arvid Damm)也获得了相同原理的专利，但它一直停留在纸面上，直到他在1927年去世。第三个人是美国人爱德华·赫伯恩，他的经历最为悲惨。他发明了“斯芬克斯”密码机，并筹集了38万美元开办了一家工厂进行生产和销售。结果只卖了十几套，收入不到2000美元。1926被股东起诉，被定罪入狱。

在1923国际邮政协会大会上，公开亮相的“英格玛”密码机还是少数买家。眼看“谜”就要无疾而终了，突然真相大白——1923年，英国政府公布了一战官方报告，谈到了一战期间英国因破译德国无线电密码而获得的决定性优势，引起了德国的高度重视。随即，德国开始加强无线电通信的安全性，对恩尼格玛密码机进行了严格的安全性和可靠性测试。人们认为，德国军队必须配备这种密码机，以确保通信安全。谢尔比乌斯的工厂接到德国政府和陆军的订单后，从1925开始能够批量生产英格玛，德国海军从1926开始正式装备。两年后，德国军队。当然，这些军用模型“英格玛”在核心旋翼结构上与之前销售过的少数商用模型不同，所以即使有商用模型，也无法得知军用模型的具体情况。纳粹党控制德国政权后，也对“英格玛”密码机的使用进行了评价，认为密码机便于携带和使用，更重要的是极其安全。对于敌人来说，即使有密码机，如果不能同时掌握三道防线组成的密钥，也无法破译。德国最高统帅部首席通信官埃里希·福尔·吉贝尔上校认为，英格玛将是德国国防军闪电战最完美的通信设备。因此，“英格玛”从德国最高统帅部到武装部队都作为标准密码机广泛使用。——德国人完全有理由相信，他们已经掌握了当时世界上最先进、最安全的通信加密系统，这是一个无法破解的密码系统。然而，如此愚蠢地信任机器，到头来只会给你带来苦果。

然而，英格玛之父谢尔比乌斯却未能看到英格玛的广泛应用以及对第二次世界大战的巨大影响。因骑马时意外受伤于5月1929去世。