AI英雄传之九
神算子图灵(六)解密传奇
二战期间,无线电通信在各国军队的海、空及机动陆地工事中得到了广泛应用。然而,无线电信息一旦发射,周边所有人均能接收,因此信息的加密工作变得至关重要。若加密信息被敌方破译,信息的保密性将荡然无存。
在此背景下,1939年,艾伦·图灵前往英国政府的密码学校报到。他负责领导一个密码小组,该小组后来被誉为“图灵小组”,主要任务是破译德国海军的谜机密码通信系统。
谜机外形类似于打字机,但其内部结构却远为复杂。它配备了多个可旋转的转盘(通常为3个),每个转盘设有26格。每次输入或输出信息前,转盘会自动旋转一格,从而实现字母的自动替换。此外,谜机还装有配线板,进一步丰富了字母的变换方式。更为棘手的是,德军每天都会更改谜机的设置,这意味着任何破译工作都必须在24小时内完成,否则所有努力都将付诸东流。
最初,图灵和密码学校的同事们尝试通过手工计算来解密,但谜机的复杂性和每日变化的设置让他们的努力化为泡影。这使图灵深刻认识到,唯有借助机械化和自动化技术,才能在规定时间内完成破译任务。
而关键的突破正源于他关于图灵机的理论构想。对他而言,谜机密码系统的整个工作流程可以解构为一个机械化的过程,这包括加法、乘法、读写符号、替换以及状态保持等步骤,这与图灵机的原理不谋而合。
在图灵小组成员的协助下,他们成功制造出了6台针对不同转盘次序的机器,这些机器被命名为“炸弹机”。
起初,炸弹机的可靠性并不高,频繁出现故障,且运行速度较慢,导致破译效率低下。然而,在图灵的带领下,小组不断对其进行改进。期间,他们与密码学院的众多同事联手攻关,甚至得到了时任英国首相丘吉尔的支持,为炸弹机增添了更多的电子元件和逻辑电路,从而在一定程度上提升了机器的性能和稳定性。
尽管如此,由于德军每日更换谜机设置,炸弹机所需进行的运算量仍然庞大,破译速度仍然不够理想。
经过无数次的失败与重试,一个偶然的机遇终于出现。他们发现德军电报中经常包含一些固定格式的词汇,如“天气报告”和“希特勒”等。
这些被称为“已知明文”的词汇,成为了破解谜机的宝贵线索。图灵据此设计出一种名为“明文攻击”的破译方法,这一方法显著缩短了密码破译的时间。最终,炸弹机能在短短几小时内确定谜机的每日设置,从而实现信息的及时破译。
此后,盟军通过炸弹机获取了大量德军的机密情报,这些情报在大西洋战役、诺曼底登陆等关键战役中发挥了举足轻重的作用。可以说,图灵的努力至少让二战提前结束了两年,拯救了无数生命。
然而,由于这项工作的重要性,它长期被盟军列为高度机密,直到1974年才为世人所知。遗憾的是,那时图灵已经含冤去世整整20年了。世人不禁感慨:“‘神算子’图灵生前未尽平生志,身后空留英雄名”。
暂且不提后话,1942年,英美展开情报合作,图灵作为英国最高级别的密码分析专家,被派遣至华盛顿通信保障中心工作。在那里,他遇到了一位新朋友,两人共同开启了人工智能的新篇章。
炸弹机图片(来自电影《模仿游戏》).jpg