计算机的问世使密码从“只要有人知道就可以”转变为“每个人都必须知道”的知识。因此，韩国作家吴菜焕的《图灵讲的密码的故事》是一门反映现代知识结构变化的最具代表性的学问。一个国家的国力取决于其所拥有的数学知识的水平，甚至说取决于其所拥有的密码体系的水平也不为过。

“密码”一词对我们来说再熟悉不过了，人们可以举出许多现实生活中使用密码的例子，如保密通信设备中使用“密码”、个人在银行取款时使用“密码”、在计算机登录和屏幕保护中使用“密码”、开启保险箱使用“密码”，儿童玩电子游戏时使用“密码”等等。可对于具体解释密码概念的学问——“密码学”许多人却没有听说过。计算机的问世使密码从“只要有人知道就可以”转变为“每个人都必须知道”的知识。因此，韩国作家吴菜焕的《图灵讲的密码的故事》是一门反映现代知识结构变化的最具代表性的学问。

在现代社会，可以说，一个国家的国力取决于其所拥有的数学知识的水平，甚至说取决于其所拥有的密码体系的水平也不为过。《图灵讲的密码的故事》就是为了让同学们有机会体会一下现代生活中的密码世界。就让我们快快跟随“计算机科学之父”——图灵，走进密码的世界去探究一番吧！

第一课 邂逅图灵

第二课 隐写术

第三课 加密术1——置换

第四课 加密术2——代替/代码与文字密码

第五课 加密术3——代替/补充代码

第六课 机械密码——恩尼格码机

第七课 解读恩尼格码机

第八课 现代密码大观

附录

科学家简介

科学年代表

核心内容测试

现代科学辞典

小娟：哇，图灵老师终于出面啦！

在布莱切庄园，我将注意力集中在德军每次改变信息密钥交换系统时会发生什么变化这一问题上。我在布莱切早期的成功是依靠雷耶夫斯基的工作，发现了恩尼格码机操作员会将每个信息密钥加密两次这个事实（如将KGB连续加密两次，使之变成KGBKGB）。这种重复应该是用来防止接收员犯错，但它给恩尼格码机的安全性带来了一个裂缝。英国密码破译专家猜测，德军不久将会注意到重复密钥会降低恩尼格码机密码的安全性，到时恩尼格码机操作员将要求放弃重复密钥，这样布莱切现在的密码破译技术将一无用处。针对这个问题，我发现了另一种攻击恩尼格码机密码的途径。我的这个方法不依赖重复的信息密钥。

几个星期过去了，我了解到布莱切积累了一个巨大的解密信息数据库。我观察到其中有许多具有固定的结构，并仔细地研究了解密信息。当时我相信自己能够预测没有解密的信息内容，其根据是它从何时何地发出。

例如，经验表明，德军每天早晨6点过后会发一条规范的天气预报，当然那是加密的。因此，早晨6点零5分从德军那里截获的加密信息里几乎。100％含有表示“天气”的德文单词“wetter”。军事组织是按照严格的规定行事的，也就意味着这样的信息在格式上肯定是高度统一的。因此我甚至对“wetter”一词在密文中的出现位置都十分自信。经验告诉我这种特别密文的前6个字母就是德文字母“wetter”。

把一篇明文和一篇密文联系起来，我们称这种组合为“克利巴（Crib）”。当然啦，这是只有在我们研究小组内部使用的一种职业暗语。在德军的密令里，这种“克利巴”组合单词最常使用的就是“总司令部”、“纳米总统指挥总部”等军事机构的名称。还有，作为阿拉伯数字l的德文名词“enis”几乎在每一篇密文中都有出现。

我确信只要灵活运用这个“克利巴”，就完全能够攻破恩尼格码机的密码。

小强、小娟、小明：老师，您能研究出“克利巴”，可真是不简单呀！

“克利巴”可以说是一个考生面对考试卷时所采取的作弊手段，可就是这种作弊手段帮了我的大忙。一旦确定某一句话是克利巴，那么不管其句子有多长，我们都可以把整个句子当做一个记号来使用。

例如有一篇密令里确实包含了“Fuhrerhauptquartier（总统指挥总部）”一词，那么我们就很容易查找密文中这个词所在的位置。在按顺序对照这19个字母的时候，只要找出与密令中的字母完全不同的句子就可以了。

恩尼格码机既可以当做将明文密文化的密码机来使用，也可以当做输入密文、输出各种符号的解读机来使用。恩尼格码机里的反射器就是起着这样的作用。因此，输入到恩尼格码机里的字母绝对不会以原来的那个字母显示出来。

小娟：好简单呀l要是这样的话，我也能做出来。把明文中的“Fuhrerhauptquartier”一词放在密文的头一行下面一一对照，只要在这19个字母中有一个字母与密文中的相同，就移动一下位置，一直到没有相同的字母为止。尤其密文里的“Fuhrernauptquartier”一词绝对不可能以F开头。

说得对。我的“克利巴”为我们破译智能恩尼格码机提供了有力的线索。但是，恩尼格码机也在不断升级，其加密数据越来越多，已经接近了无法检点的长度。这时，雷耶夫斯基的“炸弹”机再次大显身手了。我们把对插件板数据组和扰频器数据组分别进行分析的方法用在了克利巴分析法中。

比如，只要从某一克利巴里找出一个与插件板电路组毫无相干的部分，那么我们就只需分析剩下的1054560种扰频器数据组就可以了。我们要查的数据组比雷耶夫斯基的增加了10倍，其理由是德国人已经把恩尼格码机的扰频器由原先的3个增加到了5个。

小强：除了克利巴的使用以外，到目前为止我们还没有看见与您的名声相应的决定性的功绩呀！

我早已预料到德军早晚要中止使用重复信息密钥，为此我把自己的思维定位在一种特别的克利巴上。这种克利巴内部能形成一个环路，就像雷耶夫斯基使用的链接一样。雷耶夫斯基的链接是将重复的信息密钥的字母连接起来，而我的环路和信息密钥没有任何关系。因为我本来就认为德军很快就会停止改善重复的信息密钥。相反，我的环路连接的是一个克利巴中明文和密文的字母。

到目前为止，大家也许觉得这个环路似乎只是一个奇怪的模式，因为需要检点的数据还是那么多，没有什么改变。可令人不可思议的是，我的想法却扭转了整个形势，极大地简化了过程。环路的概念其实就是简化过程所必需的自动控制先行概念的具体表现。

我想到的是一个类似疯狂的密码分析师一样的机器，它不断地变换插件板连接器，改变扰频器的排列以及它们的定位，希望能最终得到准确的加密设置。

我建立了自己的电流环路，实际上这已经抵消了插件板的影响，因此能容许忽略近上万亿种的插件板的设置。我只需要将一只恩尼格码机的扰频器输出端直接连接到另一只恩尼格码机扰频器输出端。如果将一个扰频器的26个输出端和另一个扰频器的26个输出端连接起来，就会生成26个电流环路，每个环路都有一个指示灯标示电流环路的接通。

两个扰频器共同起作用，可以简单地测试17576种可能的定位。如果扰频器每秒钟改变一种定位，那么只需5个小时就能完成所有的定位。

小娟：后来战况发生变化，英国在对德战争中争取了主动权。尤其在1940年7月，老师您破译了德国的U一571潜艇密码，使英军成功地打通了一直被德军封锁的海上通道，在卫国战争中为祖国立下了功劳。1942年，德军的U一571潜艇用更精密的密码体系武装自己，对英军造成极大的威胁，这时，还是老师您以自己的努力和智慧发明了更先进的密码解读机，最终使英军迈出了争得第二次世界大战全面胜利的决定性的一步。对不对？

小明：美国历史学家卡恩（David kahn）说得好：“二战期间对德国密码的成功破解，使欧洲战场早三年结束，从而拯救了众多的生灵。”

小强：我也想起了一句名言：“在第二次世界大战中拯救英国的人物，除了丘吉尔就是图灵。”P106-111

我们需要熟知的知识有两种，一种是只要有人知道就可以的“邮筒”类的知识。我们邮寄信件不用跑到邮局，只需把它投入邮筒就可以。另一种是每个人都必须知道的“邮编”类的知识。如果想把信准确地邮寄到对方所在的地方，至少要知道邮政编码。计算机信息通信的相关知识就是类似邮编的知识。

“密码”一词对我们来说是再熟悉不过的词汇了，可解释密码概念的学问——“密码学”却谁都没有听说过。要说“邮局”，我们的爷爷奶奶都知道，可说到“邮编”，他们就不一定知道了。“邮编”是“邮局”进入现代以后派生出的新的知识领域，只要是现代人都会接触到这一新的知识领域。适应历史变化是我们人类的生存规律。计算机的问世使密码的相关知识从“只要有人知道就可以”转变为“每个人都必须知道”的知识。因此，密码学是一门反映现代知识结构变化的最具代表性的学问。

在现代社会，可以说，一个国家的国力取决于其所拥有的密码体系的水平，甚至说取决于其所拥有的数学知识的水平也不为过。我写这本书的目的就是让同学们有机会体会一下现代生活中的密码世界，哪怕就那么一会儿也好。眼下，一说到计算机，不少同学只知道电脑游戏和网上聊天，殊不知计算机知识的核心之一就是密码。希望我的这本书能使同学们多少改变对计算机的既成看法。

但愿我写这本书时所体会到的兴趣和兴奋能原封不动地传递到同学们身上。

这是一套优秀的科普读物，对培养中小学生对科学研究的浓厚兴趣和好奇心，使他们热爱科学，积极探索科学真理，能起到引领的作用。

——王乃彦（中科院院士，著名核物理学家）

对于中小学生掌握自然科学知识、培养创新思维，这套书具有启发意义，而且深入浅出。这套书的写法给我们很好的启示，对我国的科学推广有现实意义。

——肖培根（中国工程院院士，著名药用植物学家）