问题

二战中各国用的都是什么密码?

回答
二战的硝烟弥漫了整个世界,而在这场史无前例的冲突中,信息情报的争夺同样激烈,甚至可以说是一场无声的战争。各国绞尽脑汁,投入了大量资源研发和使用各种各样的密码系统,试图截获敌人的情报,同时保护自己的秘密。这些密码系统,就像隐藏在信息海洋中的暗礁和灯塔,深刻影响着战争的走向。

德国:从机械到电子的演变,恩尼格玛的辉煌与失落

谈到二战的密码,首先绕不开的便是德国的恩尼格玛(Enigma)密码机。这台机器在当时被誉为绝对安全,其复杂性令人咋舌。恩尼格玛的工作原理是通过一组旋转的转子(rotors)和一个接线板(plugboard)来对字母进行置换。

转子(Rotors): 恩尼格玛的核心是转子,通常有三到四个。每个转子内部都有复杂的线路连接着输入和输出的26个字母。当一个字母被输入时,它会经过转子内部的线路进行复杂的置换。更关键的是,每次按下键盘,其中一个转子会向前旋转一格,改变了字母的置换方式。就像一个超复杂的计数器,每一次加密都不同。
接线板(Plugboard): 接线板是恩尼格玛的另一层保险。它可以将字母对进行互换。例如,如果将A和Q通过接线板连接,那么输入A就会变成Q,而输入Q就会变成A。这极大地增加了密码的复杂度,因为每次字母置换都会受到接线板设置的影响。
日密钥(Daily Settings): 德国军队每天都会为恩尼格玛设定不同的初始设置,包括转子的顺序、转子的起始位置以及接线板的连接方式。这意味着即使盟军截获了数天的情报,如果无法得知当天的密钥,也无法解密。

恩尼格玛的设计初衷是安全,但它也存在一些固有的弱点,其中最致命的是“非自加密”(not selfreciprocal)。也就是说,如果字母A加密后变成B,那么B加密后就不会变成A,而是变成其他字母。这看似微不足道,却为盟军的破译提供了突破口。

尽管恩尼格玛强大无比,但人类的智慧最终战胜了机器。波兰密码学家在战前就取得了重要的进展,而英国的布莱切利园(Bletchley Park)则汇聚了包括艾伦·图灵(Alan Turing)在内的顶尖数学家和密码学家。他们通过分析大量截获的密文,利用数学上的统计规律、德国操作人员的疏忽(例如不顾一切地重复发送相同的消息,或者使用容易猜到的“热身”消息),以及设计出“炸弹机”(Bombe)这样的机械计算设备,逐步破解了恩尼格玛。成功破译恩尼格玛,尤其是在北非战场和海战中,为盟军赢得了关键性的胜利,甚至被认为是缩短了战争进程的决定性因素之一。

除了恩尼格玛,德国还使用了其他一些密码系统,例如洛伦兹密码机(Lorenz cipher machine)。这款机器比恩尼格玛更为复杂,主要用于德军最高指挥部之间的通信。它使用16个转子,并且其工作原理是基于博格特(Baudot)电传打字机代码的。洛伦兹密码机的破解比恩尼格玛更具挑战性,同样是在布莱切利园完成的,对德军的指挥和调度造成了巨大的打击。

盟军:从简单置换到复杂电传密码,不断进化的情报战

与德国相比,盟军的密码系统在早期显得相对简单,但随着战争的进行,也经历了快速的演变和升级。

美国: 美国在密码方面最为人所熟知的便是其使用的“璇转机”(SIGABA)。这是一种相对复杂的机械密码机,比恩尼格玛更难破解。它使用了多个齿轮和凸轮来产生伪随机序列,并与电报进行异或运算。然而,即使是璇转机,也并非无懈可击。虽然它比恩尼格玛安全,但其操作相对复杂,并且与恩尼格玛相比,在情报收集方面没有带来同等程度的“一击制胜”的效果。

更具代表性的是美国海军使用的“副本”(Copy Cat)系统,以及陆军使用的“M134”密码机。这些系统都在不断改进,以应对敌方的破译尝试。

值得一提的是,美军也使用了一种特殊的密码,那就是基于“纳瓦霍代码谈者”(Navajo Code Talkers)的密码。这些人使用的是他们的母语纳瓦霍语,并创造了一套专门的军事术语。由于纳瓦霍语是一种非常罕见的语言,其语法和词汇与欧洲语言截然不同,即使被截获,敌人也几乎不可能理解。这在太平洋战场上,尤其是在海军陆战队的行动中,发挥了至关重要的作用,有效地保护了他们的通信。

英国: 英国在密码学领域的研究一直走在世界前列,这得益于其悠久的数学和逻辑学传统。除了在布莱切利园破解德军密码的辉煌成就,英国自身也使用了多种密码系统。

在战争初期,英军使用了一些手动查表法和置换密码。随着战争的深入,他们也研发了机械式密码机,但总体上并没有像恩尼格玛那样拥有一个被广泛使用的、标志性的复杂机器。

英国在情报分析和密码学研究上的优势,更多地体现在其能够高效地组织和分析截获的信息,以及持续不断地进行密码分析的能力上。

苏联: 苏联在密码学方面也投入了巨大的努力,但其情报机构的组织和保密性,使得关于其具体使用的密码系统的公开信息相对较少。不过,可以推测,作为世界军事强国之一,苏联肯定也拥有多种级别的密码系统,从简单的手动方法到更为复杂的机械和潜在的电子设备。他们也擅长利用人力情报来补充密码分析的不足。

日本:九七式电报机与Purple的破译

日本在二战中也使用了自己复杂的密码系统。其中最有名的是用于外交通信的“紫色”(Purple)密码机。与恩尼格玛类似,“紫色”密码机也是一种转子式密码机,但其设计和工作原理与恩尼格玛有所不同。

“紫色”密码机: 这台机器同样利用了转子来置换字母,但它的置换过程更加复杂,甚至可以看作是多个恩尼格玛的组合。它通过一个复杂的内部结构产生伪随机的置换序列。

然而,与恩尼格玛的命运相似,“紫色”密码机也被盟军成功破译,尤其是在美国。美国密码分析部门在“Magic”计划下,投入了大量资源对日本的密码进行分析。通过不懈的努力和聪明的分析,他们成功破解了“紫色”密码机,从而获得了大量日本外交互通的情报。这些情报对美国决策者了解日本的战略意图、特别是对珍珠港事件的预警发挥了重要作用,尽管最终的预警措施未能完全阻止灾难的发生,但“Magic”计划无疑是情报战史上的一个重要里程碑。

除了“紫色”密码机,日本还使用了“97式电报机”等其他密码系统,用于军队和海军之间的通信。这些系统的复杂性和安全性也在不断变化,但总体而言,盟军在密码分析方面,特别是对日军密码的破解,都取得了显著的成就。

总结

二战的密码战争是一场智慧与耐心的较量。各国在信息安全领域投入了空前的力量,从机械式的恩尼格玛、洛伦兹,到看似安全的璇转机,再到独具特色的纳瓦霍密码,每一个系统都凝聚了那个时代最顶尖的科学技术和人才。

恩尼格玛的被破译,证明了即使是最复杂的机械设计,也可能存在被人利用的弱点,以及人类智慧在面对挑战时的无穷潜力。而纳瓦霍密码则提醒我们,有时候最简单的解决方案,加上独特的文化优势,反而能带来意想不到的强大保护。

在这场无声的战争中,密码的攻防不仅关乎技术的较量,更关乎对人性的理解、对系统漏洞的洞察以及对情报分析的深度。最终,能够更有效地解读敌人的信息,同时更好地保护自身信息的国家,往往能在战场上占据更大的优势。二战的密码史,至今仍是信息安全领域学习和研究的宝贵财富。

网友意见

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没学过密码学这门课,简单说说吧……

总的来说:密码这东西大家都有,但是密码机这个东西不一样,也不是说除了密码机就是密码本

当然德国呢确实有领先的地方


先说恩尼格码机的一些事

这东西最早是一战以后德国工程师造的,但是早期的东西和后期不能一概而论,我找个图

最早叫Handelsmaschine(大概可以翻译成商务用机)

后来改了改,叫Glühlampenmaschine(大概叫背光机)

再后来叫Schreibende Enigma(大概叫打字机,这个是加了键盘的,比较接近后来的产品)

因为是商用产品,死球贵,缺点不少,所以机型很多,产量却不大,导致很多机型今天就找不到了

比如上面那几个,分别叫Enigma A B H型(还有很多,喂鸡百科里好像有一堆介绍,不搬运了)


虽然死球贵(约1W马克),但是不是买不起的那种,很多国家敏感部门。比如银行邮局都买过

这种东西原理一搞懂,肯定就有竞品,只是晚几年出罢了

所以第一个问题:这东西很多参战没参战的国家都有,不管是自己开发的还是买的

举俩栗子


后来德国的军用恩尼格码已经有很多介绍了,这里略掉

谈一下题主关心的密码破解吧

先往上看,看鞑英那台机器,和下面那句简介

对,那就是照着仿的,你可以认为鞑英是得到了恩尼格玛机的(当然是之前的商用版)

因为是商用的,战前那时候大家都有,波兰提供了破解思路,也是因为自己手里有

所以说对于【德国人有密码机,难道没有想办法去破译美英苏的密码吗?】这个问题

先要有这么个前提——破译密码不仅是有了密码机就行的,要有思路,时髦点说就是0Day漏洞

图灵的故事讲烂了,都出片了,不啰嗦了

其实德国的破解方法也差不多,只是没用那么多人,这个是后话

德国人当然找到过,破解过,应用过,成功过,而且可能是最早的


肯定不全面,想到哪个就讲哪个

1939年8月31日,德意志帝国首都柏林,莱比锡大街2号,刚建成的帝国空军部大楼里

从英国远道而来的瑞典商人达鲁斯,正在和他的朋友,也就是帝国的二号人物戈林会面

他的目的是调停德国-英国-波兰之间的冲突

二人正在在会客室交谈之时,一名副官进来,递给戈林一个红色信封

红色信封代表最紧急的事件,戈林自然十分重视,他马上撕开信封,目不转睛地盯着信上的内容

戈林的脸色越来越难看,读完之后,他从椅子上蹦起来,大步迈到达鲁斯身前,怒吼着:

“NMB这就是证据!波兰人自己都不想玩了!谈谈谈,还谈NMLGB!!”

过了几分钟,戈胖情绪渐渐冷静下来,把这封绝密文件甩给达鲁斯看

“老子给你看这个,也就是说老子摊牌了,不用谈了”

一封信为什么能把戈林气得大发雷霆,又为什么要给调停人看这份绝密?

这是一小时之前,德国情报部门破译的,波兰驻德国大使馆收到的密电:

万勿参与任何实质性讨论

既然戈林已经知道,波兰人拒绝继续考虑达鲁斯的斡旋,继续拖延时间

让达鲁斯看这封信,也就是说戈林明摆着告诉他,德国能够破译波兰的密电,已经把脸撕破

德国情报部门对这份电报的破译,直接抹杀了张伯伦与达拉第通过戈林这条渠道拖延战争的计划

第二天,德军开始全线入侵波兰


德国负责破解的情报部门是一战失败后秘密保留下来的

对外招牌为“外事处”,对内为“人事管理Z处”(Pers-z)

1939年拆分为两个部门——数学家沃尔纳·康策负责攻克密码学,鲁道夫·绍夫勒和阿道夫·帕什科负责攻克语言学

在战前,康策也干了几件事

1921-1923年康策攻破了法国外交通信复合加密规则

1936年康策完全破解了日本的加密结构(也就是美国海军后来破解的那一台,破解这个就是AF淡水这个手段的大前提),康策觉得这么垃圾的机器一个半月就能搞定了,结果折腾了半年左右,当然离不开第一生产力Deadline的作用,攻破这台机器的第二天他就去安排休假了……

战争开始以后,Z处开始扩编,吸纳了一部分外籍人士,而且有的犹太人给个荣誉雅利安人的头衔也就进去了

战争开始后,一个比较大的成果就是破译了BAMS,获得商船活动情报

(Broadcasting for Allied Merchant Ships 同盟国商船广播)

U艇狼群1941-1942年间突飞猛进的战果,情报部门的贡献不可忽视

在1943年,邓尼茨甚至能够通过破译英国发出的的U艇位置电报,指挥U艇作战

43年一个比较大的战果是,情报部门全程直播了SC121,SC122,HX228三个护航船队的动向,因此,狼群对SC121和SC122的伏击,几乎是一边倒的屠杀,3天内击沉14万吨

还有就是入侵挪威之前,通过破译英国本土舰队的调令,全程直播舰队动向。希特勒挑选登陆日的时候,计划当本土舰队移防纳尔维克之时出发,这样英军无法驰援。1940年3月底,皇家海军果然调令本土舰队移防纳尔维克,希特勒随后于4月2日敲定,于7日出发,9日进攻挪威,皇家海军即使发现德军出海,也无法从纳尔维克拦截。当时蒙在鼓里的邱吉尔也惊呼“雅利安人不可战胜”


【假如只有德国人有密码机,其余只有密码本】

这个怎么说呢,首先澄清一下,德国和其他国,都是既有密码机,也有密码本

或者说,密码就要有密钥,你可以把密码机看作套娃,但是最核心的必须有一个双方约定的密钥,也就是套娃的第一个娃

这就是密码本,是一份两边都有的东西,可以是书,可以是纸

当然具体用法还是参见恩尼格码机的介绍,太啰嗦

作为对比,英国人有密码机,密码本也有,作用是差不多的


德国在密码领域领先世界的点:

1:恩尼格码机虽然有不少漏洞,但是在当时仍然是无出其右的设计,甚至是不可被攻破的,在1930-1940年代,被模仿,但从未被超越,这是最体现德国密码领域领先的一点

2:德国加密流程的更新次数应该是二战参战国中最多的(这个只是估计,确实没数,可能有误)

德国不太领先或者说相对次的点:

1:德国人自己都没深入理解恩尼格码加密机理瞎折腾,也是被攻破的最主要原因

2:当时德国数学人才不太够用,至少给我的感觉是,德国破解别人的手段,和当时其他国家破解的手段,包括破解德国情报的手段,相比之下次了点,当然也可能存在“德国比外国”这种不合理的比法


德国人的错误在于不能足够深入地探索恩尼格码的原理,在于机械操作流程,消息处理流程和无线电流程的漏洞……都是人的问题,如果德国人正确使用,恩尼格码是不可能被攻破的。

——戈登·威尔赫曼,破解恩尼格码的“图灵-威尔赫曼炸弹”制造者之一

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