皇帝会战与德军“五字真言”（二）

花卷

德语教授的大礼包

我们在《德国外长的一封密电》中见识了英国海军密码局“40号房间”的本事，但实际上，40号房间只是个年轻的谍报机构，要问欧洲搞密码哪家强，那还得说是法国。法国的这个密码局（Bureau du Chiffre）隶属于外交部，它不光历史悠久，而且规模庞大，里面就跟工厂流水线一样，有一大帮子人天天坐在那儿破译密码。当然了，你得把一种密码完全吃透，才能搞这种劳动密集型的大规模破译，那么面对那些新的密码怎么办呢？别急，法国密码局还有另外一个部门，里面聚集了一批顶尖大牛，他们专门负责搞定那些疑难杂症，总结出破译方法之后，再交给隔壁的流水线去处理。

提到法国密码局，不得不提一个对密码局的建设做出过巨大贡献的人——然而这个人竟然不是法国人！那么这个人是谁呢？他的名字叫奥古斯特·柯克霍夫（Auguste Kerckhoffs），觉得这个名字有点眼熟么？没错，我们在《多表密码攻防战》中提到过以他名字命名的“柯克霍夫原则”，这个原则说的是“一个系统的设计不需要保密，而披露系统的设计不应影响其安全性”，也就是说即便敌人知道了你的密码是怎么设计的，只要不知道密钥，就应该无法破译你的密码，这才是一个安全的密码系统。

柯克霍夫这个人特别奇葩：他是个荷兰人，在法国当教授，但教的是德语……（大神啊，请收下我的膝盖！）1881年，柯克霍夫在法国巴黎商学院当上了德语教授，不知道是不是法国教授也有发论文的指标，反正两年之后的1883年，他就在《军事科学期刊》上面发表了一系列文章，题目叫《军事密码学》（La Cryptographie Militaire）。

这几篇文章可不得了，堪称当时密码学领域的“万宝全书”。然而光是“全”并不能说明有多少价值，柯克霍夫写的这几篇文章的亮点在于，他通过分析前人的各種密码系统，总结出了六条“指导原则”，在设计密码系统，尤其是以电报为载体的军事密码系统的时候，只要遵循这些原则，就能够让密码系统的设计水平更上一层楼。其实我们上面提到的“柯克霍夫原则”，就是这六条指导原则中的第二条，当然了，这条也是最有名的，因为它不仅适用于军事密码，而且适用于任何密码。

柯克霍夫所总结的六条指导原则分别是：

1.即使非数学上不可破解，系统也应在实质（实用）程度上无法破解。

2.系统内不应含任何机密物，即使落入敌人手中也不会造成困扰。

3.密匙必须易于沟通和记忆，而不须写下；且双方可以容易地改变密匙。

4.系统应可以用于电讯。

5.系统应可以携带，不应需要两个人或以上才能使用（应只要一个人就能使用）。

6.系统应容易使用，不致让用户的脑力过分操劳，也无须记得长串的规则。

这么好的文章，而且还是一位荷兰人用法语写的，这是多么伟大的国际主义精神！法国密码局一看，这简直是上天赐给我们法兰西的大礼包，赶紧花钱买了300本，局里人手一本，学习领会精神。参考柯克霍夫的理论，法国密码局把现有的密码系统仔细地梳理了一遍，而且还采用新技术设计了一些新的系统。柯克霍夫虽然一天也没在密码局上过班，但他的贡献可以说比密码局里任何一个人都要大。

普法战争

要说法国和德国这两家，其实早在第一次世界大战之前就结下梁子了。1870年，当时的德国还是几个王国组成的联邦，后来以铁血宰相著称的俾斯麦，当时是普鲁士王国的首相。俾斯麦的野心很大，他想带领普鲁士统一德国，可是怎么统一好呢？于是他通过一系列外交戏码，把本来就喜欢罢工的法国人给煽动了一下，结果法国国王拿破仑三世立马就上了套，跟普鲁士宣战了，这就是传说中的“普法战争”。

普法战争的走向完全在俾斯麦的掌控之中，法国都要打过来了，德意志联邦的兄弟们还不赶紧团结起来？于是普鲁士王国顺理成章地就把德国给统一了，拧成一股绳的德国人长驱直入，把法国军队打了个落花流水，拿破仑三世只好投降认输，割地赔款。经过这次惨败，法国的皇帝也被赶下台了，法国变成了共和国。

普法战争就像一记大闷棍，把法国人打得人心惶惶。想想看，割地赔款，国内政变，邻居德国现在还统一了，那是兵强马壮呀，这以后万一打起来可咋办！于是新成立的法兰西共和国不得不开始积极备战，作为制胜关键之一的密码局当然也不能闲着，自从普法战争之后就忙着招兵买马，对德国的各种密码系统进行研究和破译。

üBCHI密码

破译密码这个东西，能不能搞到大量的密电文是非常关键的，没有研究材料，巧妇也难为无米之炊呀。不打仗的时候，能用来分析的电报寥寥无几，但到了1914年，“一战”开打，德军在西线行动频繁，通信自然也就跟着变得特别频繁，法国密码局每天都能截获好多好多电报。

从这些电报里面，密码局发现德军经常使用的一种密码，他们称之üBCHI密码。这种密码和之前的置换密码不一样，因为它似乎没有对字母进行置换，而是调换了电文中字母的位置。密码局的大牛们折腾了几个月，终于找出了其中的玄机，原来这种密码是按照一个“口令”，把电文里的字母进行行列换位，而且这个换位不是做了一次，而是做了两次。

如果你还记得我们上次讲的“五字真言”的加密方法，这里肯定会觉得似曾相识。没错，“五字真言”的加密过程分为两步，第一步是方格置换，第二步就是行列换位，所以这个üBCHI密码实际上就是“五字真言”的第二步，只不过是把这一步做了两次而已。当然了，我们这么说是马后炮，因为1914年的时候还没有“五字真言”呢，但是我们从这里看到一个重要的线索，那就是“五字真言”的设计不是凭空蹦出来的，其中的两个部分，无论是方格置换还是行列换位，都能从以前的密码系统中找到原型。

那么破译üBCHI密码的关键是什么呢？再想想“五字真言”里面行列换位是怎么换的，基本上是把电文排成一个n行m列的方阵，然后按口令中的字母顺序一列一列把字母写出来。这里面有个什么问题呢？如果电文的长度不是m的整数倍，那么排成方阵之后，最后一行是填不满的，这样的话每一列字母就会有长有短，这会给破译带来一些困难，但接收电文的人因为知道口令的长度和内容，也就可以计算出每一列的长度从而完成解密。

但是德军每天发那么多电报，总会有电文长度正好是m的整数倍的吧！如果电文长度是m的整数倍，那么换位之后每一组电文的长度就是相等的，找规律不就容易多了吗？更何况，我们不但能找到长度是m的整数倍的电报，还能从这里面找到若干长度相等的电报，这些电报在换位的时候都使用了同一个口令，于是就会暴露出更多的线索。密码局的专家们使用一种叫作“多重异位构词”（multi-anagramming）的技巧，像玩填字游戏一样，就可以破译德军的这种密码，而且不但能破译电文的内容，还能找到用来换位的口令，这样一来，所有使用相同口令加密的电文就一下子都被破译啦！最关键的是，德军当时在这方面特别懒，这个口令十几天才换一次，法国人真是快要爽翻了。

但是得意忘形的法国人犯了一个天大的错误，那就是他们拿这件事儿到处得瑟。根据破译德军密电提供的线索，法军在绝佳时机发动了对德军占领下的比利时蒂尔特的轰炸行动，这次行动犹如神兵天降，德国人一脸懵圈。问题是，你偷偷摸摸打赢了也就算了，这事儿居然转天就上了法国《晨报》，而且報道里面还明明白白写着，是破译了德军电报获得的线索。德国人一看，行啊，挺能耐啊，那我就换个密码让你接着玩呗。

ABC密码与天才炮兵中尉

1914年11月，德军雷厉风行地废除了üBCHI密码，启用了一套新的密码系统，这可把法国密码局的人给郁闷坏了。这套新的密码似乎是结合了维热纳尔方表和行列换位两种方法，但不知道是不是因为临时抱佛脚赶工出来的，这个密码搞得特别粗糙，其中维热纳尔方表的部分只用了一个很短的固定口令“ABC”，所以法国人管它叫做ABC密码。

既然这个密码不是很厉害，那么密码局的大牛们当然有能力搞定它，据说也就花了一个多月的时间。但是特别出乎意料的是，法国第六军的一个炮兵中尉居然也给密码局提交了一份破译ABC密码的方法，而且这种方法比密码局的方法还要简单！当时的密码局老大弗朗索瓦·卡地亚（Fran？ois Cartier）看到这封信之后眼前一亮，马上叫人去问问这人到底是什么来头，当然，更重要的是，能不能把他抓来密码局干活啊！

这位天才炮兵中尉名叫乔治·庞旺（Georges Painvin），他参军之前学过什么，干过什么，现在似乎没地方可以查了，我们只能说他在密码学方面确实是个天才。卡地亚为了把庞旺弄到密码局来，三番五次跑到第六军司令部找莫努里上将（General MichelJoseph Maunoury）请愿，因为庞旺军衔虽然不高，但却一直是上将的得力助手。要知道，卡地亚只是个上尉军衔，就敢这么跑去跟将军要人，可见他真的是太需要庞旺的才华了。

虽然莫努里也对密码局跟陆军抢人感到十分不爽，但毕竟庞旺的确在密码方面很有两把刷子，说不定他到了密码局能够为法国立下更多的功劳呢？思来想去，他还是答应了卡地亚的请求，但将军毕竟是将军，说话得给自己留点后路，于是1915年3月，莫努里派庞旺去密码局“见习”两周，意思是如果那边没意思的话，我还可以把庞旺调回来。

不知道是该说巧还是不巧，就在庞旺被派去密码局后不久，1915年3月11日，莫努里在视察前线时被德军狙击手射伤，这一枪打穿了他的一只眼睛，作为一个已经将近70岁的老将军，能捡回一条命真的已经不容易了，指挥打仗肯定是没戏了。既然老将军不在了，再回到第六军也没什么意思，于是庞旺从此就安心扎根在了密码局，成了卡地亚手下一名不可多得的得力干将。

（那么，庞旺后来为破译“五字真言”做出了怎样的贡献呢？协约国又能不能挫败德军疯狂反扑的阴谋呢？我们下期继续讲。）