电码操作方法使用“埃尼格玛”通讯时,发信人首先要调节三个转子的方向(而这个转子的初始方向就是密匙,是收发双方必须预先约定好的),然后依次键入明文,并把显示器上灯泡闪亮的字母依次记下来,最后把记录下的闪亮字母按照顺序用正常的电报方式发送出去
收信方收到电文后,只要也使用一台“埃尼格玛”,按照原来的约定,把转子的方向调整到和发信方相同的初始方向上,然后依次键入收到的密文,显示器上自动闪亮的字母就是明文了
加密和解密的过程完全一样,这就是反射器的作用,同时反射器的一个副作用就是一个字母永远也不会被加密成它自己,因为反射器中一个字母总是被连接到另一个不同的字母
埃尼格玛”加密的关键就在于转子的初始方向
当然如果敌人收到了完整的密文,还是可以通过不断试验转动转子方向来找到这个密匙,特别是如果破译者同时使用许多台机器同时进行这项工作,那么所需要的时间就会大大缩短
对付这样“暴力破译法”(即一个一个尝试所有可能性的方法),可以通过增加转子的数量来对付,因为只要每增加一个转子,就能使试验的数量乘上26倍!不过由于增加转子就会增加机器的体积和成本,而密码机又是需要能够便于携带的,而不是一个带有几十个甚至上百个转子的庞然大物
那么方法也很简单,“埃尼格玛”密码机的三个转子是可以拆卸下来并互相交换位置,这样一来初始方向的可能性一下就增加了六倍
假设三个转子的编号为1、2、3,那么它们可以被放成123-132-213-231-312-321这六种不同位置,当然现在收发密文的双方除了要约定转子自身的初始方向,还要约好这六种排列中的一种
而除了转子方向和排列位置,“埃尼格玛”还有一道保障安全的关卡,在键盘和第一个转子之间有块连接板
通过这块连接板可以用一根连线把某个字母和另一个字母连接起来,这样这个字母的信号在进入转子之前就会转变为另一个字母的信号
这种连线最多可以有六根(后期的“埃尼格玛”甚至达到十根连线),这样就可以使6对字母的信号两两互换,其他没有插上连线的字母则保持不变
——当然连接板上的连线状况也是收发双方预先约定好的
就这样转子的初始方向、转子之间的相互位置以及连接板的连线状况就组成了“埃尼格玛”三道牢不可破的保密防线,其中连接板是一个简单替换密码系统,而不停转动的转子,虽然数量不多,但却是点睛之笔,使整个系统变成了复式替换系统
连接板虽然只是简单替换却能使可能性数目大大增加,在转子的复式作用下进一步加强了保密性
让我们来算一算经过这样处理,要想通过“暴力破译法”还原明文,需要试验多少种可能性:三个转子不同的方向组成了26x26x26=17576种可能性;三个转子间不同的相对位置为6种可能性;连接板上两两交换6对字母的可能性则是异常庞大,有100391791500种;于是一共有17576x6x100391791500,其结果大约为10000000000000000!即一亿亿种可能性!这样庞大的可能性,换言之,即便能动员大量的人力物力,要想靠“暴力破译法”来逐一试验可能性,那几乎是不可能的
而收发双方,则只要按照约定的转子方向、位置和连接板连线状况,就可以非常轻松简单地进行通讯了
这就是“埃尼格玛”密码机的保密原理
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