​穿越时空的秘密——二战中的美军密码机(下)

穿越时空的秘密——二战中的美军密码机(下)

本文原载于《兵器》杂志2005年02月刊。本次转载时经重新二次内容完善及编辑、补充部分插图和整理,以与同好共同分享。个人认为《兵器》杂志是一本专业、客观的军事杂志,推荐持续订阅,丰富自身的军事知识。转载其上的一些年代比较久远的文章主要是想让读者以另一种比较独特的视角审视曾经的事物和观点。

本文上半部分链接:穿越时空的秘密——二战中的美军密码机(上)

同德军一样,美军在二战中也使用了一种广泛装备部队的、具有传奇色彩的密码机——M209,可以说,它在密码史上的地位并不次于德国的“恩尼格玛”密码机,但是,由于种种原因,人们对它的知名度要远小于后者……

诞生于北方

1916年一位名叫阿维德·格哈德·达姆的人在斯德哥尔摩组建了一个密码机公司。达姆原为芬兰一家纺织厂的工程师,早在一战爆发后他就与一位英国纺织业主在德国申请了3项密码机专利。但由于合伙人的国籍问题,使他在德国没有获得成功。1916年他开始组建自己的公司,并很快找到了一位资金雄厚的合伙人——炸药大王阿尔弗雷德·诺贝尔(诺贝尔奖金的创立者)。诺贝尔的侄子和一位名叫哈格林的人也加入到他们的行列中。

达姆的公司很快生产出了他自己设计的产品。达姆将它命名为A1型密码打字机。后来,在A1型的基础上又推出了便携式的A2型密码机和B2电动密码机。1925年他在法国对B2进行了演示,但由于机体笨重且故障较多而销路不畅。就在达姆的公司滑向破产的深渊时,一位年轻人挽救了公司的命运。

1922年哈格林的儿子鲍里斯·恺撒·威廉·哈格林(1892~1983年)子承父业,加入了达姆的公司,后来,人们称这位传奇式的人物为鲍里斯·哈格林。鲍里斯·哈格林是瑞典电报总局的工程师,曾在俄国、瑞典、美国工作过,积累了丰富的工作经验。当达姆还在巴黎笨手笨脚地向法国军方人员演示B2电动密码机时,哈格林得知瑞典军方正准备购买德国的“恩尼格玛”密码机(那时它还是比较简单原始的商用型)。哈格林并不甘心让大笔的瑞典克郎流进德国人的腰包,便开始改进达姆的设计。改进后的密码机增加了类似“恩尼格玛”的指示灯与键盘,使之更适于野战操作。这种密码机被命名为B-21密码机。

M209密码机设计者——鲍里斯·威廉·哈格林

B-21密码机的理论基础是古老的棋盘式密码。它是以电动改变由一组密钥轮控制的纵横行代替码,使明文变成密文。密钥轮的边缘有一些针。这些针突出来有效而缩进去无效,故被称为突针。每个密钥轮上的针数是不同的。密码机的密钥重复周期是所有密钥轮针数的乘积。因此,即便针的数量不是很多,密钥重复周期也会是一个相当庞大的数字,且较难破译。由此可见,这种密码机实际上是一种多表代替密码。

尽管B-21是达姆公司的产品,但达姆本人却批评这种密码机。这很可能缘于嫉妒——1926年,也就是达姆在法国失败的一年后,B-21密码机在与“恩尼格玛”密码机的竞争中胜出,获得了瑞典军方的大量订货。

小型化的努力

1927年,达姆死了。他是否是被哈格林这个后生小辈的杰出成就气死的就不得而知了。随后哈格林以很低价格收购了达姆的公司,并改组为密码技术公司。他没有满足于已经取得的成绩,继续改进B-21密码机。他看到类似于“恩尼格玛”的密码机一个共同弱点,即用指示灯报出密文,再进行人工记录,这样使密码机的操作人员过多。于是他研制了一种B-21的改进型,命名为B一211密码机。这种密码机将密码装置与打点式记录装置合二为一,大大减少了密码机的操作人员数量。

虽然B-211质量较重,达17千克,但可装入手提箱中携带,且打印速度较快,为每分钟200个字符。B-211密码机一经推出,就受到了热烈欢迎。法国、瑞典、荷兰等国都向哈格林发出了订单。遗憾的是,这种密码机的保密性并不十分令人满意,在1939年或更早就被由威廉·弗雷德里克·弗里德曼领导的美国陆军通信情报处破译。这一方面是由于B-211密码机自身设计确实有一定问题,另一方面也是由于哈格林和B-211运气不好,遇到了像弗里德曼这样的旷古未见的顶尖高手。

B-211型密码机

1934年法国参谋总部向哈格林发出一份看来几乎不可能完成的招标书——研制一种可打印密文、仅由一人操作、且非常小型化的袖珍密码机。哈格林知难而上,开始了研制。在经过了不懈努力后,哈格林想到了他在1931年发明的一种可接收不同面值货币的零售机(实际上是一种加法机)。该机由一些杆横排成鼓状筒,杆上有一排排凸片突出在上面:第一排有10个凸片,第二排8个,第三排4个,第四排2个,最后一排1个。把这些凸片以各种方法进行组合,可以产生出1~25之间的任何一个数字。

哈格林将这种零售机改装为使横排上的凸片能够把密表变换到25个位置的任何一个位置上。因此,一个明文字母就可以用其余的25个字母中的任何一个作为密文字母。同时,为了产生密表变换的密码组合,哈格林将B-21密码机上的突针数量的可变密钥轮也应用在新型密码机上。该机被命名为C-36密码机。可以说,哈格林圆满地满足了法国军方提出的要求:C-36密码机以平均每分钟25个字符的速度打印密文和明文,外形尺寸比当时的标准电话机座还小,质量仅1千克,相当于一本字典那么重。

法国军方对这种密码机极为满意,1935年一下购买了5000部。1936年哈格林在瑞典著名密码学家伊夫·居尔登的建议下改进了C-36,大大提高了C-36的保密性能。就在这时,哈格林开始将目光瞄准美国市场,同年就与美国的密码机构取得了联系。1937年他亲自去了美国。1939年他又一次到美国推销他的产品。

C-36型密码机内盖上开有显示密钥字母的显示窗

C-36型密码机左侧的旋钮转动一个有26个明文字母的指示盘

C-36型密码机的密钥轮

为美国服务

对于美国军方密码界特别是陆军密码界而言,1939年可谓是焦头烂额的一年。一方面,二战已经在欧洲爆发,早已提上日程的用以取代M-94密码机的新型密码机研制工作显得更加紧迫;另一方面,耗尽时间与资金的M-161密码机被证明是一件完全失败的作品。如果在战争中一两件装备落后敌人,还不至于对战局产生决定性的影响;但如果在密码通信上出现了问题,由此产生的后果则是不堪设想的。哈格林恰在这时出现对美国军方意味着什么就可想而知了,但弗里德曼对C-36密码机却并不感冒。

前文已经提到,弗里德曼和他的助手当时已经破译了B-211密码机,而且B-211与C-36不仅都是由哈格林设计的,还都是由B-21密码机改进而来。这3种密码机在内部结构上都是基于同一原理。然而美国陆军已经管不了那么多了,因为在陆军接触的密码机中没有一个性能比C-36更好,甚至连达到它水平的密码机都没有。在这种情况下弗里德曼只好提出一些对C-36的改进意见让哈格林回国改进。哈格林回到瑞典后不仅采纳了弗里德曼的意见,而且还采用了一些能使C-36密码机大批量生产的改进措施。这种C-36的最新改进型被哈格林的密码技术公司命名为C-48密码机。

哈格林的公司研制的C-48密码机。C-48与C-36在结构相差无几,并没有太大的改进。美国军方将其命名为M209。

哈格林的公司研制的C-48密码机。C-48与C-36在结构相差无几,并没有太大的改进。美国军方将其命名为M209。

1940年4月9日纳粹德国入侵挪威。哈格林担心瑞典即将成为希特勒的下一个目标,便加紧移民美国的计划。由于当时已经没有从挪威驶往美国的商船,所以哈格林一家渡船到了纳粹德国,经过柏林,越过德意边境,最终到达热那亚港,再搭乘“康特·迪·萨瓦亚伯爵”号邮轮到达纽约。此行他小心翼翼地随身携带密码机设计图纸和两部C-48密码机。这是一个非常冒险的计划。如果在德国(甚至包括意大利)期间盖世太保得知哈格林此行的真正目的和他随身携带的物品的话,哈格林一家的结局恐怕是十分可怕的。

到美国后,美国陆军要求测试这种根据美国要求改进的C-48密码机。为了满足美国陆军的要求,哈格林又设法秘密地从斯德哥尔摩空运出了50部C-48。C-48顺利通过了在华盛顿的试验。经过长时间的谈判美国陆军同意用这种密码机作为中级密码体制。美国军方正式将其命名为M-209密码机,装备于从师到营的各级军事单位。

M209B型密码机(左)及其携行袋(右)

1942年史密斯-科罗纳打字机公司设在纽约州格罗顿的900多人的工厂,开始以日生产量400部的速度,秘密生产M-209密码机。整个战争期间,M-209的产量多达14万部。哈格林因此成了百万富翁。而美国陆军为了生产全球几万部M-209每8小时一换的密钥装置表,集中了几百名士兵在阿灵顿大厦日夜工作,后来还特别让一位语言学家设计出了一种自动生产密钥装置表的机器。

普罗耶什蒂的劫难

M-209密码机几乎是与使用它的美军一同参加第二次世界大战的。正如弗里德曼事先预料的那样,M-209只具备中度保密的特点。德军对它的破译比较成功。在M-209于1942年装备部队后不久,美、德地面部队就在北非交战了。对于德国军队而言,这次战斗的意义不仅限于通过“巴祖卡”认清了单兵反坦克火箭的重要性,从而开始了“铁拳”的研制工作,而且也认识了M-209。多少令人惊讶的是,在二战美、德陆军的首次交锋中,德国陆军就部分破译了M-209。其实,这并不是不合情理的。M-209脱胎于哈格林的C36,而法军装备C36的数量多达5000部。

M209密码机的外盖与内盖之间可以塞入纸带、机油、备用印色、镊子、螺丝刀等必备工具与耗材。

法国战败后,德军肯定缴获了一部分C36。也就是说,自1940年起德国密码学家就开始分析这种密码机了。而在之后的战斗中,德军又缴获了一部分在C-36基础上改进的M-209,对它内部结构与特点有了进一步的认识。尽管从目前的史料来看,德国对M-209的破译并未像英国对“恩尼格玛”的破译那样达到相当系统化并对实战产生重大影响的程度,但也靠它取得了一些胜利。

M209的内部结构,可清晰地看出①凸片、②杆、③控制臂以及④卸掉密钥轮的轮轴,尤其是控制臂上的斜面很明显

1943年8月1日美国陆军航空队的178架B-24“解放者”轰炸机自利比亚的班加西起飞,去执行一项极为重要的任务——轰炸罗马尼亚的普罗耶什蒂油田。在为这次长途奔袭而准备的演习中,有关密电竟被德军截获并破译。德军虽知悉美军即将轰炸普罗耶什蒂油田,但具体日期等重要情报还不清楚。

在发动奔袭的当天上午,美军轰炸机起飞后保持了无线电静默。但美国第9航空队基地为了避免曾经发生过的误会,向地中海有关盟军进行了联络,通报了有关情况。这些密电被雅典附近的一个德国空军无线电侦收单位截获,并在几分钟内破译,随后立即通报有关防御司令部。德军深知这块支撑第三帝国战争机器的主要石油供应基地对德国来说意味着什么。于是,从班加西到普罗耶什蒂的所有德国空军部队几乎都起飞作战。

本来,普罗耶什蒂油田的防空力量已十分强大,但德军仍不放心,于是在原有部队作好充分战斗准备的同时,又紧急调集了大批防空部队在普罗耶什蒂油田作战。罗马尼亚空军也加入到同美军作战的行列。这样普罗耶什蒂油田的防空力量显然远远超过了美军事先的估计。结果,美军53架(一说75架)飞机被击落。美军在此次战斗中几乎1/3的兵力被歼灭。第一攻击波只有13架飞机得以返航,而油田只遭受微不足道的破坏,并未对石油正常生产产生根本的影响。美军在这次空战中使用的密码机只能是M-209。但德军破译M-209的具体方法和程度,至今还不为人所知。

在太平洋战场上,日军通过缴获和购买的M-209密码机知悉并研究了它的原理,购买渠道至今不明,但德国拥有缴获法军的C36,意大利海军也使用一部分C36。美军情报人员在审问日军战俘后递交的报告中称:“一个报告说明,(日军)在破译M-209密报。”从现有的史料来看,日军的一部分成果似乎是利用密码机故障和操作员失误取得的。但效果极其微弱,几乎没有对任何一场战斗产生影响。日本连M-138这样的低级密码都不能破译,更不用说M一209了。二战结束后,美军在朝鲜战争中也使用过M-209密码机,但那时我军正规化的密码破译工作刚刚起步,力量薄弱,所以至今尚无史料说明我军和朝鲜军队破译过M-209。

M209的操作极其简便,即使在野战条件下也能满足需要。

凡是在战争中使用过M-209密码机的美军士兵都对其高度的可靠性留下了深刻的印象。从北非沙漠到东南亚丛林,从欧洲到朝鲜,无论是炎热还是酷寒,无论是干燥还是潮湿,M-209都能可靠地工作。同时,坚固的结构也使它在战斗中剧烈的颠簸下不会损坏,在操作上,它的简易性也是无可挑剔,操作员只需转动旋钮和扳动驱动柄。

用脚蹬住背带,M209就能在膝盖上进行操作。

战后岁月

M-209密码机在战争中的出色表现为它在战后的经历埋下伏笔。1944年哈格林回国。在斯德哥尔摩南郊,密码技术公司重新成立。二战的残酷使瑞典在法律中作出规定可用于战争的专利发明可随时被政府征用并收归国有,但这条法律取得了适得其反的效果一—慑于这条法令和瑞典的税额,1948年哈格林开始在瑞士的楚格州投资。

哈格林很快在M一209的公司版本C-48密码机的基础上开发了C-52型密码机。C-52型密码机的具体结构与C-48大体相同,但作了关键改进。密钥轮上的突针数量分别变成了47、43、41、37、31、29(请注意,新的突针数也都是互质的)。密钥不重复周期由此变成47×43×41×37×31×29=2756205443个字符。密钥轮可按不同的次序装卸。印字轮上的字母序列是乱序的。这些措施加强了保密性。

C-52型密码机

指示盘被设计成类似电话的拨号盘,可以一次看清所有字母,因此使用更加方便。C-52与C-48在零件上可以通用,简化了后勤,方便了购买C-48的老客户。一台C-52密码机当时售价600美元。同时,哈格林还推出了一些方便客户使用的附件:一种带键盘和小电机的底座,大大加快了操作速度;附件PE-61可将密文在电传打字机纸带上穿孔;突针安装器SRP-58可便于安置突针。

二战结束后的年代是一个风起云涌的时代。广大亚非拉国家纷纷摆脱殖民主义的枷锁取得独立。这些国家迫切需要保护好自己的秘密。鉴于M-209在战争中的出色表现,C-52非常受欢迎,销量很好。阿拉伯国家、缅甸、泰国和其他使用非拉丁字母的国家也可买到适合本国语言的C-52。

C-52密码机的使用如此广泛,引起了美国的注意。1957年弗里德曼奉命出访欧洲。当时弗里德曼已66岁高龄,有过精神病史(那是为破译日本的“紫密”而付出的代价)。心脏病的3次发作让他险些去见上帝。尽管如此,他仍披挂上阵,可见美国对此次出访的重视。弗里德曼此次出访的目的表面上是为弥合英美两国情报机关在苏伊士运河战争中的巨大分歧,实际上更主要的目的是到瑞典考察密码技术公司和到瑞士会见哈格林。

日本的“紫密”密码机

这次考察和会见的具体目的和细节至今仍是美国国家安全局的机密,但可以肯定的是弗里德曼决不仅仅是不顾身体的孱弱,去和这位从某种意义上讲“不打不相识”的老朋友叙旧(他们之间的关系很不错)。大多数情报史学家都认为,美国政府是想利用这种私人关系,让哈格林提供破译密码技术公司生产的密码机的“窍门”,包括C-52密码机。

1959年哈格林将公司整体搬迁到瑞士楚格,和以前在瑞士的投资合并成密码股份有限公司。1983年这位一生富有传奇色彩的富翁,永远合上了双眼,但这并不能阻挡由他创建的密码股份有限公司的成功脚步。密码股份有限公司至今仍在瑞士为世界130个国家的政府、军队和公司生产密码机。(续完)

密码股份有限公司(Crypto AG)公司

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