你有没有想过,为什么所有和智商相关的测试题中都会有找规律的题目,难道真的如某些科学家所说,人类就像一个计算机程序,人类存在的意义就是为了寻找各式各样的规律。
今天咱们就来聊聊这个人类寻找规律,这项技能到底有多么的可怕。
在第一次世界大战当中,英国曾经面临了一个特别绝望的境地,差一点就要被德国拿下。
当时英德两国开战不久之后,德国便开始在英国海域投入潜艇进行无限制的攻击。
所谓无限制的攻击就是攻击英国海域内的任何船只。
而这一举动呢直接影响到英国的命脉。
因为当时的英国呢,它国内的粮食基本上都是靠进口。
要是海域被德国完全封锁个几个月的话,那么英国呢最后就直接只能缴械投降。
不过眼看封锁线就要建立完成的时候,德国的潜艇却在无限制的攻击当中击中了一艘美国的民用轮船。
随后美国国内瞬间群情激愤,此时的英国就开始在旁边煽风点火,希望美国能就此向德国宣战。
德国一看,发现情况不对,马上就开始公开服软,公开认错,并声称自己以后的潜艇在攻击之前都会先浮出水面看一看。
再也不会攻击到美国的船只了。
美国一听就突然想到了一个两全之策,就是既能不卷入战争当中,还能解决英国小兄弟的燃眉之急。
这个计策呢就是仗着德国人不会攻击美国的船只,于是呢就把英国在外面采购的粮食全部装到美国的邮轮里面,运到英国去。
可惜美国的如意算盘呢早就被德国看在眼里,于是呢德国将计就计,就推出了一个满嘴世界和平的一个外交官阿瑟齐莫尔曼。
此时的美国人还天真的以为德国终于开始主动寻求和平了。
就连美国的报纸上都写着我们的朋友齐莫尔曼和德国的开明化是德美关系未来最好的预兆。
相反,英国方面反而变得更紧张了。
他们就预感到这也一定是德国人的一个阴谋。
但是呢他们也知道,要是没有足够重磅的证据,是根本叫不醒,愿意活在梦里的美国的。
于是呢英国就干了一件足以扭转战局的事情,那是在一个夜黑风高的夜晚,英国舰船特尔康尼号借着夜色的掩护,悄悄靠近了德国的海岸。
它当时抛下锚的位置,正是德军通往世界其他各地的通讯命脉所在之处,即德军跨大西洋的海底电缆所在之处。
第二天太阳升起的时候,这些电缆已经全部被切断,这就意味着德军最安全的通讯系统已经被毁。
自此之后呢,德军只能通过不安全的无线电向其他国家来发送信息。
而此后不久,英国也是得偿所愿的,截获到了一份特别关键的重磅证据。
这份证据呢正是德国外交大臣齐莫尔曼发给墨西哥的一封电报。
不过呢这是一份加了密的电报,所以能不能破解这封电报就成了这场战争的关键。
那这封电报到底有多难破解呢?
首先呢我们要有一段钥文,然后像这样给钥文中的每一个单词都编个序号。
这个序号对应单词的首字母就是密文1就表示F,2就表示E,3就表示I如果我们把之前的那段钥文整理成密文的话,它其实就是这样一张表格。
破解密文的一种方法叫做频率分析法。
就比如E这个字母,它是在英文中出现概率最高的一个字母。
所以在密文当中,无论你用其他的哪个符号来代替E相应那个符号出现的概率一定是最高的。
而频率分析法这个在密码界纵横了几百年的破解方法,哎,却在这里翻了车。
由于在这张表中我们可以看到表示E的不再是一个符号,而有四个符号它们都表示E所以通过频率分析出现最多的数字,它表示的未必就是E。
这也是当时德国人对他们的加密手段自信的原因。
然而那个时候的德国呢,并不知道他们此次的对手是英国花举国之力搭建出来的一个专门进行密码分析的结构,40号房,也就是俗称的英国密码学。
据记载,当时牛津剑桥的数学系里面有名的教授基本上都在40号房里面挂职。
也正是因为有这些优秀大脑的加持,40号房呢才开拓出了一种让人瞠目结舌的破解方法,创造规律。
比如英文中的这个单词,它就只会出现在句首,而不会出现在句末。
而and这个单词呢它只会出现在句中,这就是一种规律。
并且在视觉方面,像the和and这种常见的词,他们在文章中出现的位置会形成一些特有的图形,而且不同的单词它们形成的这个图形特点就不同。
这也是一种规律,而破解密码的关键在于,你能否仅仅只观察一堆数字,就发现上述的这些规律,一般人肯定是做不到了。
但是40号房里的人呢却有人做到了。
所以说呢英国成功破解了德国大臣齐莫尔曼发给墨西哥的加密电报,这才让美国相信德国准备速战速决,一方面,德国准备重新开启无限制潜艇战争,还彻底封锁英国的海域,以此来断了英国的补给。
另一方面,德国会在经济和军事上支持墨西哥,让墨西哥有足够的底气去进攻美国,以收回诸如德克萨斯、新墨西哥以及亚历山大的领土。
如此一来,美国便无法抽身来帮助英国,所以接下来只需要四个月的时间,英国必会缴械投降。
年3月1日,齐莫尔曼电报的内容在美国国内被公开。
一个月之后,美国向德国宣战,自此胜利的天平终于开始倾斜。
一年之后,德国宣布投降。
这次的失败呢让德国痛下决心啊,一定要解决这个加密问题上的痛点。
于是呢就有了大家经常在二战题材的电影里面看到的这个其貌不扬的黑盒子,就这么一个看起来十分简陋的黑盒子。
它的价格换算成今天的物价的话,差不多得2万英镑一台,相当于现在一个普通英国人一年的收入。
这个黑盒子呢就是当年号称无法被破解的加密电报机恩格玛密码机,恩格玛机乍一看上去啊,它其实类似于一个打字机,但不同于打字机的地方在于键盘上面的这些小灯泡,就每个小灯泡呢也对应一个字母。
还有就是最上面决定恩格玛基身价的这些转子。
这个转子越多,这台机器的身价就越贵。
而这个转子呢它其实就是这样一个,两个面上都有26个孔,中间呢用错综复杂的线将两个面上的孔一一连接起来的这样一个电路板。
它想达到的效果呢,其实就是你在输入一个字母的时候,它会出来另外一个字母。
就比如你输入一个H那最后打出来的可能是一个K而且为了增加破解的难度,一般的恩格玛吉呢都会配备三个或者三个以上的转子,而每多一个转子它就能比之前多出26倍的这个排列组合的情况。
本来这些转子呢是需要使用者自己来转的,但是德国人呢为了防止这个使用者的偷懒,就是你长时间就着一种设定用,哎也不去转那个转子,那相当于你这个加密水平啊就大打折扣了。
所以当时的德国为了让输出的这个字母变得毫无规律可言,他们就直接把这个恩格玛机改造成了你每输一个字。
它那个转子呢就自动转一下,而且这还没完。
为了能让收到密信的这个人,他们能轻松的解密。
他们还给这个恩格玛机装了一个反射器。
这样一来呢如果你在键盘上敲下一个H那么H处的电流啊就会经过几个转子复杂的线路,然后走到反射器,然后再回过来,最后呢走到了L处。
此时呢就说明H它已经被加密成了L而这个时候键盘上方代表L的灯它就会亮起。
那收到密文L的人呢,他只需要把他的恩格玛吉调成和你相同的设置,也让他输入L最终键盘上方表示H的灯会亮起来,这就实现了傻瓜式解密。
所以说是傻瓜式解密啊。
但是对于那些不知道转子设置的情况的人来说,想要破解其内容可以说是天方夜谭。
就是说当时德国军用的恩格玛机号称全世界60亿人,每人每秒可以测试一种排列组合的话,也需要20亿年才能把所有的排列组合测试完毕。
就这样,德国的恩格玛吉无法破解的局面持续了二十多年来,直到这个男人的出现,这个人呢,就是素有计算机之父之称的天才科学家艾伦图灵。
图灵当时作为英国最顶尖的数学家和逻辑学家,他直接就被英国皇家海军给相中了。
请去破解德国的这个恩格玛机。
结果图灵一出手啊,这个二十多年悬而未决的难题在两年之间就告破了。
那整个破解过程呢只能用八个字来形容,就是惊世骇俗,异想天开。
图灵在接触被英国截获的德国密电的一周之后,就发现了一条破解思路。
当时他就发现每天早上五点半都会有一封电报准时被发出来,而且每天五点半这封电报呢它的长度都还差不多。
于是图灵就猜测这大概率是和天气预报有关的。
单凭这一点,它就锁定了天气这个单词的位置,这样呢它就有了破解恩格玛奇的第一把钥匙。
不过一把钥匙完全不够,还需要更多的钥匙。
于是图灵心想,既然这个恩格玛机难以攻破,看起来毫无破绽,那么就转变思维,从使用恩格玛机的人或者地点入手。
如果说恩格玛机可以做到完全随机,毫无规律,但是使用它的人一定做不到毫无规律。
比如发电报的时候,每一个人他都有特定的敲击习惯,有的喜欢三个字母,三个字母敲,有的喜欢四个字母,四个字母敲。
那有的人呢则喜欢在某些字母上停留更长的时间。
那通过这些细节呢就能确定电线的那头今天到底是谁在上班。
那还有更离谱的是,他们可以通过不同地点截取的同一份电报的时差以及信号强弱,就能准确的定位发电报那台恩格玛机的位置,就是通过这种奇葩途径获得的零零星星的一些信息,便已经足以让图灵在破解恩格玛机这个巨型拼图游戏当中确定最关键的那几块拼图的位置。
但由于每天恩格玛基这个转子的设置啊都会发生变化,所以图灵剩下要解决的问题就是如何在一天之内在只有的最关键的基础信息的情况下完成这幅巨型的拼图。
此刻看到恩格玛机上用来加密的转子给图灵来了灵感。
最后他硬是把这个解密的游戏玩成了一个电流拼图游戏。
他当时可以说是做了一台巨型的恩格玛机,里面呢有成千上万个转子。
然后呢,他把已知的这种关键词全部都挑出来,旁边呢都给他装上灯泡,然后他就让这些转子高速转动。
我们知道每个转子它其实就代表了一种线路连接的方式。
所以这些成千上万的转子在转动的时候呢,相当于是成千上万的人在疯狂的转换接线的方式。
而只要这个线路一通,那么所有关键词旁边的灯泡呢都会亮起。
那么此时所有的转子便会停下来。
那此刻这台巨型的恩格玛机哎就完美的还原了。
当天德军恩格玛机的设置,
而这台巨型的恩格玛机就是有着图灵炸弹之称的恩格玛破译机
恩格玛机的破解不是一个终点,而是一个起点。
似乎从这一刻起,人们把找规律和一步一步试这种简单粗暴的方式,分别交给了更适合他们的两位选手。
人脑电脑。
这可能也是为什么人们喜欢用暴力求解的速度来衡量电脑的性能,而用找规律的速度来衡量人脑的行为。