瑞士在二战期间研发了内玛牌密码机
瑞士在第二次世界大战期间,研制出了比德国恩尼格玛密码机(Enigma)更先进的密码机:内玛(Nema)密码机(也称加密机)。
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第二次世界大战前,瑞士在密码学,即(加密技术)领域并没有任何经验。然而,一群数学家和工程师在战争期间还是研发了一台密码机。这台机器被命名为“Nema”(内玛),即”Neue Maschine“(“新机器”)的缩写。1948年,内玛被移交给了军队,直到20世纪70年代,一直都在使用。
直到1992年才解除保密机制,并于1994年以50瑞郎的玩笑价出售给收藏者。要想了解内玛的发明过程,我们需要追溯一下历史:在第二次世界大战期间,瑞士军队实际上使用的是德国的K型恩尼格玛密码机。字母K代表“商用”的意思。这台机器的正面没有所谓的钉板,也就是附加密码装置。
当时的专家之一、年事已高的保罗·格鲁尔(Paul Glur)在2001年时回忆说:“第一次世界大战后,加密领域陷入了沉睡阶段,直到第二次世界大战前不久,各国才开始疯狂采购先进的设备。第一批238台恩尼格玛密码机于1938年运抵瑞士,后来的订单就再未到货了。
德国恩尼格玛密码机的操作演示(英,Youtube)
战争刚刚开始,情报部门就收到了瑞士无线电传输遭到破译的消息。原因是不规范的操作,一些机器的转轮线路没有更换。这令德国很容易就破解了信息。
最初,军队的战争技术部门只是想复制恩尼格玛密码机,但被请来的专家们提出进行新的研发,并最终获得许可。这三人是雨果·哈德维格(Hugo Hadwiger)、海因里希·埃米尔·韦伯(Heinrich Emil Weber)和保罗·格鲁尔( Paul Glur)。哈德维格当时是伯尔尼大学的数学教授,保罗·格鲁尔是他的学生;海因里希·埃米尔·韦伯是当时PTT测试部门的负责人,后来PTT拆分为瑞士邮政和瑞士电信。
这三个人都知道恩尼格玛密码机的一些(就算不是全部)弱点:例如,转轮滚筒是有规律地被驱动的,整个设备只有三个独立滚筒和一个反转滚筒。虽然这样保证了多种组合的可能,但只要有一点专业知识的人就有办法限制这些组合,因此破解这台机器并非难事。
在战争期间,瑞士新密码机的第一批产品的样本已经研制出来了,但正牌产品直到1945年初才正式定型。规格说明写得非常详细:”机器比样品更结实,按键更坚硬、更精确,手柄也比以前更宽、更牢固。新密码机由泽尔维格股份公司(Zellweger AG)生产,这份文件现存于瑞士联邦档案馆。
这个位于乌斯特(Uster)的公司自19世纪以来一直活跃在电信和无线电技术领域。第一批机器于1947年出产,并于1948年投入使用。机器被编号并包装在一个木制运输箱中,箱上标有TD标志(按压式机器的缩写)。
该厂当时一共生产了640台机器,分为三种型号:包括练习机、战争机(K-Mob型)和外交专用机。这些机器的转轮设计各不相同。其中一个转轮为反转滚筒。这意味着内玛密码机可以同时用于加密和解密。
不过,这也意味着一个字母永远无法转换成这个字母本身,字母A再也无法用于书写A。这本来是恩尼格玛密码机的一个严重缺陷,现在也是内玛密码机的一个严重缺憾,但当时人们还不知道这一点。
直到1977年,随着《超级秘密》(The Ultra Secret)一书的出版,公众才知道到英国和盟军在第二次世界大战期间是如何破解最复杂的恩尼格玛密码–即所谓的“海军陆战队恩尼格玛密码”的。
在设计上,内玛与恩尼格玛密码机仅有细微差别:由一个键盘、一个带白炽灯的内部显示器、一个带四个可移动的双轮转轮的转轮盘和一个方便使用的外部显示器组成。
此外还增加了一个反转轮,这样操作者就可以看到十个轮子。由于转轮数量较多以及可以进行不规则拨动,内玛密码机要比恩尼格玛密码机安全得多。
操作内玛密码机需要两个人:一个人扫描无线电信息进行加密或解密,另一个人从光照显示器上读取结果并记录在一张表格上,然后用莫尔斯电码传送。
不过,机器必须事先准备好:安装好转轮,由所谓的按键指令控制好每个滚筒的准确位置才能使用。无线电操作员必须根据每日设定的密码为每条信息计算出一个单独的信息键。
这是一个繁琐、耗时且极易出错的过程。而真正的加密是在这些转轮中进行的,字母按照一个复杂的方案进行转换。
按照当时的标准,这台机器被认为是安全的。它在军队中一直使用到20世纪50年代末;在外交通信中则使用了更长的时间,直到1976年,主要用于经济信息和与瑞士所谓的斡旋外交有关信息的加密。
20世纪50年代末,市场上出现了更新、更快的加密远程印刷机技术。使用这种技术的第一种机器是由位于雷根斯多夫(Regensdorfer)的Gretag AG公司在50年代中期生产的,并于1958年以KFF-58为代号进入部队。
KFF是加密远程印刷机(Krypto-Fern-Schreiber)的缩写。该设备可由一个人单独操作,使用十指系统书写,速度至少是老式内玛密码机的十倍,但这个机器并不适合外交通信,因为在外派中心有太多的人可以阅读电报。
内玛密码机依然用于军队中的紧急无线电网通讯。不过,这个机器在军队无线电操作员中并不特别受欢迎,因为操作按键时必须用很大力,所以也被戏称为“断指机”。
如今,内玛密码机已成为热门收藏品,售价在5000-10000瑞郎之间。苏黎世工程师瓦尔德·施密特(Walter Schmid)就是其中一位收藏家。
20世纪70年代,他曾在瑞士驻德里和达卡大使馆担任过一段时间的无线电报务员,并花了数十年时间研究密码学,尤其是内玛系统,并编写了大量相关文件。
如今,在许多瑞士和国外的博物馆中都能看到内玛密码机,网上也有内玛密码机的模拟器。
内玛密码机的这段历史证明,瑞士军队是如何根据自己的需要开发出一种满足当时所有要求的机器的,这说明瑞士能够依靠自己在精密机械和电信领域的稳固发展来武装自己。
然而,内玛密码机只是一个特殊案例。大概是出于安全考虑,该机器从未销往国外。其实当时没人知道,英国和美国在战前也发明了比恩尼格玛更安全的密码机:英国的叫Typex,美国的叫SIGABA。
(编译自德文:杨煦冬/dh)
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