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（3）在插口板上，如果该字母正好属于6对连接起来的插口中的一对，则互换字母，否则不作互换，通过接线圆环把字母信号传到右面第一转轮上；
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（4）该转轮通过内部电线的连接方式，对输入的字母作替换，然后传到中间一个转轮，同时自己转动一格；
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（5）中间的转轮再对字母作替换，然后传到左边一个转轮，这时如右边转轮正好从25格转到0格，则自己也转动一格，否则不转；
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（6）左边的转轮再对字母作替换，然后传给最左边的反射轮，这时如果中间的转轮正好从25格转到0格，则自己也转动一格，否则不转；
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（7）反射轮也对字母作替换，然后传回给左边转轮，反射轮永远不转动；
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（8）字母信号再从左边转轮、中间转轮、右边转轮和插口板依次传回，每经过一处都要作一次字母替换；
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（9）最后，信号传到字母板上，使相应字母下面的小灯泡闪亮，这就是加密后的字母。
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由于反射轮的作用，使得“隐谜”的解密变得很简单，其过程与加密相同。在设定好了与加密时一样的转轮初始值和插口接线后，在键盘上打入密文，则经过以上步骤后，在字母板上就显出了明文。
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从以上的加密过程可以看到：从明文到密文，一个字母要经过至少7次至多9次的替换，而且对于转轮的不同状态、插口板的不同连接以及套接圆环上不同的字母排列顺序，其替换都是不同的。所以“隐谜”的加密方法比以往任何的加密方法复杂得多。谢比乌斯因而在向德国海军推销自己的产品时，很自信地说，即使敌人拿到了一台“隐谜”机，也破解不了密码；即使他们掌握了“隐谜”机的加密原理并获得了一部分密码，也发现不了密钥（即“隐谜”机的初始设定）。
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“隐谜”机的市场销售并不好。直到后来，德国人意外地从丘吉尔的回忆录中得知，在第一次世界大战中，自己的密码系统早被英国人破译，因此遭受了惨重损失。德军于是开始着手改进自己的密码系统。这时，他们看中了“隐谜”这一革命性的密码装置。1926年，德国海军开始采购“隐谜”机，同时要求对它进行彻底地改装，使得它比商用的“隐谜”机更复杂更安全；2年后，德国陆军也开始使用。1933年，纳粹上台。不久，希特勒撕毁《凡尔赛条约》，开始肆无忌惮地扩充军备，“隐谜”机则成为德军最重要的秘密通信工具。
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3.波兰数学家首作贡献
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第一次世界大战后的波兰，处于一种尴尬的境地。她东邻苏联，西接德国；两个强大的邻国一直在虎视眈眈，觊觎着她的领土。当时的波兰就像一只身处险境的野兔，要时刻竖起警惕的长耳，留心着不怀好意邻国的一举一动。隶属于波军总参谋部情报机构的密码局，就是波兰的长耳，它一直在监听国外的无线电通信。虽然波兰的国力远不如她的邻国，却拥有欧洲顶尖的密码技术。他们对德国人的密码系统一直了如指掌。然而，到了1928年，波军密码局发现德军开始使用一种全新的密码，这种新密码根本无法破解，这使他们感到日益不安。
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不久，他们做出了一个很有远见的决定：培养数学专业的学生来帮助破译德国人的密码。当时的这种做法实属一项创新举动，因为那时人们都认为破译密码不需要多少数学知识。许多国家都请语言分析专家、纵横字谜高手和国际象棋冠军来破译密码，很少找专业的数学家帮忙。后来的事实证明，只有采用数学方法，才能对付“隐谜”这样的密码。
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1929年1月，波兰波兹南大学数学系的一群20多岁的大学生和部分研究生被要求宣誓保密，然后开始学习一门密码学课程。学生们每周上两个晚上的课，几个星期后就开始破解各种密码，那些无法完成破解功课的学生则被淘汰。随着课程的深入，破解的密码越来越难，过关的学生也越来越少。最后只剩下3名最优秀者，他们是雷耶夫斯基（Marian Rejewski，1905—1980）、齐加尔斯基（Henryk Zygalski，1907—1978）和鲁日茨基（Jerzy Rozycki，1909—1942）（图9.3.4）。正是这三位年轻的波兰数学家，后来破译了曾经被认为是不可能被破译的“隐谜”密码。其中雷耶夫斯基居功至伟。
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▲ 图9.3.4 雷耶夫斯基、齐加尔斯基和鲁日茨基
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1932年夏，雷耶夫斯基、齐加尔斯基和鲁日茨基一起正式加入了密码局。同年10月，密码局的领导就把那个谁也拿它没办法的德军新密码交给雷耶夫斯基破译。令他们喜出望外的是，这位年轻人在数周之内就取得了进展。
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由于常规的破译方法对于“隐谜”密码毫无作用，雷耶夫斯基决定另辟蹊径，从分析密码机的工作原理着手。他发现从数学的角度来看，密码机的作用就是对26个字母进行置换，而所有可能的置换通过合成关系形成了一个置换群[1]。
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雷耶夫斯基于是建立了“隐谜”的置换群方程，并断定只要解出这些方程，就能够破解它的密码。但是在一般情况下置换群的结构很复杂，所以这些方程几乎无法解出。幸运的是，他发现了“隐谜”两个致命的弱点，使得局面完全改观。
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其中一个弱点来自于密码机的结构。如上小节所述，密码机上有个反射轮，由于该轮的作用使得加密和解密的过程完全一样，即如果键入字母a得到x，则键入x就得到a。如此操作当然很方便，但对于密码的安全来说，这种方便是一场灾难。雷耶夫斯基发现，由于“隐谜”的这一功能，使得它的置换群结构变得简单：所有的置换都是字母的两两对换（transposition）。这就大大降低了求解置换群方程的难度。
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“隐谜”的第二个弱点来自于它的操作规程。如前所述，每份“隐谜”电文的开头都有一组6字母的密钥字符串，它是通过把转轮初始位置的3字母密钥重复加密得到的。重复加密的目的是为了确保接收方能够获得解密电文所需的密钥，但它也提供了雷耶夫斯基求解置换群方程的钥匙：比如说，在某天“隐谜”的某一份密文中，其起首的密钥字符串为
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dmpvbm,
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则可以假设加密前相应的明文字母是xyzxyz，这xyz三个字母就是该电文的密钥，也就是加密电文时3个转轮的初始位置参数，它们对于破译者来说是未知的。用置换的语言来描述：如果假设密钥字符串上第1个位置上的置换为T1，第2个位置为T2，…，第6个位置为T6，则有
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T1(x)=d,T2(y)=m,T3(z)=p,T4(x)=v,T5(y)=b,T6(z)=m.(1)
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