为了从恩尼格玛系统中提取有用情报，伊丽莎白·弗里德曼（或其他任何人）需要完成两件互相独立且极其困难的事。首先，机器本身必须被“破译”，必须推演、勘察其内部的工作原理——轮盘的运动和控制轮盘的错综复杂的电线。这需要某种人类智慧的飞跃，需要某种数学推演的壮举或是创造性的猜测。接着，一旦破解了布线——这是系统中通常不会改变的部分——密钥就必须被复原。根据不同纳粹部门的惯例，每隔一段时间（月、周、日），密钥就会改变。如果你在早上找到了恩尼格玛的密钥，你可能会在晚上睡觉的时候再次被锁在门外。要是你第二天想阅读新一天的信息，就必须再次找到密钥。
当时有很多德国人在使用很多台恩尼格玛，同时有很多不停改变的密钥，不可能手动复原密钥。因此，密码破译员需要自己制造机器来攻击敌人的机器，巨大的电子机械装置和一些最早期的数字计算机，也就是自动化。波兰的密码破译员是第一批[1038]破解恩尼格玛，自动复原密钥的人。他们造出了完美还原恩尼格玛轮盘旋转的“炸弹机”，在可能的字母中搜寻，直到找到可能符合的结果。后来，英国数学家艾伦·图灵根据数学原理发现了让“炸弹机”更加有效[1039]的方法，并在此之前解决了被称为“对照文”（Crib）的文本内容——对照文可能代表某位纳粹军官的名字、一天中的某个时刻或者“希特勒万岁”。他的解决方案本质上就是搜索算法，即当代互联网搜索算法的前身。图灵的传记作者称这些算法为“寻找帝国钥匙的搜索引擎[1040]”。这就好比反纳粹的谷歌。
当时英国的密码破译员在布莱切利园工作，那是一座位于伦敦郊外的公馆。1938年到1945年，布莱切利的工作人数从少数发展到了数千人，其中大部分是女性，她们是被皇家女子海军招募的，负责操作炸弹机以及其他工作，住在乡下的大房子里。
恩尼格玛的密码破译程序后来被称为“超级”（ULTRA），这是因为恩尼格玛破译方法被贴上了“超级绝密”（TOP SECRET ULTRA）这一令人印象深刻的标签，以此提醒人们要最大程度的小心处理。后来，美国与英国结盟，在华盛顿组建起自己的“超级”工厂，共同承担责任。但在战争早期，当伊丽莎白和她在海岸警卫队的部门分析他们的第一台恩尼格玛机器时，“超级”是严格意义上的英国特权。没人告诉美国人该怎么做，他们不得不自己想办法。
起初，伊丽莎白根本不知道自己处理的是恩尼格玛，恩尼格玛密文看起来和很多其他密文没什么两样，都是类似的无意义字母段。1940年1月，海岸警卫队的无线电监测器开始每天拦截一到五条信息[1041]，呼号分别是“MAN V NDR”和“RDA V MAN”。伊丽莎白没能搞清楚这条线路上被截获的前二三十条信息。然而，在积累了更大的信息“深度”（六七十条信息）后，她得以将这些信息互相叠加地写在工作表上，通过一种新视角竖着端详这些字母。
恩尼格玛是一台多字母密码机，它通过按下每个按键创建一组新的密码字母表。这就是机器之美。然而，如果某位使用恩尼格玛的人用相同的轮盘起始位置输入了多条信息，那么每条信息的第一个字母就会位于同一组字母表中，每条信息的第二个字母也将位于同一组字母表中，第三个字母同理。换句话说，任何单独的信息都充满了字母，但如果密码破译员将信息排列成塔形，那么塔的每一列都是单字母字母表——即同一组字母表：
1 2 3 4 5 6 7
D X J X L H N ...
L W S X I Y F ...
M H O S S L C ...
此处第一列中的字母D、L、M都位于同一组字母表中。第二列的字母同理，以此类推。
在仅有三条信息的情况下，没有足够的信息给予密码破译员帮助。信息“深度”太小了。塔形需要更多层级。当信息数量接近20条或更多时，随着深度变大就能看到字母的出现频率：
1 2 3 4 5 6 7
D X J X L H N ...
L W S X I Y F ...
M H O S S L C ...
M A P A C T Y ...
F P W S G S C ...
Y Q A S A C W ...
N S H W U F C ...
F U W X G S P ...
M B D W X U O ...
O P O D Y X L ...
A J Y S X F D ...
M W S X E C C ...
M在第一列中出现了四次。在这一列中，M可能和字母E对等，E是德语及英语中最常用的字母。在其他列中，可能有不同的字母和E对等。现在，密码破译员可以通过经证实的可靠方法将明文字母填充进去，拼凑出对手的信息。
这样一来，“依靠信息深度破译”的技术就能把困难的问题简单化。诀窍在于，首先要让消息的深度一致。如果使用恩尼格玛的人每次发送信息都改变轮盘的起始位置，那么塔形结构的每层必须交错以跟随起始位置的移动。
弄清楚如何让消息深度一致是门微妙的艺术。这可以通过巧妙猜测和反复试错实现，也可以通过应用重合指数的原理来实现，这是威廉·弗里德曼关于塔形文本中字母间关系的基本观点。伊丽莎白在她的工作中倾向于两种方法都用，不过幸运的是，在这种情况下，她不需要将消息排列整齐，因为发送者犯了个错误，让所有消息用了一样的起始位置。这些信息已经具有一定深度了。不久，海岸警卫队的密码破译员就得以识别出每列中频繁出现的字母，利用这些字母拼凑出了第一批信息中大部分的明文内容。
这些单词似乎是德语单词。
伊丽莎白和她的同事们仍然不知道自己处理的是哪种密码，所以现在他们决定写下不少已经通过信息深度破译的信息的字母表，也就是和明文字母对等的密文，看看会否浮现某种模式。他们很快就注意到，字母的加密形式从来不会原封不动：A从来不会代表A，B从来不会代表B。这说明他们处理的是恩尼格玛密码。
他们走到海岸警卫队办公室的架子前，拿起他们的老式商业版恩尼格玛机器。
密码破译员已经破译了大部分信息，但现在他们想知道自己是否能破译机器本身——布线。了解布线可以更轻易地破译新信息。如果没有布线，一旦密钥改变，他们就不得不重复一遍烦琐费力的信息深度求解过程。他们现在面临的挑战在于，用他们复原的文本、明文字母和密码字母，朝这台未知的机器倒推，好比一位警探分析凶杀现场的血迹，从这些红色证据入手，回溯到犯罪时刻，从血痂中推断出刀的速度和角度。
海岸警卫队不知道的是，研究恩尼格玛问题的英国和波兰破译员小组已经找到了从文本倒推机器的方法。波兰人通过一种代数方法实现了倒推，也就是排列的数学。杰出的布莱切利密码破译员之一，语言学家、古典文学学者迪利·诺克斯（Dilly Knox）[1042]则更依赖于模式识别和一种名为“方棍”（Rod Square）的字母格。然而海岸警卫队并不知道这些方法，因此，孤军奋战的密码破译员不得不摸索出自己的方法。他们仔细研究，转动轮盘。他们把字母写在滑动的纸条上，一边思考一边移动纸条。
在伊丽莎白看来，在自己通过研究信息深度研究已经发现的字母——明文字母与对等的密码字母——与恩尼格玛轮盘的转动之间必然存在着一种固定关系。为了验证该假设，她画了几张图表，将机器每个位置的字母间的关系可视化。她在表单上画了一种新的字母塔，这座塔比起照片更像是X光，更深入地探究了恩尼格玛的核心特性。然后，伊丽莎白立刻看到了清晰的模式，以及关于顺序和规律的暗示。
某些字母在页面上垂直地重复出现，如LL和HH，还有成对字母，如SJ和EM。伊丽莎白和她的同事意识到这些字母组告诉了他们关于恩尼格玛轮盘上成对的接线触点之间的间隔。这些图在低声诉说着关于机器物理复杂性的秘密。在接下来的几天内，密码破译员基于这些“显著的成果”，在更多的表单上填满了字母，画出了更多的塔，分析出现的模式，最终他们设法破解了这台未知的恩尼格玛全部三个轮盘的布线情况。接着，他们得以揭示从无线电线路中截获的所有未破译信息的明文内容。
密码破译员们现在意识到了两个有些令人失望的事实：明文中似乎没有包含纳粹的秘密，后来他们得知，这些信息是中立的瑞士军队发送的，他们有时会用恩尼格玛通过德语交流。接着，海岸警卫队将恩尼格玛的接线图和威廉在军队里的密码破译小组共享，以便对他们有用。军队报告称，该接线图和商业版本恩尼格玛的接线图完全一致。
伊丽莎白曾希望自己能完全掌握一台新的恩尼格玛。尽管如此，这仍然是一个重大成就。战争结束后，她的小组在一份机密技术备忘录中写道：“这种被认为是未知的布线复原[1043]，是在事先不了解任何破译方法或技术的情况下实现的，这被认为是美国第一例恩尼格玛布线的复原。”尽管他们几乎不爱吹嘘，但据伊丽莎白和她的密码破译员所知，他们是第一批破解一台未知恩尼格玛的美国人。
在此之前，密码机一直是威廉而非伊丽莎白的领域，但伊丽莎白对商业版恩尼格玛的破解方法彰显出了她在破解机器方面有和威廉相似的天赋。当然，她在1940年初还不知道这一点。摧毁第一台恩尼格玛只是工作而已。伊丽莎白对自己的能力有足够的信心，破解第一台恩尼格玛似乎是件合理又正常的事，她可以和自己的小组在给定的一周内完成任务。她既没有自吹自擂，也没有大惊小怪。无论如何，没有时间了。新的谜题不断出现在海岸警卫队面前，新的代码亟须破译，还有来自外部机构与日俱增的支援要求。
自始至终，伊丽莎白的明文内容一直在政府其他部门间流传。每次她的部门破译了一条信息，一位文员就会在一张新纸上输入英文的破译方法，即解密方法，然后交给海岸警卫队的通讯长官、海军中将法利进行宣传。根据解密内容的不同，海军中将可能会向海军情报部门（OP-20-G）、陆军情报部门（G-2）、国务院、英国情报部门或联邦调查局发送一份副本。解密文件就像政府血管里的红细胞，输送着原始情报的氧气，当不同的情报机构意识到伊丽莎白发现了大量关于纳粹间谍的信息，他们难以避免地会要求海岸警卫队破译更多信息。20世纪20年代，她曾抱怨政府工作人员“出现在我家门口”，希望她解决谜题。之后，他们仍然会出现在她的家门口，但现在，他们不是相对来说默默无闻的阿T了，而是世界上最强大的几位间谍组织首脑。
埃德加·胡佛喜欢在康涅狄格大道的哈维餐厅吃晚餐，这家店就在五月花酒店旁边，从他位于司法部总部的办公室套间步行五分钟即可到达。哈维餐厅是男女分开用餐[1044]的，女士餐厅在二楼，可通过街上的另一个入口进入。一楼是男士餐厅和酒吧，铺着打蜡的地板，还有华丽的皮质长椅。华盛顿有权有势的人会在这里吃牡蛎，然后放松一两个小时。
联邦调查局局长的脸上开始出现皱纹和眼袋，这些成为了他最终的大理石半身像的特征。当时他45岁，是这座日新月异的城市中为数不多的一成不变的人物之一。他穿着白衬衫，双排扣的布克兄弟西装，戴着一顶可以上下翻动的礼帽。他的特工穿着同样的制服。红润的前额把他浓密的黑眉毛和稀疏的头发分隔开来。他的办公室位于司法部五楼的角落里，室内后部放着一张整洁的大桌子，上面有一台收音机，通常有一瓶鲜花，还有一份装裱好的《领袖的惩罚[1045]》副本，这是1915年凯迪拉克的广告文案。它的部分内容是：“当一个人的成就成为全世界的标杆时，它也会成为少数嫉妒者攻击的目标。”
他通常在哈维餐厅点牛排或烤牛肉和凯撒沙拉[1046]，而且每次都在同一张桌子上吃饭。这张桌子是整个餐厅里最安全的位置，在楼梯下的门口几乎看不见。一位记者曾看到胡佛在哈维餐厅的一次晚宴上签了20次签名。他喜欢和自己的首席副手、武装保镖以及长期伴侣克莱德·托尔森（Clyde Tolson）坐在一起。那是一张只放了两把椅子的四人桌。胡佛来的时候，桌上总有一瓶酒等着他——这是他在这儿的例行仪式之一。
威廉·弗里德曼偶尔也会在哈维餐厅吃饭。有几次在餐厅里，这位密码学家的余光察觉到周围有人走动，接着一片阴影笼罩在了白色餐布上。他转过头，看见胡佛拿着一瓶酒站在那儿。他一言不发地点了点头，把酒倒进密码学家的杯子里[1047]。多年来，他一直尊敬威廉，感谢他定期协助联邦调查局调查案件。威廉会在空闲时间解开犯罪嫌疑人写的一些加密字条，然后寄回联邦调查局。
胡佛几乎肯定知道伊丽莎白·弗里德曼，但他还没有多少机会遇到她，因为伊丽莎白不能在哈维餐厅的男士餐厅用餐。城里有许多这样的男性聚集地，她无法接近。胡佛是个老派的大男子主义者。1922年，当他第一次掌管联邦调查局时，局里有三名女特工，胡佛把她们赶走了[1048]。之后的两名女特工直到他1972年去世后才加入。他认为女性不是干特工的料，因为她们学不会开枪。局里的女文员和女秘书必须穿裙子，而且不能像男性那样在办公桌前吸烟。胡佛最不喜欢的人之一是埃莉诺·罗斯福（Eleanor Roosevelt），埃莉诺在联邦调查局对她的一位朋友进行侵入性背景调查后给他写了一封略带愤怒的信。胡佛整理了一份秘密档案[1049]，声称她是共产主义者。“当女性变成职业罪犯时，”他曾这样写道，“会比男性恶毒和危险百倍。”[1050]根据联邦调查局一位元老级特工的回忆录所言，胡佛认为局里的女性只适合“无聊的文书工作”。“跟她们吹吹牛跳跳舞完全没问题，但别告诉她们任何秘密[1051]。”
但在1940年，胡佛陷入了严重的困境，他需要一位女性的技术支援。
一直以来，联邦调查局的工作就是在美国境内捣毁间谍团伙，任何在美国活动的纳粹间谍都是胡佛的猎物。然而，他似乎并不擅长追捕他们。他通过对爵士时代的黑帮分子展开大张旗鼓的调查建立了联邦调查局的名声，但反间谍活动完全是另一门学问，需要一定的技巧。1938年，联邦调查局的第一次大规模纳粹间谍案以一场公关灾难[1052]告终。
那一年，美国联邦调查局在纽约逮捕了一名祖籍奥地利的芝加哥男子冈瑟·鲁姆里希（Guenther Rumrich），以及两名涉嫌为纳粹德国进行间谍活动的同伙。后来，一名叫作利昂·特鲁（Leon Turrou）的联邦调查局特工犯了个错误，他向鲁姆里希的同伙透露，他们即将面临起诉。三人惊慌失措地逃离了美国。
报纸嘲笑联邦调查局让纳粹分子在指尖溜走，而长期憎恨联邦调查局的其他美国情报机构也找到了嘲笑他们的新理由。多年来，胡佛对宣传的贪得无厌引起了很多人的不满[1053]。他在媒体上多次把功劳独揽，但这只是因为参与的其他机构不能自由讨论而已。陆军情报部门的首脑乔治·斯特朗（George Strong）是威廉·弗里德曼的上司之一，他对胡佛嗤之以鼻；海军情报部门的首脑们也没法忍受他。财政部的亨利·摩根索在会议上甚至都不怎么提及胡佛的名字，而胡佛认为他是“财政部里的犹太人[1054]”。1940年，当英国情报官员开始抵达华盛顿，希望与美国情报机构建立联系时，他们对这种互不信任的恶性氛围大为震惊，并迅速将原因追溯到胡佛身上。“J. 埃德加·胡佛是个[1055]目标明确的人，他的目标是联邦调查局的福祉，”一群英国特工后来写道，“一位著名的牛津学者曾说过[1056]，虽然他没有敌人，但他的所有朋友都恨他。某种类似的说法能表达出美国其他机构对联邦调查局的感情。”
对于胡佛这样爱慕虚荣、痴迷曝光度、被自己政府里的对手极度厌恶的人，＆nbsp；这起拙劣的鲁姆里希案无疑是针对他个人的当面耳光，也是对联邦调查局未来权威的威胁。从某种程度上说，他需要挽回联邦调查局的声誉，证明调查局有能力抓捕法西斯间谍。1939年，他提出了一个大胆的计划。
胡佛知道，“半球防御”的概念已经成为罗斯福和军方首脑的执念：保卫美国就意味着保卫整个西半球不受纳粹入侵。换句话说，仅仅加强美国的防御还不够，还必须保护南美洲。罗斯福在演讲中谈到了半球防御，他认为“不能因为纳粹看似不可能发动袭击[1057]就视若无睹”，同时，海军部长弗兰克·诺克斯（Frank Knox）怀疑纳粹的飞机会在夜间从南美洲的机场起飞，向“我们拥挤的沿海城市中[1058]的妇女和儿童”投掷炸弹。J. 埃德加·胡佛看到了这一空缺，便敦促罗斯福大幅扩张联邦调查局的管辖范围。为了“西半球的共同防御[1059]”，胡佛认为必须允许联邦调查局在美国境外活动。他要求当局派人进入南美洲，“搜寻并鉴别轴心国特工在整个美洲大陆上的行动，以确保美国的最终安全。”
胡佛在1940年6月得偿所愿，当时的总统指令代表着联邦调查局权力的历史性扩张[1060]。该局第一次可以自由地派遣特工前往其他国家。胡佛成立了一个叫作特别情报部门（Special Intelligence Service）的新部门，开始在南美洲招募特工。
他们的任务是找到、监视间谍使用的秘密邮件投递点和无线电台；规划其组织结构和通信网络；确定敌方特工的真实身份；与当地国务院官员和警察合作逮捕间谍，占领无线电台，摧毁信息传递环。
这是一项艰巨的任务。1940年9月，特别情报部门的首批五名特工[1061]被派往南美洲，分别前往秘鲁、乌拉圭、阿根廷、巴西和委内瑞拉。面色苍白、健壮的他们走下飞机，沐浴在另一个大洲强烈刺眼的阳光中。特工们戴着三角帽，看起来就像南美人在报纸和电影里看到的侦探。他们对自己对手的关键工具——代码、密码或无线电知之甚少，也不会说当地的语言。被派往巴西的特别情报部门成员接受了西班牙语的速成课程，然而当他到达时才沮丧地意识到，实际上，巴西讲的是葡萄牙语[1062]。
胡佛手下的人在南美洲毫无准备，他们几乎不可能通过老派的刑侦手段抓到间谍：比如采访同事，招募秘密线人，追踪线索。他们需要知道这些间谍私下里互相说了些什么，他们需要破译密码。而这就是问题所在。
要破译代码，需要拦截信息，还需要密码破译员来破译截获的信息。联邦调查局二者都不具备[1063]。它无法拦截信息，因为它没有监听站。当联邦调查局想拦截信息时，它只能从海岸警卫队和联邦通信委员会（Federal Communications Commission）那里获取信息。当联邦调查局拿到这些信息后又无法读取，因为它没有密码破译部门。联邦调查局有的是一所技术研究实验室本质上是刑侦实验室，局里的技术人员在那里分析子弹、指纹、纤维和血液样本。
这一切都给J. 埃德加·胡佛带来了麻烦。就在他开始在西半球范围内追捕用代码交流的间谍时，联邦调查局还没有能力搞清楚他们在说些什么。
大约在这个时候，伊丽莎白接到了财政部上司一个不同寻常的命令：他们让她去联邦调查局总部，教一位名叫W. G. B. 布莱克本（W. G. B. Blackburn）的特工破译密码[1064]，后者是技术实验室的员工。伊丽莎白继续用代码和密码训练布莱克本，就像她训练自己的新同事一样。后来，布莱克本在联邦调查局建立了小规模的密码分部。在接下来的几年内，它的规模将扩大到几名员工，他们都是密码破译方面的新手。
对于胡佛来说，这样还是行不通。这场看不见的战争需要一定程度的技术火力和实力，而他的技术实验室根本做不到。他需要一个成熟的密码破译组织进行全面协助，不管对方愿不愿意帮忙。他需要伊丽莎白和海岸警卫队。
伊丽莎白爱读和平主义诗歌[1065]，与诗歌产生共鸣。她想到了自己的孩子们。芭芭拉在读高中的最后一年，她计划去读拉德克利夫学院，14岁的约翰·拉姆齐则是位于宾夕法尼亚州乡村的一所精英男校——摩尔西斯堡学院的新生。
他已经不小了，不能再免服兵役。战争会让伊丽莎白的家庭四分五裂。她还担心海岸警卫队中自己小组的命运。她亲自建立了这个不错的小组织，她想保护它免遭破坏。密码破译是一项慢工细活。你必须看着那一页，让所有字母都对齐到正确位置，然后你必须看向你的小组成员，让所有人都对齐到正确位置，这样拦截、记录、思考和破译的流程才会变得尽可能高效。
1940年6月，伊丽莎白逃离华盛顿一周时间，带着女儿芭芭拉和姐姐埃德娜去墨西哥度假。这是未来五年中她最后一次休息，她有机会停下来四处看看，和最亲近的女性待在一起。她们开着一辆租来的破车，穿过瓦哈卡的农田和从普埃布拉到科尔多瓦的山脉，骑在美洲驴背上进入峡谷。伊丽莎白在给威廉的信中写道：“整个墨西哥到处都是洪亮的鸡鸣声、猪叫声、粗哑的嘶叫声和教堂的钟声，所以在最好的情况下，睡眠都是断断续续的[1066]。”伊丽莎白姐妹俩玩得很开心，每天都起得很早，但芭芭拉想睡个懒觉，她抱怨高海拔让她的膝盖打颤。现年17岁的芭芭拉是个漂亮姑娘，比她母亲高6英寸，自信又性感。一天，当她们都在瓦哈卡上空的飞机上时，伊丽莎白碰巧在自己的座位上睡着了。当她醒来时，看到芭芭拉去了驾驶舱，就在飞行员旁边。等等，这是哪家航空公司？女孩不需要母亲的许可就能去驾驶舱了吗？那不是很危险吗？伊丽莎白感到了身为人母的责任。
在她身处墨西哥的同时，战争的消息迅速恶化。早上她只能不看报纸，因为上面的消息太令人沮丧了。据说前往巴黎途中的纳粹坦克在法国乡间翻越。墨西哥报纸似乎认为美国一定会参战。随着比索面值不断上涨，伊丽莎白花光了仅有的50美元[1067]旅行预算。她给威廉航邮了一封信，内容是关于物价上涨的问题。威廉在回信中恳求她不要多花一分没必要花的钱，“否则我们将永远无法摆脱债务的泥沼[1068]”。
伊丽莎白不确定威廉是否安好，他在信中听起来既悲伤又忧郁。他说华盛顿下雨了，晚上他一个人坐在那儿，拿着铅笔和笔记本，听着屋顶上的雨声，写一篇关于密码学的技术论文。他对伊丽莎白说：“我猜，至少在几个世纪内是不会有[1069]人读这玩意儿的。”他还就保密的桎梏哀叹道：“我希望能写一些被禁的题材，那故事得有多精彩啊。”
等伊丽莎白回到华盛顿——回归家庭、丈夫和工作的怀抱时——纳粹已经进入巴黎，在凯旋门挂上了万字旗。
(1)1960年，巴西将首都从里约热内卢迁为巴西利亚。
(2)高乔人，拉丁美洲的民族之一，主要分布在潘帕斯草原等地区。
(3)美国中立法是美国政府在1930年代通过的一系列法案的总称，法案宣布美国在欧洲事务和局部战争中保持中立。
