然后开始一步一步地跳跃[350]
她继续跳跃
打碎代码,往山上攀登,扰乱敌人
没有任何预谋,但如果可能的话,全力以赴
有一个美好的时光。
——安娜·卡森
一封被截获并破译的电报,十万火急地从初级外交官手中递交到高级外交官手中[351],从伦敦传到了华盛顿,所到之处全是不由自主的惊叫和瞠目结舌的表情。显而易见,总统本人需要亲自过目。1917年2月27日上午11点[352],美国国务卿罗伯特·兰辛(Robert Lansing)把截获电报的抄本带到白宫,呈给了伍德罗·威尔逊。总统读完信出离愤怒地说:“上帝啊![353]”他说,“上帝啊!”
这封电报是1月16日从德国发往墨西哥[354]的,途经三条独立的电报线路,被编码成一系列数段[355]:130 13042 13401 8501 115 3528 416 17214。英国人截获了这条信息,一小群民间密码破译员在怀特霍尔的一间秘密办公室里辛苦工作了一个月[356],试图清除乱码,使明文显现。令人震惊的是,最终他们看到的是一个针对美国的阴谋。
由德国外交部长阿图尔·齐默尔曼(Arthur Zimmermann)撰写的电报,提议德国和墨西哥结盟,“我们打算在2月1日开始不受限制的潜艇战[357]。尽管如此,我们还是将努力地让美国保持中立。一旦失败,我们将在以下基础之上向墨西哥提出结盟建议:共同发动战争,共同缔造和平,提供慷慨的财政支持,并理解墨西哥将收复得克萨斯州、新墨西哥州和亚利桑那州失地的行为。具体解决办法交由你方决定。”
众所周知,齐默尔曼的电报是德国密谋对抗美国的铁证。正如历史学家芭芭拉·塔奇曼(Barbara Tuchman)所说,“好比一把刀插在受害者背后,而你就在隔壁”。当得克萨斯州居民得知德意志皇帝威廉二世试图将他们划给墨西哥时尤其不满,而对德国的怒火[358]在全美各地普遍存在,电报只是加速了历史发展,它不顾美国是否准备好了参战,便将美国推向了与德国的战争。
而美国尚未做好准备。
这封电报就这样改变了伊丽莎白·史密斯和威廉·弗里德曼的命运:作为美国的密码破译员,他们恰巧拥有凤毛麟角且突然之间不可或缺的技能。
1917年1月,伊丽莎白得到消息,她的母亲索帕因长期罹患癌症而濒临死亡,伊丽莎白应该去印第安纳州和母亲道别。她收拾好行李,坐火车回到亨廷顿和她童年的家。她的父亲和姐姐埃德娜也在那里[359]。两姐妹互相安慰着,医生们在老房子里来回走动,喃喃地说着有什么东西在生长。索帕痛苦不堪,并且剧烈呕吐。医生让她仰面躺着,然后在她背上涂了碘酒。他用可卡因麻痹了某一特定部位,接着用一根金属棒插进皮下,导出了令伊丽莎白觉得数量惊人的粉色液体[360]。
伊丽莎白随身带了些密码材料,希望能把工作完成。“我还没打开自己的书包[361],”她给河岸的威廉写信,“我试图让自己工作,但我做不到。我坐了一会儿,然后在妈妈床前来回踱步了几个小时,徒劳地希望自己能做点什么。太可怕了——亲爱的男孩比利——看着那样死气沉沉的脸——弥留之际的脸——让我思考了很多关于后代、责任等等的事情,你知道吗?”她不确定在这些信中该如何称呼威廉,也不知道该怎么称呼自己,所以她基本保持着柏拉图式的态度,在信中签上“你的,伊丽莎白[362]”,并感谢威廉是“我拥有过的最真诚的朋友之一[363]”。尽管她的确承认自己想念威廉的“摇摆[364]”,那种抚慰人心的摇椅方式,同时她在一封信中悄悄透露了更为强烈的情感:“我爱你 /伊丽莎白”[365]。
1917年2月,索帕去世后,埃德娜留下来安排葬礼,而伊丽莎白回到了河岸,她再次失去了耐心[366]。她不想再花时间在培根密码上了。人生光阴似箭,不能浪费在竹篮打水上。当她与威廉团聚时,威廉表示自己也有同感。两人都同意他们必须退出这个项目,问题在于如何退出。
和盖洛普夫人当面对质似乎有些残忍[367]。她朝着同一个方向努力了太久,以至于很难承认是自己的指南针坏了。而且她对威廉和伊丽莎白都很友好。两人试图转而和费边交涉。有几次,两个年轻人打断了费边的话[368],想让他听他们的意见。他们说,盖洛普夫人的理论不健全,费边最好把钱花在其他项目上。不出两人所料,费边呵斥着让他们住嘴[369]。他表示自己不是花钱请他们来质疑这个理论的,而是为了说服学术界相信该理论的正确性。
然而事到如今,即使费边不愿承认,一个新计划正在转移他对文学密码的注意力。莎士比亚、培根、盖洛普夫人、旧书、死人——这些都在生者的世界里显得苍白无力。
数月以来,费边一直在宣传自己的爱国精神,以及他愿意让河岸为国家服务的态度。他已经命令场地管理员扩建小屋旁的壕沟网模型,一群灰头土脸的工人挖掘数月后,壕沟总长已达3英里[370],足以让福克斯谷的卫兵们开展步兵演习,并进行迫击炮实弹演练。费边告诉华盛顿的官员,如果他们需要破译密码方面的帮助,河岸时刻准备着提供服务。
“先生们,”费边在1917年3月15日写给华盛顿的信中说道[371],“我将向政府提供我所拥有的一切,如果你们愿意派在当地的手下前来拜访,了解正在进行的工作,我将无比高兴地向他们展示。”他描述了自己对古老密码的兴趣,尤其是弗兰西斯·培根的双字母密码,并补充道:“以免被认为是怪人或空想家,请尊敬的各位注意,我是已故的前内政部长科尔内留斯·N. 布利斯(Cornelius N. Bliss)的商业合伙人,华盛顿的大部分年长者都对他充满敬意和钦佩。”
当然,军方官员不愿将任何权力或责任交给伊利诺伊州的一名假上校,可他们别无选择,只能接受费边的提议。由于无线电和无线技术改变了战争艺术,因此他们迫切需要密码破译员。
在早期的争端中,密码破译员并没有如今这么重要。加密的军事和外交信息不多,因为这些信息很难被拦截。如果你想窃取敌人的信息,就必须抓获马背上的信使、在邮局拆开一封信,或者在电报线上装上窃听。然而无线电出现后,截获信息只需要天线就行了。空中突然之间充斥着摩尔斯电码加密的信息,点和斜杠变成了能听见的砰声和呜声,你能从空中截获它们。为了保护秘密,军队已经开始在用摩尔斯电码发送无线电信息之前先进行加密了。
这一简单的事实将密码破译员从声名狼藉的怪胎变成了潜在的超级英雄,拥有着主宰生命的力量。如今,空中充满了具有极大战术意义和重大利益关系的加密信息。海上船只的航线、地面部队的调动、飞机的瞄准、外交谈判与传闻、有关间谍的报告。成千上万的谜题在大气层中穿梭,一旦其中任何一条被破译,都可能让当事方赢得或输掉一场战斗、消灭一个团、击沉一艘船。在这个新世界里,一位能力卓著的密码破译员者忽然间成为了具有最高军事价值的角色——他们是救世主,是战士,也是世界的毁灭者。
然而,正如伊丽莎白后来所写的那样,放眼整个美国,“可能最多只有三到四人”对代码和密码有所涉猎[372]。她是其中之一,威廉也是。
政府缺乏可靠拦截外国信息的能力,更不用说破译并读取密码了。1917年,中央情报局尚未建立,当时还没有国家安全局,联邦调查局也只是一所成立9年[373]、叫作调查局的机构,仅拥有300名特工[374],总预算不到50万美元,因此当时根本没有我们今天称之为情报机构的部门。国防部那时被称为战争部(War Department),负责军队的运作。尽管战争部确实有情报收集部门,也就是军事情报部门(Military Intelligence Division),但它规模很小,资金不足。1917年4月6日[375]国会宣战的那一天,军情部门只有17名军官[376]。军情部门负责人拉尔夫·范德曼(Ralph van Deman)少校认为,解决政府对代码和密码的无知是“燃眉之急[377]”。
因此,在4月的第二周,战争部派遣一名使者来到河岸,这位名叫约瑟夫·莫博涅(Joseph Mauborgne)的陆军上校是来检视河岸并报告其适用性的。
莫博涅是美国三四个了解密码破译的人之一。1912年,莫博涅驻扎在堪萨斯州的陆军通讯兵学校,这里是研究无线电技术的简陋机场和实验室。在这里,他第一次弄清楚了如何在飞机上向地面发送无线电信号[378],创造了历史。1914年,他成为第一位破译英国陆军野战密码的美国人,该密码被称为波雷费密码(Playfair Cipher)——基于在一张五乘五的表格上排列字母。
当莫博涅来到河岸时,费边以一如既往的热情迎接他,并把他带到实验楼的二楼,语气夸张地宣布河岸密码部门已经开始营业。办公室似乎比以往任何时候都更加繁忙拥挤。为了迎接这位军人的来访,费边去外面雇了十几位文员、速记员以及能说流利德语和西班牙语的翻译,来支持伊丽莎白和威廉的工作。费边希望这两位年轻人能身先士卒,为政府破译密码,而盖洛普夫人则继续进行她漫长的培根密码工作。从表面上看,这间办公室正如费边想象中的那样,是他卖给华盛顿的场地。它看起来就像草原上的密码破译机构。
在新的密码部门,伊丽莎白和威廉向莫博涅做了自我介绍,两人立即和他产生了共鸣。莫博涅时年36岁,身材高大魁梧,嗓音洪亮,聪明机智,戴着一副圆圆的黑框眼镜,他是两人所见过的唯一一位和费边站在一起[379]却看起来并不害怕的人。莫博涅同样喜欢伊丽莎白和威廉,他在那两位年轻的密码破译员身上看到了火花。(他后来称两人为“我所认识的两位最伟大的人[380]”。)他们没有受过什么正规训练,但聪颖好学。费边让莫博涅感到警惕——他是个草率地做出各种承诺的狂人——但不可否认的是,从军事角度来看,河岸拥有极好的安全保障。除了地处偏僻,并且免受敌人攻击之外,它还有灯塔可以提供保护,附近也有费边的福克斯谷守卫——他自己的私人军队。如果其他一切的防护都失败了,德国人真的入侵,费边说他会打开花园里关押熊和狼的笼子,让野兽扑向入侵者。
4月11日,莫博涅通知他的指挥官,河岸已经准备妥当。他敦促陆军和司法部“立即采纳[381]费边上校的提议,以便破译截获的信息”,因为他收藏密码书籍的私人图书馆中拥有“大量的数据”,他的庄园有安全保障,同时他的员工素质很高,“由八到十位密码学家组成的队伍,花费时间钻研古代作品,发现其中隐藏的历史事实。”
读了莫博涅热情洋溢的报告后,军情部门的范德曼写信给费边以表感激,感谢他给予“极其友善[382]和爱国的帮助”,同时加密信息很快就从华盛顿送到了河岸。这些信息通过信件和电报的形式抵达河岸,由政府的不同部门发出:包括战争部、海军、国务院和司法部。这些信息是通过秘密手段被截获的[383],大部分来自全国各地的电报办公室。
费边实现了自己的愿望:在可以预见的未来,河岸将成为美国军事密码破译的中心,实际上这里成为了一所政府机构。他把伊丽莎白和威廉拉进了战场,以为他们有能力应付即将到来的战争。但当他们看到那些信息时,看到刚送来的晦涩难懂的天书堆满他们的桌子时,两人不确定费边的决定是不是正确。
一男一女并排坐在繁忙的房间里,人们来来去去,门开了又关,还传来打字机按键敲打书页的声音。窗外,雄鹰翱翔,母牛哞哞叫,熊在铁笼里挠痒,鹦鹉在婉转歌唱,河水奔流不息,还有不知为何穿着尿布的猴子。
伊丽莎白和威廉两耳不闻窗外事,只注意到了面前桌子上的东西。他们低头看着一张纸,所有目光都投射到了那张纸上,仿佛一束明亮的希望之光,渴望能理解纸上打印的文本。
它看起来似乎毫无意义,显然这不是他们熟悉的弗兰西斯·培根的双字母密码。这是另外一种全新的谜题。他们必须搞明白,但他们不知道自己在看什么。
BGVKX[384] TLXWB SHSFW KWGRI KZTZG
RKZFE YDIWT KOFOB GUHGD SFVRE
UIUQX HSLDS OHSRM HTWKY VHUIK
BJDUH VSART BGVNG VBAFO AZOXG
PQPMJ DRODW RCNML MTMXL SSVAR
象征符号发出嘘声,胡言乱语的一组数据。一篇密文。有人出于某个目的写了这封信,寄了出去,又有人把它截获,现在它就在你的桌子上。这些信件包含着意义。如何在不知道密钥的情况下解锁奥秘呢?
如果你想思考可能加密信息的不同方式,那么密码破译这一基本任务似乎是不可能完成的。每种人类语言都有自己的古怪和有趣之处;同时,在每种语言中,密码学家可以从几十种不同的锁——代码和密码中进行选择,而每把锁只能和一大堆备选钥匙中的一把相匹配。
例如,一种被称为单字母置换密码(Mono-Alphabetic Substitution Cipher,MASC)的最简单密码,即将一组字母换成另一组。可能是A=B,B=C,C=D,或者A=X,B=G,C=K,或者其他任何在26个明文字母和26个不同的密文字母之间的图谱。单字母置换密码是一种非常基本的信息加密法。但即便如此,也有403,291,461,126,605,635,584,000,000[385]个可能的字母:也就是403×1024的总数。假设有1000台计算机[386],每台每秒测试100万个字母,则需要超过10亿年的时间才能排除所有可能性。
然而,任何在报纸的谜题页上破译过密文的人都已经克服了403×1024种可能性,当然是因为有捷径,也就是通过抓住文本中的特定模式来解决任务。
找到模式就是密码破译的本质,因为这是人类的基本技能,而密码破译员总是在意想不到的地方突然出现,他们会从陌生的角落里冒出来。密码破译员往往是些古怪的局外人,他们身上最重要的特质不是单纯的数学能力,而是更深层的专注能力。僧侣、图书管理员、语言学家[387]、钢琴家和长笛家、外交官、抄写员、邮政职员、占星家、炼金术士、游戏玩家、风流浪子、咖啡馆里的革命者、国王和王后——这些人跨越数世纪建立起这个领域,不断推动边界扩张,这些固执的人有大把时间能坐下来锲而不舍地思考。
大多数男性不相信女性在智力或道德上有能力破译密码,有些女性利用这种偏见在暗中窃取秘密。17世纪,有一位名叫亚历山德里娜的比利时女伯爵[388]是更狡猾、更高效的密码破译员。1628年丈夫去世后,她便接管了一家颇具影响力的邮局,即特恩和塔克西斯事务所,该邮局负责整个欧洲的邮件传送。伯爵夫人有从事间谍活动的嗜好,她把事务所变成了肆无忌惮的间谍组织,雇用了一群特工、抄写员、伪造者和密码破译员,他们将信件的蜡封融化,复制信件内容,破译所有密码,然后重新封上信件。这是个早期的例子[389],法国人后来称之为黑色内阁,或黑室,即邮局内部的秘密间谍室。与伯爵夫人同时代的男性后知后觉地发现了她的真正职业,因为他们没法想象一个女人能做出这样的欺骗行为。“如果这位伯爵夫人[390]不但拆开了我们的信件,还能破译其中的内容呢?”一位外交官惊慌失措地写信给另一位外交官,“上帝知道她能对我们做什么!”
伊丽莎白和威廉入行时,美国最著名的两位密码破译员是一对名叫帕克·希特(Parker Hitt)[391]和吉纳维芙·希特(Genevieve Hitt)的夫妇。来自得克萨斯州的帕克身材高大、精力充沛、皮肤饱经风霜,是一名三十多岁的陆军步兵指挥官。他在志愿参加美西战争后对密码学产生了兴趣,并试图破译从墨西哥军队截获的信息。他的妻子吉纳维芙是一位正统的南方姑娘,她爱上了一个被家人认为是牛仔的男人,这让她的家人感到震惊。她还学习了密码学,最终成为了位于圣安东尼奥的战争部南方分部的密码行动负责人。“这是一份给男人做的工作[392],”她在给婆婆的信中写道,“但我似乎并未受到苛责,我会坚持到底的……我从这份工作中收获了很多东西,纪律、专注(因为做这份工作需要全神贯注,机器的轰鸣声从四面八方传来,还有两三个人在同时说话)。”帕克支持吉纳维芙,并为她感到骄傲:“干得好,姑娘[393]。”他在给妻子的一封信中写道。
帕克是唯一一位写过关于密码学的严肃书籍[394]的美国人。针对没有接受过训练的部队[395],《军事密码的解决手册》(Manual for the Solution of Military Ciphers)一书展示了如何在战场上建立一座简易肮脏的密码破译办公室,其中包括五到六名士兵、一些用来拦截敌人信号的无线电设备以及一两天的学习。希特温习了一遍军事密码学的基础知识,然后准确地解释道,几百年来世界军队的方法并未发生大的变化。正如世界上有数百万计的鸡肉食谱,却只有几种基本的烹饪方法(烤、煎、煨、煮)一样,虽然密码数不胜数,但只有少数几种常见的类型。接着他列出了一些用来破译密文的基本步骤。今天,计算机可以在几皮秒(1)内完成所有这些步骤,但在1917年,这一切都必须用上铅笔和纸,靠手工完成。
第一步通常很简单:计算密文中有几个字母。在英语中,最常用的字母是E[396],最常用的两字母组合是TH,最常用的三字母组合是THE。所以,如果你算出密文中最常见的字母是B,它就可能代表E。如果最常见的三字母组合是NXB,它就可能代表THE。
你还可以计算密文中的其他项,比如元音和辅音的总数,特定字母或某组字母在其他字母之前或之后出现的频率。这些全都暗示了隐藏的结构。计算频率还能揭示明文是用英语、德语、法语、西班牙语或其他语言写的,因为一种语言中字母的频率好比独特的签名[397]。在德语中最常见的六个字母,从最常见的开始,是E,N,I,R,T,S。在法语中是E,A,N,R,S,I。在西班牙语中是E,A,O,R,S,N。
最好进行系统的计算。你可以先画一张频率表,把密文拆解成各个组成部分,然后根据前后的字母进行分类。样式如下[398]:
虽然看起来像胡言乱语,但它是一种强大的工具——用伊丽莎白的话来说,“真家伙”——因为只要瞥一眼竖列,你就能认出密文中最常见的字母组,以及它们前后的字母组。某种特定语言中的字母好比幼儿园里的孩子,他们有各自亲近的人,会形成小团体。在排队吃午饭的时候,一个孩子喜欢走在第二个孩子后面、第三个孩子前面,而第四个孩子坐在角落里吃着纸袋里的午餐。正如伊丽莎白和威廉所言,当你在看这张频率表时,你真正看到的是一张“英语字母表中特定的内部关系[399]”图,你看到的是底层语言本身的结构。
现在你对这则谜题有了一定了解,你得以开始剥开信息的表皮,在陌生中看到熟悉的形状。和填字游戏一样,不存在开门见山、万无一失的密文破译法。密码破译员必须做出有根据的猜测,插入字母,看看是否能变成可识别的单词。如果猜错了,就退回原点重新来过,尝试新的字母。
尽管这对伊丽莎白来说是一种全新而奇怪的感觉,一种完全不同于她过去习惯性看待语言的方式,但她很快就掌握了窍门,开始翻阅信息并计算字母。终其一生,她都在歌颂不可思议的伟大的语言,那是从字母表中密集的小点——26个不起眼的字母——中爆裂出的长着翅膀的星系。在大学里,她训练自己聆听剧作家和诗人的韵律,聆听那些从舌尖滑落的自成格式的音节。丁尼生写道:
There lives more faith in honest doubt,
Believe me,than in half the creeds.
There LIVES more FAITH in HON-est DOUBT,
Be-LIEVE me,than in HALF the CREEDS.
(在诚实的信念中蓬勃着更多信念[400],
用胜过一半信仰的力量相信我。)
但在此之前,伊丽莎白只会把一句话分解成几段。她把单词完好无损地留在了各自的盒子里。破译密码需要更激烈的方法。她必须摇晃这些单词,直到它们泄露出字母为止。字母被撕扯、破裂、刺穿、凿刻、剪开、打碎,然后这些瓦砾被她用双手捧起。她从信息的光滑岩石上剥落碎片,把它们堆成一堆,接着询问关于它们的问题。这包含了一种伊丽莎白以前从未想过的铁石心肠的分析性暴力。它一直延伸到文本红色的身体里,直到双手沾满鲜血。
啊!
伊丽莎白最初破译的几条真正的军事信息是截获自墨西哥军队的。与大多数军事密码信息一样,它们用五个字母一组的词块编写而成,比如TZYTV[401] RGFQF MQFHC,目的是模糊单词的原始长度,从而使敌人更难破译这些信息。伊丽莎白计算字母,画出频率表,查阅西班牙语中各种字母和字母组合出现频率的资料,然后把自己的猜测写进了图纸,就在那里——她发现了开始看起来像单词的东西,从黑暗中探出了一个闪闪发光的可爱身影。
整个过程给了伊丽莎白一种触电般的崭新感觉,让她想要继续前进。这和与盖洛普夫人一起研究双字母密码的感觉完全不同。在这里没有未解之谜,不用眯着眼,透过窥镜观察斜体字母的卷曲程度,也不用试图根据从未得到充分解释的模糊标准将它们分类。这里的方法是直白清晰的,一系列微小合理的步骤构建起一个目标。“如同人生中的惊险刺激情节,”伊丽莎白后来这样描述破译信息的感觉,“文字的骨架突然蹦出来,把你吓了一大跳。”
同时伊丽莎白并非孤军奋战,那是另一种惊险刺激。她和威廉一起行动。白天,两人相距不过几英尺,来回交换文件,互相检查对方的工作,在遇到瓶颈时提问,友好地交谈,在纸上用美军常用的“单词等值”字母表“喊出”字母:Able(能够)代表字母A[402],Boy(男孩)代表B,Cast(演员)代表C,接下来依次是Dock(码头),Easy(简单),Fox(狐狸),George(乔治),Have(拥有),Item(项目),Jig(吉格舞),King(国王),Love(爱)。如果伊丽莎白需要读出密文FVGEQ,她就会喊:“Fox!Vice(恶行)!George!Easy!Quack(庸医)!”
这是一份要求严苛的工作,你需要验证每一种破译方法,并纠正所有错误。抄错一个字母[403]可能会导致数小时的努力泡汤。你会感到疲劳,所以需要一位朋友在你揉眼睛的时候看着你的页面。两人都学会了识别对方的疲劳迹象,从而知道何时是该休息的时候了。你需要思考的事越少[404],你的工作就越高效精确。伊丽莎白和威廉用的是一样的铅笔和纸,自始至终从未改变过[405]。他们喜欢有软铅芯和大橡皮的铅笔,因为橡皮的使用次数和铅芯一样多。
Cast!Easy!Jig!King!Opal(蛋白石)!他们整日大声喊出字母,就跟老师在一所陌生的学校上课一样。Pup(小狗)!X-ray(X光)!Vice!Love!Sail(航行)!河岸的铅笔很多,而且是免费的,黑色笔杆上配了白色橡皮[406],还兼做广告工具。每支铅笔上都用白色字母印着一张密码字母表,还有伊利诺伊州日内瓦,河岸实验室的字样。
“Mike(迈克),”伊丽莎白嘴角挂着微笑喊道,“Zed(字母Z),Rush(匆忙),Fox,Zed。”
“Watch(观看),”威廉咧嘴笑着喊道,“Dock(码头),Yoke(枷锁),Pup,Easy。”
两人用的图纸[407]上画着四分之一英寸宽的格子,每个格子代表一个字母。他们从不丢弃任何东西[408]。“不应该销毁工作表。”两人在几篇有关他们发现的科学论文中写道。工作表“是记录问题、解决办法的必要部分,所有工作都不容忽视,因此应该从一开始就做好。”
Tare(包装重量),Yoke(枷锁),George,George,Able。
Unit(单元),King,Nan(奶奶),Zed,Boy。
没人告诉过他们如何建立工作流程,也没人告诉过他们必须通力合作。他们只是通过反复试验发现,这种协作方式能让研究进展得更快,即“两位操作者天衣无缝地作为一个整体工作[409],就能完成四位以上操作者单独工作量的总和。几个人共同研究一个问题可以互相补充和检查,很快就能发现错误,思想交流也能很快带来成果。简而言之,‘拥有同一种想法’的两个人在某一特定主题上集中精力和处理问题的能力,是个人所无法达到的。”
尽管威廉和伊丽莎白利用从希特的手册中学到的技术解决了他们的第一批军事信息,但书里提供的教导很快就不够用了。伊丽莎白在空白处用蓝笔写满了自己的笔记[410],标注出她发现不够准确的句子,希特犯了小错的地方、他本可以给出更好解释的地方或者悬而未决的地方。(她在85页的一个句子下画了下划线,并在一旁写道:“这句话表达不通顺。”)她和威廉抵达了代表已知的警戒线,也就是地图的边缘。从现在开起,他们需要发明新的技术——需要变成科学家和探险家,踏入一片无人之境。
有一种看待科学的观点认为,人类的天性倾向于看到可能不存在的模式,而科学能够检验真伪。这是一种辨别所见模式是客观事实还是大脑错觉的方法。起初,伊丽莎白和威廉追寻着盖洛普夫人的虚假模式。然而,在接下来的几年里,他们找到了发现真实模式的方法。两人仿佛被丢进了迷惘的狂涛中,既不会游泳也不知道如何在溺水中自救,只能一直紧紧抱在一起。这场斗争让他们变得比想象中更强大。两人爬出了改头换面的河流,浑身充盈着新的力量。他们把背上的水甩干,飞速越过山脉,然后穿过新大陆上的沼泽地。
在1917年到1920年之间,乔治·费边通过河岸出版社出版了八本小册子[411],描述了新的密码破译策略。这些小书的白色封面上印着毫不起眼的书名。今天,它们被认为是现代密码学的基石。历史学家戴维·卡恩写道,这些被称为河岸出版物的作品“如同密码学历史上的一座里程碑般拔地而起”[412]。“这些书几乎都包含全新的突破性进展,并且掌握他们最初提出的信息仍然被视作高等密码教育的先决条件。”
除了其中两本,人们通常认为河岸出版的八本著作都由威廉一人所著。在他的一篇论文——河岸的21号文件——《主要字母的重建方法》[413](Methods for the Reconstruction of Primary Alphabets)的私人副本中,威廉用黑色墨水在标题下方写道,“作者是伊丽莎白·弗里德曼和威廉·F.弗里德曼。”第二篇论文《滚动密钥型密码的破译方法》[414](Methods for the Solution of Running Key Ciphers)中没有提到她的名字,但她和威廉总是和同事们说这是两人共同努力的成果。
然而,有证据表明伊丽莎白不仅仅参与了这两篇论文。用打字机打印并靠手工编辑的河岸出版物原稿目前由纽约公共图书馆的手稿部保管,上面布满了她的笔迹。威廉似乎写了很多技术性的章节,以及两人共同标注的草稿部分[415]。伊丽莎白的评论则穿插在威廉的评论中,她研究并写下历史性的章节[416],而威廉以类似的方式进行了编辑。
两人在大多数事情上都齐心协力,在使他们即将成为传奇的论文上也不例外。在1918年写给伊丽莎白的信中,威廉提到早期的河岸出版物是“我们的小册子[417]”——我们的,不是我的。河岸的其他员工也做出了贡献:包括男性和女性,密码破译员和翻译。伊丽莎白后来说,这些出版物是“大家共同完成的杰作”[418]。“没有一个人被形容为唯一的征服者之类的人物,大家众志成城。”这是迄今为止她说过的最接近于居功的话。事到如今很难确切得知伊丽莎白做了什么,因为这就是她想达到的效果。“弗里德曼夫人倾向于[419]让这份记录少提或根本不提自己对他们共同努力成果的贡献,”1981年,弗里德曼夫妇私人论文的保管员在给一位对伊丽莎白感兴趣的研究人员的信中写道,“因此很难清楚地了解她的确切角色。”
为什么要隐藏她的角色?部分原因在于,当时人们习惯性地认为男性是科学家,女性是助手,但河岸是个幻影般的世界,通常的规则在这里并不适用,费边毫不迟疑地支持女性工作,他对盖洛普夫人的热心支持就证明了这一点。可能性更高的解释是,伊丽莎白试图帮助威廉在河岸出版物的版权之争中赢过费边。一开始,费边甚至不让威廉把名字印在小册子的封面上,只能印在内页上,同时费边还用自己的名字注册了版权。他说,他认为不存在道德问题,因为是他为这项研究埋单的。“我可能有点自私自利[420],”费边对威廉说,“但只要我付钱给小提琴手,我就有权挑选几首曲子。”
对于合格的科学家兼遗传学博士威廉来说,争取到自己的署名就够难了。他和伊丽莎白也许认定,要说服费边也给伊丽莎白署名会难上加难。
无论当时的情况如何,河岸出版物以及其中所描述的突破性进展,在今天看来仍然难以置信。八本小册子[421]中,有七本是在伊利诺伊州中部的一间小屋里历时两年完成的,这两年在密码学领域的地位相当于阿尔伯特·爱因斯坦的奇迹年。爱因斯坦在一年时间内重写了光、质量和时间的语言,时年26岁的他是瑞士专利局的职员,他在盯着办公室窗外的时候向一位同事抛出了想法。这就是1976年国家安全局派出的记者弗吉尼亚·瓦拉基一直在恳求伊丽莎白解释的成就:这是怎么做到的?伊丽莎白给出的答案很难令人满意,记录如下:
“‘一战’爆发[422],许多事情以迅雷不及掩耳之势发生……”
“这些事情的执行方式空前的仔细,而且日复一日。你要做力所能及和不得不做的事。”[423]
“我一时记不起来了[424]。我太忙了,不是在‘爬上这个秋千’就是在跳下那个秋千(笑)。”
“在这一点上我无论说什么都没把握[425];我根本不知道该说什么。”
可能的真相是:只有站在现在回顾过去才觉得难以置信。当时他们并不知道何为困难,周围也没有人告诉他们。他们不知道自己发明了一门新的学科。正如费边经常说的那样,他们每天都在竭尽全力地比赛。他们只是试图在信息涌入时及时破译,从而不至于遇到瓶颈。
来自华盛顿的邮件中混杂着来自世界各地的各种信息,这些信息如同一座需要研究和分类的字母动物园。密码有两座主要的动物王国:“替换”(Transposition)和“置换”(Substitution)。替换密码就像拼字游戏,用同样的字母拼出新的顺序;置换密码是字母的交换。每座王国里都有形形色色的动物,它们必须以不同的方式被驯服,而且时间总是很紧迫,总有人要求迅速给出结果。这就是压力之下的发明。
1917年初的一天,一位身材魁梧的男子从伦敦警察总部苏格兰场一路赶来[426],在河岸执行任务。他曾被美国司法部引荐到河岸。费边声音洪亮地为伊丽莎白和威廉介绍他,同时警探打开了公文包,一堆堆信息文件溢了出来。他表示,这些邮件都是被英国邮政审查人员截获的,收件人中包括多达200名印度人——当时印度是英国的殖民地。苏格兰场怀疑德国企图在印度教分裂分子中煽动革命,但没人有十足的把握。警探只知道几名嫌犯的名字,他告诉了伊丽莎白和威廉。
两位年轻的密码破译员看着这些信息,发现它们“相当令人困惑[427]”。信息是用数字写的,通过或长或短的词块相连接:
38425 24736 47575 93826
97-2-14
35-1-17
73-5-3
82-4-3
伊丽莎白和威廉从这些分组中推测分裂分子使用了三种不同的密码。五个数字组成的词块看起来像是一种基于矩形字母方格的简单密码:
方格将字母转换为数字(C是13),然后把数字和一个预先安排好的关键字相加。假如单词是LAMP(灯),那么L(25)的值可能会和C(13)相加,从而得到38。伊丽莎白和威廉通过分析频繁出现的数字和它们之间的间隔推断出关键字并破译了这些信息。
想想第二组数字(97-2-14),这组数字只是警探行李箱里一条长长的信息,但伊丽莎白和威廉注意到中间的数字永远是1或2。这是一条线索,密谋者正在用一本特定的、未知的书加密他们的信息,而且这本书像字典一样,是两栏的样式。这些数字可能指向这本神秘的书中某些特定位置的单词。例如,在97-2-14这样的序列中,97表示页码,2表示右列,14表示列中的第14个单词。将类似的逻辑应用于警探提供的信息中的第三组数字(73-5-3,82-4-3),两位年轻的密码破译员推断这些数字指向密谋者拥有的另一本书中的单个字母。收信人看到数字73-5-3,就会翻到书的第73页,找到第5行,写下该行的第3个字母。
当然,这些推测尚不足以破译信息,河岸的年轻密码破译员也不确定他们是否能走得更远:如果这些字母和单词是从特定的书中挑选出来的,而伊丽莎白和威廉不知道这些书的名字,也没有这些书的副本,那知道了这些又有什么用呢?
“有段时间,”威廉写道,“这看起来像是一项难以逾越的任务。”
但他们把所有数字按顺序写了下来,寻找重复之处,反复思考推敲之后,最终找到了一个立足点。一位哈佛教授最近计算了一段英文长文中的单词数量,草原的密码破译员读了他的研究报告。在总共10万个单词中[428],只有10161个单词是独特的,而有10个单词却占了10万个单词中的26677个:包括“the”、“of”、“and”、“to”、“a”、“in”、“that”、“it”、“is”、“I”。“仅通过这些单词是无法传递情报的,”威廉写道,“然而,如果不反复使用这些单词,你就无法构建出一段明确易懂的长信息。”
在研究似乎取自字典的数字时,密码破译员们推断,和字母表中靠后的单词——比如“the”——相比,字母表开头的单词——比如“and”——将对应以较小数字(1、2、3、4)开头的密码组。这种观点帮助他们解决了信息中出现频率最高的单词,并由此推断出其他单词:如果97-2-14代表“你”,那么99-2-17肯定是在字典中和“你”相近的单词,可能是“你的”、“年轻的”或“年轻”。伊丽莎白和威廉最终通过这种方式,在没有参考密谋者字典副本的情况下破译了95%的信息。至于最后一组,似乎指的是一本不知名书籍中的字母的数字,他们继续用类似的方法,将频繁出现的密码组和频繁出现的字母,以及成对的字母进行匹配,与此同时,对书的文本内容进行倒推。每当他们发现明文中的一个新字母,它就会告诉他们更多关于书的内容;每当他们在书中拼凑出新的一行内容,它就会告诉他们更多与信息有关的明文。其中一名密谋者的字条上有一部分写道:
我驳斥任何[429]胆敢忽视我们机构扎实工作的人……我们兢兢业业,饱尝艰辛。如今仍在受苦受难……我们已经成功地为今后的工作打下了基础……
这两位年轻的密码破译员最终为苏格兰场破译了整箱信息,揭露了居住在纽约的印度教激进分子,在德国的资金和援助下向印度运送武器和炸弹的复杂分裂阴谋:包括日期、时间、地点和名字。几名密谋者在旧金山受审,检察官传唤威廉在公开法庭上解释他破译密码的经过。伊丽莎白未被传唤。她讨厌自己不得不待在伊利诺伊州,而威廉却能够前往西海岸进行一次激动人心的旅行——她认为自己理应被称为共同证人——“但总有人得留下来[430],在河岸给机器上油。”她没有猜测为什么选中的是威廉而不是自己,也许是因为答案一目了然:检察官认为陪审团更容易相信男性专家的话。事实证明,这场审判令人叹为观止[431]:威廉在证人席上发言之前,旁听席里的一位印度人站了起来,从背心里掏出手枪,朝一名被告的胸部开了一枪。他只喊了两个字——“叛徒!”随后,一名美国法警越过震惊的观众头顶向射击者开枪,击毙了他。射击者显然以为是被告向政府告密,通过泄露密码背叛了他的朋友。他不了解威廉、伊丽莎白以及破译密码的科学。
在战争的前八个月里,威廉和伊丽莎白以及他们在河岸的小组,不可思议般地为美国政府的每个部门——国务院、战争部(陆军)、海军和司法部——破译了所有密码[432]。而河岸出版物中更广阔的科学见解则直接来源于这些在战时压力下解决的日常难题。两人破译密码后,可能会意识到自己在无意中发现了一些更普适的方法,然后他们会在其他例子上测试该方法,试着观察它会在哪里出问题,它的极限在哪里,这么做的目的是让一次性解决方案能够成为通用原则,并且和其他人分享这些知识。
人们早就知道,密文中字母的出现频率提供了解决问题的线索。知道了这一点,密码学家们便发明出许多模糊字母频率的方法,使对手更难破译信息。人们可以使用多个,而非单个密码字母来加密信息[即多字母密码(Poly-Alphabetic Cipher)]。人们可以通过秘密选择的小说或字典生成密码信息,就像前文中印度教的革命者那样。如果发送方和接收方恰巧在他们的书中选择了和信息长度完全相同的密钥——即“滚动密钥”——那么信息就会变得更难破译[433]。战争部认为滚动密钥型信息是无法破译的。同时,这些方法还可以混合、匹配,以进一步挫败密码破译员。例如,像“草莓”这样的明文单词可以转换成像WUBCW这样的密码块,然后这些字母再用密码转换成LWJIJ,这就是“加密密码”的诞生过程。