19世纪末,密码术陷于溃败处境。自从巴贝奇和卡西斯基摧毁了维吉尼亚密码法的安全性,编码专家就一直在寻找新的密码法,一种可以重新建立秘密通讯,让商业与军方人士既能利用电报的快捷性,又不用担心通讯内容被窃取、被解译的方法。此外,意大利物理学家古列尔莫·马可尼(Guglielmo Marconi)在世纪之交发明了一种更强大的电信形式,使得我们对安全加密法的需求变得更加迫切。
1894年,马可尼开始针对一种奇特的电路性质作实验。在某些情况下,一个通上电流的电路会诱发与它相隔一段距离的另一个独立电路产生电流。加强这两个电路的设计、增强电力、加上天线后,马可尼可以在长达2.5公里的距离之间传送、接收讯号脉冲。简言之,他发明了无线电。在此之前,人们使用电报已经长达半个世纪,但是发信人和收信人之间必须架上电线才能传输信息。马可尼的无线系统有一个很棒的优点——讯号犹如借着魔法似的,可以在空中旅行。
1896年,为了替他的想法寻求财务支持,马可尼移居到英国,也在那儿申请了他的第一项专利。他继续做实验,扩增无线通讯的范围;先是跨越15公里的布里斯托海峡(Bristol Channel),接着更跨越了53公里的英吉利海峡传送信息到法国去。在这同时,他也设法为此项发明找出商业用途。马可尼对潜在投资者指出无线电的两大优势:它不需要架设昂贵的电报线路,而且有在原本相隔绝的区域之间传输信息的潜力。1899年,他成功施展了壮观的宣传招数:他在两艘船上装设无线电系统,采访美国杯(America's Cup)的记者也就能把这场世界最重要的帆船比赛报道,立即传送回纽约,让报纸隔天即能刊登出来。
当马可尼粉碎了无线电受限于地平线的迷信后,大众对这套系统的兴趣就更高了。原先有人批评,无线电波不能转弯、不能顺着地球的弧度走,所以无线电通信只能限用于一百公里左右的距离内。为了证实这种说法有误,马可尼尝试从英国康瓦耳(Cornwall)郡的坡德胡(Poldhu)传送信息到加拿大纽芬兰(Newfoundland)的省会圣约翰(St John's),两地相距3500公里。1901年12月,在坡德胡的发报员每天花三个小时一次又一次地传送字母S(点-点-点),马可尼则站在纽芬兰沿海多风的悬崖上尝试侦测这些无线电波。他每天都努力升起巨大的风筝,以便让绑在风筝上的天线飞得很高。12月12日午后不久,马可尼侦测到三个微弱的点讯号——历史上第一则越洋的无线电信息。没有人能解释马可尼这项实验为何能成功,直到1924年,物理学家在大气层中发现一层电离层,才得到答案。电离层的底层离地球表面约60公里,它像一面镜子一样,可以反射无线电波。地表本身也会反射无线电波,因此无线电信息在电离层和地表之间持续反射几回后,几乎可以到达世界的任何角落。
马可尼的发明让军方又爱又怕。无线电在战术上的优点非常明显:任何两地之间都可直接通讯而不需要电缆连接。架设电缆往往是不切实际的工作,有时甚至是根本不可能。以往,指挥部设在港口的海军指挥官完全无法跟他的船舰通讯,这些军舰往往好几个月音讯全无。有了无线电,不管舰只在哪儿,他都能协调指挥整个舰队。同样地,无线电也能帮助陆上的将领指挥军事行动,不管军队的动向为何,都能跟各部队保持持续的联系。所有这一切都能借由无线电波的特性实现——它会往四面八方散射,不管收信人在哪儿都能接收到它。然而,无线电这种遍及四方的特性却也是它在军事用途上的最大弱点。因为这些信息不但可让指定的收讯者收到,同样也会跑到敌方手里。如此一来,可靠的加密法成为不可或缺的必需品。敌人既能拦截到每一则无线电信息,密码专家就必须找出能防止他们解译信息的方法。
无线电这种既是优点也是缺点的特性——方便通讯,但也方便拦截——随着第一次世界大战的爆发,成为极受关注的焦点。每一方都很想利用无线电的力量,却又不知道如何确保它的安全性。无线电的来临和世界大战的爆发,使得大家更迫切需要有效的加密系统。各方都期待能有新的突破,期待某种能为军事指挥系统重建安全性的新式密码法。可惜,第一次世界大战期间(1914年至1918年)并没有什么重大的发明,有的只是一连串密码技术上的失败纪录。密码专家制造了一些新密码,却都相继被破解。
战争时期最有名的一套密码是德国的ADFGVX密码,它是从1918年3月5日开始使用的,就在德国于3月21日发动主要攻击的前夕。德军的攻击就跟一般的攻击战一样,突袭是制胜的重要因素。他们的密码专家会议从众多候选方法中选用了ADFGVX密码法,他们认为它的安全性最高,甚至相信它是无法破解的。这套密码法的威力在于它错综复杂的特性:它是替代法和移位法的混合(请参阅附录F)。
1918年6月之初,德国的炮兵部队离巴黎只有100公里远,准备进行最后一击。同盟国的唯一希望是破解ADFGVX密码,好知道德国正准备从哪一点突破他们的防御。幸好他们有一个秘密武器,一位名叫乔治·邦梵(Georges Painvin)的密码分析家。这位黑发棕肤瘦削的法国人具备非常敏锐的洞察力。大战爆发后不久,他偶然间碰到一位密码局(Bureau du Chiffre)的成员,才察觉到他解答密码谜团的天分。从此,他把这项无价的技巧用来挑出德国密码的弱点。他日以继夜地与ADFGVX密码奋战,在这段时间瘦了15公斤。
终于,6月2日晚上,他破解了一则ADFGVX信息。邦梵的突破让其他密件也一一被译解出来,其中一则包含下列命令:“速送弹药。只要不被看到,甚至可在昼间运送。”信息的前文显示,它是从蒙迪迪耶(Montdidier)和康比耶纽(Compiègne)之间的某地发出的,大约在巴黎80公里以北。这里急需弹药,表示德国迫在眉睫的进击将在这里发动。空中侦察确认了此项研判。同盟国随即派遣部队加强这条防线。一个星期后,德国发动攻击。由于已经失去突袭的先机,德军在持续五天的惨烈战役中溃败。
ADFGVX密码的破解正足以代表密码术在第一次世界大战期间的处境。在此时急速出现的新密码都是19世纪已经被破解的密码法的变体或混合。有一些在刚开始还能提供安全的保证,只是没过多久,译码专家就能掌控它们了。解码专家的最大问题反倒是如何应付庞大的信息量。发明无线电以前,拦截到的信息都是稀罕珍物,件件都是解码专家的宝贝。然而,第一次世界大战期间,无线电通讯量非常惊人,而且每一则都拦截得到,密码文犹如洪水源源不断地涌来,耗尽解码专家的心思。据估计,法国人在第一次世界大战期间截获的德国通讯内容高达一亿个单词。
大战期间各国的密码分析家之中,就属法国的最有效率。他们加入这场战争时,就已拥有欧洲最强的解码专家阵容,这是因为法国在普法战争屈辱大败的结果。拿破仑三世想要重振他猛跌的声望,而在1870年出兵侵犯普鲁士。他没料想到,位于北部的普鲁士会跟南部的日耳曼各邦建立联盟关系。普鲁士军队在奥托·俾斯麦(Otto von Bismarck)的领导下,强力压垮法国军队,吞并阿尔萨斯(Alsace)和洛林(Lorraine)两省,也终结了法国在欧洲的优势地位。此后,新近统一的德国所构成的威胁,似乎激励了法国密码分析家努力精通这些能提供法国有关敌人计划详细情报的技术。
图26:乔治·邦梵中尉。
奥古斯特·科寇夫就在这种气氛中写下他的《军事密码应用学》。科寇夫虽是荷兰人,大部分的时间都住在法国,他的著述提供给法国人有关密码分析的卓越指引。30年后,第一次世界大战开始时,法国军方已经以工业规模来执行科寇夫的理论了。新的密码法由单打独斗的天才(如邦梵等人)来破解;至于日常的密码解译工作,则交由一些专家小组来负责,每个小组都擅长解译某一种特定密码法。时间是成败的要素,输送带式的解码作业即能又快又有效率地提供情报。
公元前四世纪的《孙子兵法》在谈到谍报时说:“三军之事,莫亲于间,赏莫厚于间,事莫密于间。”(没有什么该比谍报得到更好的对待,没有什么该比谍报得到更丰厚的酬报,没有什么该比谍报更需保持机密。)法国人无疑是这番教诲的忠诚信徒。在精进他们的密码分析技术之际,他们也发展出许多相关但不涉及解码作业的辅助性技术来收集无线电情报。法国的监听站学会辨识无线电通讯员的“笔迹”。加密过的信息会以摩斯电码的形式传送出去,亦即一系列的点和线。每位通讯员都有独特的操作习惯,像是停顿时间、输送速度,以及点与线的相对长度。这种“笔迹”就跟手写字体一样可辨认得出来。除了监听站外,法国还设置了6个方向辨识站,可以侦测讯号是从哪儿传来的。每个站都可以转动它的天线,直到接收的讯号强度最强,即表示它对准的方向是讯号的来源。结合两处或更多处站台所测得的方向信息,就可能找出敌方发送信息的确实位置。结合“笔迹”和定位技术就可能辨认出,譬如说,某个特定部队的位置和身份。然后,法国情报员就可以追踪它在数天之内的旅程,进而推测它可能的目的地和进攻目标。这种情报收集形式,被称为通讯路线分析(traffic analysis),当有新的密码法出现时,这类分析特别有价值。每种新密码法都会暂时让密码分析家无能为力,然而即使是解译不出来的信息,经过通讯路线分析后,仍可能得出一些信息。
法国人的警戒心刚好跟德国人的态度成强烈对比。刚开战时,德国根本没有军方的密码分析局。直到1916年,他们才建立窃听机构(Abhorchdienst),专门负责拦截同盟国的信息。他们建立窃听机构的行动这么迟缓的部分原因是,德军在战争初期就进入法国领土。法国在撤退时,毁坏了地面通讯线路,迫使德国人必须仰赖无线电进行通讯。如此,德军等于不断提供法国可窃听的信息;反之却不然。法军退到自己的领土后,仍有地面通讯线路可以使用,而不需要透过无线电进行通讯。法军既不利用无线电通讯,德军就没有什么好拦截的,也就不会想要费功夫发展他们的密码分析部门。直到交战两年后,他们才改变主意。
英国人和美国人对同盟国的密码分析也有重要的贡献。被英国人于1917年1月17日拦截到的德国电报的解译过程,最能描绘同盟国解码专家的明显优势以及他们对这场大战的影响。这一则密码解译故事,一方面显示了密码分析术能如何左右最高层面的战争局势,另一方面也是运用不当的加密方法可能带来毁灭性后果的例证。在几个星期内,这封被解译的电报迫使美国重新考虑它的中立政策,继而改变了战争的均势。
尽管英、美政治家一再吁请,美国总统伍德罗·威尔逊(Woodrow Wilson)在第一次世界大战的头两年一直坚拒派遣美国部队去支持同盟国。除了不想在欧洲的血腥战场牺牲美国青年的生命外,他也深信单靠谈判即可结束这场战争,而且他相信他如果维持中立并担任调停人,对这个世界会更好。1916年11月,德国任命亚图·齐玛曼(Arthur Zimmerman)为新的外交部长时,威尔逊看到了调停的希望。齐玛曼是快活、高大的男子,显然将为德国带来一个开明的外交政策新时代。美国的报纸出现“我们的朋友齐玛曼以及德国的自由化”之类的标题,有一篇文章还称他为“未来德美关系最佳祥兆之一”。然而,美国人不知道,齐玛曼一点儿也没有寻求和平的打算,相反地,他正计划扩展德国的侵犯行动。
回到1915年,一艘德国潜水艇击沉邮轮露西塔尼亚号(Lusitania),造成1198名乘客罹难,包括128名美国公民。若不是德国一再保证,从此他们的潜水艇会在攻击之前先浮上水面,以避免这类误击民用船只的意外事件再度发生,露西塔尼亚事件就会把美国卷进大战了。然而,1917年1月9日,齐玛曼前往柏雷斯城堡(castle of Pless)参加一场重大的会议。会议中,最高司令部尝试说服德皇违背上述承诺,进行无限制的潜艇攻击行动。德军指挥官知道,如果能在水底发射鱼雷,他们的潜水艇几乎毫无遭受攻击的危险。他们相信,这将是决定战争结果的关键因素。德国已建造一支由两百艘潜艇组成的舰队,最高司令部声称,无限制的潜艇攻击行动将切断英国的补给线,6个月内英国就会无法忍受饥饿而投降。
速战速决是胜利的要素。无限制的潜艇攻击行动,而且无可避免将会击沉美国的民船,都势必会激怒美国而向德国宣战。顾及这一点,德国必须在美国动员军队、进而影响欧洲战局前,就迫使同盟国投降。柏雷斯会议终场,德国皇帝相信他们可以速战速决取得胜利,便签署了进行无限制潜艇攻击的命令,2月1日将开始执行。
接下来的三个礼拜,齐玛曼还另外设计了一项保险性的策略。既然无限制潜艇攻击行动会提高美国参战的可能性,齐玛曼有个计划可以推迟并削弱美国在欧洲的投入程度,甚至可能使它完全打消加入欧洲战场的念头。齐玛曼的构想是与墨西哥结盟,说服墨西哥总统入侵美国,以收复得克萨斯、新墨西哥以及亚利桑那等领土。德国会提供墨西哥财务及军事上的支持,协助它对抗两国共同的敌人。
图27:亚图·齐玛曼
此外,齐玛曼还希望墨西哥总统当中间人,去说服日本也攻击美国。如此,德国威胁美国的东岸,日本从西岸进击,墨西哥则从南方入侵。他的主要动机是在美国自家制造问题,使它无力派兵支持欧洲。这样,德国就可以赢得海上的战争、赢得欧陆的战争,之后再从对美的军事行动退回来。1月16日,齐玛曼把他的提议简缩成一封电报,送给驻华盛顿的德国大使,请他转送给驻墨西哥的德国大使,最后送交给墨西哥总统。图28是加密的电报,实际内容如下:
我们预定于2月1日展开无限制潜艇攻击。尽管如此,我们仍欲尽力让美国保持中立。倘若未能成功,我们想以下列基本条件与墨西哥结盟:共同作战,共同谋和,丰沛的财务支持,而且我方认知墨西哥将收回在得克萨斯、新墨西哥以及亚利桑那的失土。协议文的细节由你决定。
一旦确定将与美国爆发战争,务必即刻秘密告知[墨西哥]总统上述事项。此外,建议他主动邀请日本立即跟进,并且担任我们和日本的中间人。
请你促请总统注意:我们将采取无限制的潜艇作战策略,故可望于数月内迫使英国谈和。收件请回报。
齐玛曼
齐玛曼将他的电报加密,因为德国知道同盟国会拦截它的所有越洋通讯——英国在这场战争的第一项攻击行动的结果。第一次世界大战第一天,破晓前,英国船舰泰康尼亚号(Telconia)在黑暗的掩护下驶近德国海岸,下锚钩出一把海底电缆。它们是德国的越洋电缆——德国跟外界通讯的干线。太阳升上来时,它们都已经被割断了。这项破坏行动的用意是摧毁德国最安全的通讯办法,迫使德国的信息透过较不安全的无线电或透过其他国家的电缆来传送。齐玛曼被迫透过瑞典传送加密电报,为了保险又再透过美国的电缆直接传送。然而这两条路线都会经过英国,因此齐玛曼的电报文很快就落入英国的手里。
图28:齐玛曼的电报;驻华盛顿的德国大使本斯多夫转送给驻墨西哥的德国大使埃卡特的版本。
这封拦截下来的电报马上被送到海军部的密码局,40号房,他们最初的办公室是一间编号40的房间,因而以此为名。40号房是一个奇异的混合体,包括语言学家、人文学者和纵横字谜玩家,每位都有最巧妙的密码分析技能。例如,翻译过德国神学作品,很有天赋的蒙哥马利(Montgomery)牧师曾解译一则藏在明信片的信息。这张明信片来自土耳其,寄给住在苏格兰提那布鲁埃村国王路184号(184 King's Road, Tighnabruaich, Scotland)的亨利·琼斯爵士(Sir Henry Jones)。亨利爵士相信,这是他被关在土耳其的儿子寄来的。可是明信片的书写栏一片空白,地址也很怪异——提那布鲁埃村非常小,因此没有一家房子有门牌号码,也没有什么国王路。最后是蒙哥马利牧师读出这张明信片上的秘密信息。这个住址是在暗指圣经《旧约·列王纪上》第十八章第四节:“俄巴底将一百个先知藏了,每五十人藏在一个洞里,拿饼和水供养他们。”亨利爵士的儿子只是想叫他的家人安心,俘虏他的人待他不坏。
齐玛曼的加密电报抵达40号房时,解译它的任务落在蒙哥马利和尼格尔·德·格雷(Nigel de Grey)身上。德·格雷是一位出版商,从威廉·海纳曼公司(William Heinemann)借调来的。他们马上看出,他们的分析对象是一种只用于高层外交通讯的加密形式,应该赶紧解译出来。这项解译工作绝不简单,不过他们可以引用先前类似的加密电报的分析经验。几个小时内,这对密码分析搭档就揭露出一些文字片段,已看得出来这是一则极为重要的信息。蒙哥马利和德·格雷继续进行他们的任务,在这一天结束前就辨识出齐玛曼可怕的计划大纲。他们意识到无限制潜艇攻击的可怕后果,另一方面他们也看到德国外交部长正鼓励对美的攻击行动,这很可能造成威尔逊总统放弃美国的中立立场。这封电报不仅包含最致命的威胁,也含有美国加入同盟国的可能性。
蒙哥马利和德·格雷把这封解译出部分内容的电报送交海军情报局主任海军上将威廉·霍尔爵士(Admiral Sir William Hall),期望他把信息转告美国,把他们拉进战场。霍尔上将却只把这篇部分解译结果放进保险箱里,鼓励他的解码专家继续填补那些还没解译出来的洞。也许还有非常重要的信息尚未解译出来,他并不想交给美方一份不完整的解译结果。此外,他脑中还潜伏另一个顾虑:若把齐玛曼这封被解译出来的电报交给美国,美国的反应可能是公开谴责德国所提议的攻击行动,这么一来德国就会知道他们的加密法被破解了。这会刺激他们发展更强的新加密系统,因而遏阻一条非常重要的情报渠道。不管怎样,霍尔知道德国潜艇将在两周内发动全面攻击,这项行动本身可能就足以激使威尔逊总统向德国宣战了。如果不管怎样都可能得到期望的结果,又何必牺牲一个很有价值的情报来源。
2月1日,依照皇帝的谕令,德国发动了无限制的海上攻击。2月2日,威尔逊总统召开内阁会议,决定美国的反应。2月3日他对国会发表谈话,宣告美国将继续保持中立,扮演调停者而非战士的角色。这完全出乎同盟国和德国的预期。美国不愿加入同盟国,霍尔将军别无选择,只得利用齐玛曼的电报。
蒙哥马利和德·格雷在跟霍尔初次接触过后,两周内就完成电报的解译了。此外,霍尔找到一个不会让德国怀疑他们的通讯安全性已被破坏的办法。他知道,驻华盛顿的德国大使冯·本斯多夫(von Bersnstorff)会先做一些小修改,才把电文转给驻墨西哥的德国大使冯·埃卡特(von Eckhardt)。例如,玛·本斯多夫会先把给他自己的指示删除掉,并更改收件人地址。冯·埃卡特则会先解开这份修改过的电报,才送交墨西哥总统。如果霍尔能得到齐玛曼电报的墨西哥版,就可以把它刊登在报纸上,德国会以为它是在墨西哥政府处遭窃的,不是在送往美国的途中被英国拦截并且破解的。霍尔跟一位驻墨西哥的英国情报员接洽,我们只知道他被称为H先生。H先生渗透进墨西哥电报局,找到他需要的东西——齐玛曼电报的墨西哥版。霍尔把此一版本的电报交给英国外交部长阿瑟·巴富尔(Arthur Balfour)。2月23日,巴富尔招来美国大使瓦特·佩吉(Walter Page),向他出示齐玛曼的电报。后来,巴富尔自谓这是“我这一生最戏剧性的一刻”。四天之后,威尔逊总统亲眼看到这份“文采洋溢的证据”(他自己这么说道),德国鼓动直接进犯美国计划的铁证。
图29:“在他手上爆炸”;罗林·柯比(Rollin Kirby)于1917年3月3日发表在《世界》(The World)的漫画。
这封电报公开于新闻媒体上,美国人终于亲睹德国企图的真相。尽管美国人民大都主张报复,行政部门里仍有些疑虑:这封电报会不会是英国伪造来诱使美国参战的骗局?这个真实性的问题很快就消失了。齐玛曼公开承认是他写的。在柏林记者会上,在没有施压的情况下,他简单说道:“我不能否认。那是真的。”
德国外交部开始调查美国是如何拿到齐玛曼电报的。他们掉进霍尔上将的圈套,而得出“很多迹象显示,是墨西哥境内发生叛逆情况”的结论。在这同时,霍尔继续刻意把德国的注意力从英国解码专家的工作转移开。他刻意在英国媒体发表一则新闻,批评他自己的组织竟未拦截到齐玛曼的电报。这些文字随即引来一连串抨击英国情报单位,并赞扬美国的文章。
1917年年初威尔逊说,把他的国家引入战场会是一项“反文明的罪行”,到了4月2日他改变心意了:“我建议国会宣告,[德意志]帝国政府最近的行径无异于对美国政府和人民作战,我们被迫只得正式接受交战状态。”三年密集外交行动未能成功的目标,被40号房解码专家的一项突破达成了。著有《齐玛曼电报》(The Zimmermann Telegram)的美国历史学者芭芭拉·塔齐曼(Babara Tuchman),提出以下的分析:
就算没拦截到或未公开这封电报,德国势必会做出其他把我们引入战场的事。只是,时机已经嫌迟,我们若再蹉跎久一点,同盟国可能就会被迫谈和了。在这种局势下,齐玛曼电报可说是改变了历史的发展方向。……齐玛曼电报本身不过是历史这条漫漫长路上的一颗小石子。可是一颗小石子可以杀死一个巨人,这一颗则划破美国人的幻想,幻想我们可以与其他国家隔离开来,快活地做我们自己的事。在国际事务中,它是德国部长的一项小阴谋。在美国人民的生活中,它是天真无知的终点。