从未被破解的纳瓦霍密码 助美国赢得了太平洋战场胜利

加密与解密这场战争远未结束,它势必将人类推到一个更加辉煌的文明阶段。

按:自有文字以来,密码就随之诞生,破解密码一直是具有高度智慧的人们不可抗拒的诱惑。编码和解码的战争持续了3000多年,在漫长的密码战争中,破解者的每一次胜利,都导致了新的编码法的诞生,将人类科技文明推向不可思议的极限,最终成就了今天的电脑甚至于令人瞠目结舌的量子密码。

在《码书》中,作者西蒙·辛格用极其流畅简明的笔触为读者描绘出一部密码演化史,揭露了众多不为人知的隐秘历史;在激烈的商场战争和军事战争中,谁掌握了密码学上优势,谁就能透视对方的底牌,为此,各个学科的顶级人才都投入到密码战争中;作者还讨论了在信息时代,密码术为何与我们每个人息息相关,以及加密技术怎样保护我们的个人隐私。在《序言》中,西蒙·辛格说:“历史的标点符号是密码打上去的。”看起来,加密与解密这场战争远未结束,它势必将人类推到一个更加辉煌的文明阶段。

本书涉及学科包括且不限于语言学、统计学、数学、通信学、物理学、计算机学等,可以说它不仅是一本关于密码的科普书,还是多种学科的交叉的科普书。不过,读懂烧脑的加密与解密过程并不是打开这本书的唯一方式,仅仅将其看作BBC资深制作人讲述的一段跌宕起伏的历史传奇,也是一次足够令人满足的阅读体验了。

经出版社授权,界面文化(ID:Booksandfun)从书中节选了二战时期美军在太平洋战场使用美洲原住民纳瓦霍语作密码的相关段落,以飨读者。

语言障碍(节选)

文 | 西蒙·辛格  译 | 刘燕芬

在太平洋战役中,美军指挥官开始感受到密码机器如SIGABA有本质上的缺陷。电机加密方法虽然提供了相当高的安全度,速度却慢得令人难受。用机器加密,必须一个字母一个字母地把信息打进机器里,并得一个字母一个字母地抄录下输出结果,再把完成的密码文交给无线电通讯员传送。接收到加密信息的无线电通讯员必须把它转交给密码专家,由他小心选取正确的钥匙,把密码文打进密码机里,一个字母一个字母地解译。作战总部与船舱或能提供这种必须谨慎处理的工作所需的时间与空间,可是在更恶劣、更紧张的环境,例如太平洋上的岛屿,机械加密法就不怎么理想了。有一位战地记者描述了在丛林战火中的通讯困难:“当战斗局限在小区域时,每件事都得分秒必争。没有时间做加密、解密。在这样的情况中,纯正英语是下下策——用语愈鄙俗愈好。”不幸(对美国人而言),很多日本军人上过美国大学,会讲流利的英语,包括鄙俗的词语。美国的战略与战术信息经常落入敌人手里。

菲利普·约翰斯顿(Philip Johnston)是首先为这个问题提出对策的人士之一。他是驻在洛杉矶的工程师,因年纪太大而无法参战,但仍想为战事尽一份心力。1942年初,他从孩童时代的经验获取灵感,发明了一种加密系统。身为新教传教士儿子的约翰斯顿在亚利桑那州的纳瓦霍(Navajo)保留区长大,完全沉浸在纳瓦霍的文化里。他是少数能讲一口流利纳瓦霍语的非纳瓦霍人,纳瓦霍人与政府官员讨论事务时,常请他口译。他这份工作甚至让他在9岁时随同两位纳瓦霍人前往白宫,恳求罗斯福总统善待他们族人。注意到这个语言对非本族人多么难懂,约翰斯顿想到了一个主意:纳瓦霍或任何其他美洲原住民的语言,都可以作为几乎无法破解的密码。如果太平洋地区的每一战斗营都任用几位美洲原住民当无线电通讯员,他们的通讯保证安全。

他跑去圣迭戈外围的艾力特营(Camp Elliott),向该营区的通讯官詹姆斯·琼斯中校(Lieutenant. Colonel James E.Jones)提出他的构想。对这位错愕的军官抛出几串纳瓦霍词组后,约翰斯顿就说服了他这个构想值得认真考虑。两个星期后,约翰斯顿带来两名纳瓦霍人,准备在高阶的海军陆战队军官面前做一次示范。这两位纳瓦霍人被各置一处。他们给其中一位6则典型的英文信息,由他翻译成纳瓦霍语,再用无线电传送给他的同伴。在接收端的纳瓦霍人把信息转译回英文,交给这些军官,让他们跟原始信息比较。纳瓦霍人密语传话的示范,证实没有瑕疵,这些陆战队军官批许了实验计划,并下令马上开始招募人员。

然而在招募任何人以前,琼斯中校和菲利普·约翰斯顿必须先决定,要用纳瓦霍语还是其他语言来进行这项前导研究。约翰斯顿请纳瓦霍人做第一次的示范,是因为他和这个部族有私人交情,但他们不一定就是最理想的选择。最重要的选择标准是人数:陆战队所需要的部族,必须要能提供大量会讲流利的英语而且识字的人。由于美国政府对原住民疏于照顾,大部分保留区的识字率也就非常低,因此只有四个最大的部族可以考虑:纳瓦霍、苏族(Sioux)、齐本瓦(Chippewa)和皮玛帕帕戈(Pima-Papago)。

纳瓦霍是最大的一族,识字率却最低。相反地,皮玛帕帕戈识字率最高,族群人数却也最少。这四个部族都差不多,最后的决定是基于另外一个重要因素。根据官方对约翰斯顿的构想所做的报告:

纳瓦霍是20年来唯一还没有被德国学生骚扰过的美国部族。这些德国人,以艺术学生、人类学家等身份做掩饰,研究了多种部族的语言,一定对纳瓦霍语之外的各部族语言都已有充分的实际了解。因此,纳瓦霍是唯一能为这类工作提供绝对安全的部族。此外值得注意的是,纳瓦霍部族的语言对其他部族和所有其他人而言,是完全无法理解的,除了28位已经研究过这个语言的美国人可能是例外。这个语言相当于安全的密码系统,非常适用于快速、安全的通讯。

美国加入第二次世界大战之际,纳瓦霍的生活环境非常艰困,被当成次等人来对待。尽管如此,他们的部族会议仍支持这项战争行动,宣告他们的忠诚之心:“没有人会比原始美国人对美国更忠诚。”纳瓦霍人很想参与作战,以至于有的谎报年龄,有的吞下好几串香蕉,有的灌下大量的水,好达到55公斤的体重下限。同样地,寻找担任纳瓦霍密语通话员的适当人选,也不是难事。在珍珠港被袭后的四个月内,29名纳瓦霍人,有的年仅15岁,开始了海军陆战队主办的8周通讯课程。

开始进行训练以前,海军陆战队必须先克服另一个目前为止唯一以美国原住民语言为密码所曾遭遇到的问题。在第一次世界大战期间,在法国北部,141步兵团第四连的连长宏内上尉(Captain E.W.Homer)任命八名查投族人(Choctaw)当无线电通讯员。敌方显然无人懂得他们的语言,查投语也就成了非常安全的通讯媒介。然而,这个密码系统有一个基本缺点:查投语没有现代军事术语的同义词,信息里的军事术语可能会因此翻译成涵义较模糊的查投词语,而导致收信人诠释错误的风险。

纳瓦霍语也可能出现同样的问题。有鉴于此,陆战队计划编造一套纳瓦霍词汇来取代难以翻译的英文字,杜绝信息意义含糊的问题。这些受训人员协助编纂了这套辞典。他们倾向于使用描绘自然世界的字汇来代表特定军事术语。因此,鸟的名字被用来代表各式飞机,鱼的名字代表船舰。指挥官变成“战斗族长”(warchief),军队单位“排”变成“烂泥族”(mudclan),碉堡变成“穴居地”(cavedwelling),迫击炮则是“蹲着的枪”(gun that squats)。

尽管整本辞典包含了274个单词,要翻译较难预料的单词以及人名、地名时,仍会有困难。他们的解决方法是,设计一套语音改写字母集来拼写难字。例如,Pacific就拼成“pig、ant、cat、ice、fox、ice、cat”,翻译成纳瓦霍语则是“bi-sodih、wol-la-chee、moasi、tkin、ma-e、tkin、moasi”。在8个星期内,受训人员熟记了整本辞典和字母集,不需再编制密码簿,因而排除了密码簿落入敌手的风险。对纳瓦霍人而言,把所有东西都记在脑海里,是非常稀松平常的事。因为纳瓦霍语没有文字,他们习惯于默记他们的民间传说故事和家族历史。正如受训人员威廉·麦卡(William McCabe)所说的:“纳瓦霍人,什么东西都在脑海里——歌曲、祷文、任何东西。我们就是这样长大的。”

训练结束时,他们做了一次测试。发信人把一些英文信息译成纳瓦霍文,传送出去,收信人把这些信息翻译回英文——必要时,会用到他们脑海里的辞典和字母集。结果每个单词都正确。为了检测这个系统的强度,他们把测试的录音交给海军情报部,这个单位已破解日本最难缠的“紫色”密码。密集分析了三个星期,海军的解码专家仍旧对这些信息束手无策。他们说纳瓦霍语是“一连串奇怪的喉音、鼻音、饶舌的声音......我们甚至无法用普通文字写下它,更遑论破解它”。纳瓦霍密码成功通过检验。两位纳瓦霍士兵约翰·本诺利(John Benally)和钱宁·曼纽里投(Johnny Manuelito)被留下来训练下一批新兵,其余27位纳瓦霍密语通话员被编入四个旅,遣往太平洋战区。

日本于1941年12月7日偷袭珍珠港,不久就主宰了西太平洋的大半区域。日本在12月10日占领美军在关岛的要塞,在12月13日拿下所罗门群岛中的瓜达尔卡纳尔岛(Guadalcanal),12月25日香港失守,1942年1月2日菲律宾群岛上的美军宣告投降。日本计划在当年夏天在瓜达尔卡纳尔岛建造机场作为轰炸机的基地,以摧毁同盟国的供给线,让同盟国无法反击,以巩固他们对太平洋的控制。厄尼斯特·金上将(Admiral Ernest King),美国海军作战本部总司令,急于在机场建造完成以前攻击该岛。8月7日,海军陆战队第一师率先攻击瓜达尔卡纳尔岛。头几批登陆部队中,第一组密语通话员也在里面体验实际的战争行动。

虽然这些纳瓦霍人自信他们的技巧会对陆战队极有帮助,但头几次的尝试却只引发一场混乱。很多正规的通讯员不知道这种新密码,使得整座岛屿传遍他们发出的惊惶信息,说日本人用了美国的调频广播。负责的上校立即停用纳瓦霍通讯系统,直到他能确信这套系统值得使用。

其中一位密语通话员忆及纳瓦霍密码终于被派上用场的过程:

这位上校想出一个主意。他说,如果我能胜过他的“白色密码”——一个机械式、滴滴答答响的圆筒状东西——他才会留下我们。我们两人各自发出信息,他用他的白色圆筒,我用我的声音。我们俩都会收到回讯,而这场比赛就是看谁能先解译出回讯。他问我:“你会需要多少时间?两小时?”“两分钟比较可能。”我回答道。我在四分钟半内听清楚了我的回讯时,那个家伙还在做解译的工作。我说:“上校,你什么时候才要放弃那个圆筒东西?”他闷不吭声,点了烟斗,转身走开。

首批的29位纳瓦霍密语通话员为传统的结训照摆姿势

这些密语通话员很快就证明了他们在战场的价值。塞班岛(Saipan)曾发生一段插曲。有一营的陆战队占领了原由日军驻守的据点后,忽然连续飞来好多炸弹。那是自己人所发射的炮火——友军部队不知道他们前进到这里了。他们急忙以英语广播,向对方解释现状,炸弹却继续齐发而来,因为攻击的美军部队相信,这些信息是由擅于模仿声调的日军发出来愚弄他们的。直到接获纳瓦霍信息,他们才认清自己的错误,停止这场猛烈的攻击。纳瓦霍信息是假造不了的,永远可以信任的。

密语通话员的名声马上传开,1942年底,部队要求增添83位。这些纳瓦霍人全在六个陆战队师服役,有时候也会被其他军种借用。他们的语言武器很快就使这些纳瓦霍人变成英雄。其他士兵常会自愿帮他们扛无线电和步枪,有些单位甚至会派给他们私人保镖,部分原因是要防止他们被自己人攻击。这些密语通话员,至少有三次曾被美国士兵误认为日本人而被俘,只有在同营弟兄挺身担保后才获释。

纳瓦霍密码之所以难以破解,是因为纳瓦霍语属于纳丁(Na Dene)语系,跟任何亚洲、欧洲语言都没有关联。例如,纳瓦霍语的动词不仅会随着主语,也会随着宾语做变化。动词的结尾端视宾语的类别而定:长的(例如烟斗、铅笔),细瘦且有弹性的(例如蛇、皮带),含颗粒的(例如糖、盐),成束的(例如干草),黏黏的(例如泥巴、粪便),以及很多其他类别。动词也会结合特定的副词,以说明讲话者所谈述的事是亲身经验或只是传闻。因此有时候单单一个动词就等于一整个句子,外人几乎完全没有办法解析出它的意义。

虽然纳瓦霍密码的强度很高,但仍有两项显著的缺点。第一,在自然的纳瓦霍词汇里或那本列有274个代号的辞典都找不到的单词,必须利用特殊的字母拼出来。这很耗费时间。因此他们决定给这本辞典添加234个常用字词,例如国名就用纳瓦霍语给个绰号来替代:澳大利亚是“卷帽”,英国是“四面环海”,中国是“辫子”,德国是“铁帽”,菲律宾是“浮动的地”,西班牙是“绵羊痛”。

第二个问题则牵涉到那些还是得拼出来的单词。如果日本人知道有些字是拼出来的,他们就会想到用频率分析法来辨认哪些纳瓦霍单词代表哪些字母。他们很快就会发现最常用到的单词是dzeh,麋鹿(elk)的意思,代表英文最常用的字母e。拼出瓜达尔卡纳尔岛(Guadalcanal),而重复wol-la-chee(蚂蚁;ant)这个单词四次,会给他们哪个字代表字母a的明显线索。解决方法是用更多单词来代表常用字母(同音法)。六个最常用的字母e、t、a、o、i、n各多加了两个单词来代表,次常用的六个字母s、h、r、d、l、u则各多加了一个单词。例如,字母a也可以用be-la-sana(apple,苹果)或tsenihl(axe,斧头)来替代。这样一来,拼出Guadalcanal时,就只会重复一个单词了:klizzie、shi-da、wol-la-chee、lha-cha-eh、be-la-sana、dibeh-yazzie、moasi、tse-nihl、nesh-chee、tse-nihl、ah-jad(山羊goat、舅舅uncle、蚂蚁ant、狗dog、苹果apple、小羊lamb、猫cat、斧头axe、核桃nut、斧头axe、腿leg)。

1943年,小亨利·贝克下士(Corporal Henry Bake Jr,图左)和乔治·克科上等兵(Pfc George H.Kirk)在布干维岛(Bougainville)浓密丛林中使用纳瓦霍密码通话

太平洋的战局变得更加炽热时,美军从所罗门群岛前进到冲绳时,纳瓦霍密语通话员所扮演的角色也愈加重要。在攻击硫磺岛(Iwo Jima)的头几天,他们总共交换了超过800则的纳瓦霍信息,全都没有失误。霍华德·康纳少将(Major General Howard Conner)表示:“没有这些纳瓦霍人,陆战队拿不下硫磺岛。”若考虑到为了完成任务他们常得面对、克服他们内心最深的恐惧,这些纳瓦霍密语通话员的贡献就显得更加非凡。纳瓦霍人相信,没有被安葬好的死者灵魂(chindi),会向活人报仇。太平洋战役特别血腥,每个战场都遍地横尸。尽管chindi的观念一直萦绕于心,这些密语通话员仍旧鼓起勇气执行他们的任务。在多丽思·保罗(Doris Paul)的著作《纳瓦霍密语通话员》(The Navajo code Talkers)里,一位纳瓦霍通话员所忆及的一段情景,即彰显了他们的勇敢、专注与沉着:

战火非常激烈,只要把头抬高15厘米,你就没命了。然后在清晨,我们双方都紧绷着,一片死寂。有一名日本人想必是被逼得再也受不了了。他站起来,狂呼,大声尖叫,冲向我们的壕沟,挥舞一把长长的武士刀。我相信他被射击了25至40次才倒下来。

在壕沟里,有一位伙伴跟我在一起。可是,那名日本人挥砍了他的喉咙,直直砍到他颈背的韧带。他的气管还在喘气;他挣扎着要呼吸的声音恐怖极了。当然,他死了。那个日本鬼子砍过来时,温血溅满我握着麦克风的手。我正用密码呼叫求救。他们告诉我,尽管如此,我所说的每个音节都清楚地传达过去了。

这场大战总共用了420位纳瓦霍密语通话员。尽管他们英勇的行为得到褒奖,他们保护通讯安全的特殊角色则列为机密。政府不准他们谈论他们的工作,他们特殊的贡献一直未被公开。就像图灵和其他布莱切利园的密码分析家一样,纳瓦霍人被忽视了20多年。直到1968年,纳瓦霍密码终于解除机密,这些密语通话员在来年首度举行联谊会。1982年,美国政府公开表扬他们,明定八月十四日为“纳瓦霍密语通话员国定纪念日(National Navajo Code Talkers Day)”。事实上,这些纳瓦霍人获得的最大肯定是,他们的密码是少数有史以来从未被破解的密码之一。日军情报首脑有末精三中将(Lieutenant General Seizo Arisue)承认,他们破解了美国空军的密码,却对纳瓦霍密码束手无策。

《码书:编码与解码的战争》
[英] 西蒙·辛格 著  刘燕芬 译 
江西人民出版社 2018年3月

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来源:界面新闻

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