【工程师博客】莎士比亚、酒类走私贩和珍珠港

作者：DavidHTO

那是1916年4月21日，芝加哥人民正在享受一个美好的春日，严酷的冬天已经过去，距离炎热的夏季还有几个月。前一天，芝加哥小熊队在落成两年的Weegman Park开启了他们的第一个赛季，尽管上赛季小熊队仅取得了第五名的成绩，但重返世界大赛的希望仍很大。总体而言，1916年对于这座意图提升其伟大声誉的城市是辉煌的一年。这一年，年轻的Carl Sandburg发表了一首诗，他在诗中将这座城市描述为“世界屠猪城”。在温暖的天气里，美国第二大城市的空气中弥漫着杀猪的味道，任何在屠宰场附近观光的游客都能闻到。但这并没有阻止共和党在那个夏天来到这里举行四年一次的大会，他们将提名最高法院首席大法官Evans Hughes作为他们的总统候选人。

4月21日也是库克县法官Richard Stanley Tuthill对前两周一直在他面前争辩的一个案件作出裁决的日子。这项裁决在知名度上远不如在即将被命名为瑞格利球场的地方举行的棒球比赛，但却成为风城（芝加哥市的别称）乃至全世界的热点新闻。Tuthill法官裁定威廉·莎士比亚是一个骗子，其名下所有戏剧、诗歌和十四行诗的真正作者乃是哲学家、科学家和发明家弗朗西斯·培根。

需要说清楚的是，尽管世界各地的报纸都报道了这项裁决，但《莎士比亚全集》的出版商牛津大学并没有急着将其名称改为《培根全集》。皇家莎士比亚公司也没有将Bard的大名从其门面中删除。那是因为新闻界的所有人都知道，并且敢于公开报道，这场审判事实上不过是两个人搞出来的宣传噱头：电影制片人William Selig和百万富翁George Fabyan。

Fabyan以前是波士顿人，继承了一家成功的棉制品制造公司。凭借继承的财产，他在伊利诺伊州日内瓦购买了一个大型庄园，他称之为Riverbank Labs.（河岸实验室）。正如他曾经说过的那样，他得意于自己的财力，“......投资去发现大学无力研究的有价值的事情”。这些有价值的事情包括对声学和遗传学等主流课题的研究。（其声学实验室在今天仍被视为世界上最好的实验室之一。）其他投资，例如寻找难以捉摸的永动机，遭到主流科学家的蔑视。这样的嘲笑似乎只是令Fabyan更大胆，他还资助了一位名叫Elizabeth Wells Gallup的波士顿老乡的工作。Gallup夫人写了很多文章，相信Bard作品早期合集“第一对开本”中隐藏了一个密码。如果正确破译此密码，将会证明莎士比亚名下的作品其实是培根写的。

尽管大多数人认为这个说法太牵强附会，但它基于一个公认的事实：弗朗西斯·培根曾经发明了一种在任何文本中隐藏秘密信息的方法。他称之为“双字体密码”，这对任何使用过计算机（尤其是二进制码）的人来说，看起来应该很熟悉。

字母表中的每个字母（称为明文）由一组五个a或b（抱歉，U和V，但你必须与他人共享）表示，它们构成一个二进制码。明文“A”表示为aaaaa，明文“B”表示为aaaab，依此类推。使用此编码，培根展示了隐藏一条秘密消息是多么容易，它与公众读到的信息恰好相反。我们以消息“STAY WHERE YOU ARE”（待在原地）为例。使用培根密码写出消息，使它看起来像这样：

STAY WHERE YOU ARE

请注意，有些字母是粗体加斜体。接下来，我们将这些字母排成五个一组：

STAYW HEREY OUARE

最后一步是使用上表转换各组明文以得到解译的消息。因此，STAYW隐藏代码aabab（两个字母是正常字体，一个字母是粗体/斜体，接下来的一个字母是正常字体，以粗体/斜体字母结尾），转换得到字母“F”。HEREY是ababa，转换得到“L”。OUARE是babba，转换得到“F”。解码后的消息是什么呢？FLY（赶快飞走），与原始明文消息恰好相反。精通计算机的读者也会注意到双字体字母和ASCII代码之间的相似性，不过培根有点害羞，少用了两位。（不。不打算为此道歉。）

现在，莎士比亚作品是由培根创作的看法已经存在了几十年。甚至还有一本名为Baconiana的信徒杂志（如今可以在Francis Bacon Society网站上读到）。Gallup夫人（曾在索邦大学就读，并非不学无术者）受到这一理论影响，当时还有许多知名人士也受到影响，包括马克·吐温、沃尔特·惠特曼、西格蒙德·弗洛伊德、亨利·詹姆斯、亨利·米勒和海伦·凯勒。在Riverbank（依靠Fabyan的资助），Gallup以科学方法追寻真相，对莎士比亚“第一对开本”的副本进行了拍照，并分析其文字中是否隐藏了培根的双字体密码。

Gallup夫人不是摄影师，但幸运的是，Fabyan刚把一位来自康奈尔大学、名叫William Friedman的聪明且年轻的遗传学家带到Riverbank。Friedman曾受雇开发一种能在干旱环境中生长的小麦品种，Fabyan认为这种作物在巴勒斯坦等地可以派上用场。当Gallup得知Friedman爱好摄影时，她便让他加入了其团队。Friedman很可能是自告奋勇，因为他迷恋上一位为Gallup工作的年轻可爱的女图书管理员。她名叫Elizebeth Smith（她的父母故意用“e”来将她的名字分开）。接下来发生的事情是不可能编造出来的，因为太令人难以置信。但以下都是事实。

Gallup放大Friedman的照片，测量并量化每个字母的倾斜度，以确定哪个是培根密码中的“a”，哪个是“b”。当数学未能提供明确的答案时，她屈服于直觉，并在这个过程中找到了诸如“培根创作这些作品”之类的解译，以及其他证明培根派正确的启示性段落。当Friedman和Smith陷入热恋时，Gallup收集了证据，于1916年初准备发表其揭露莎士比亚欺诈的巨著。就在那时，制片人Selig对Fabyan提起了诉讼。Selig的电影公司将于4月23日上映基于四部莎士比亚戏剧的电影，以纪念Bard逝世三百周年。诉讼声称，莎士比亚的声誉将因Gallup所谓的破译而“遭受重大打击”，公众将不会去看他的电影。Selig要求法院裁定莎士比亚是真正的作者。

4月初，小熊队结束了佛罗里达州的春季训练，前往北区棒球场参加全国联赛首场赛事，而Tuthill法官也开始开庭审理威廉·莎士比亚一案。遗憾的是，审判的官方记录已从库克县档案中消失。我的父亲写了大量关于密码学历史的文章，他曾为找到该记录努力了几次，但皆告失败。20世纪90年代早期，PBS赞助了一个通过模拟审判确定莎士比亚作品作者身份的节目，但其中没有提到双字体密码，而这是Gallup夫人认定作者身份的基础。在J. Ajlouny的戏剧《威廉·莎士比亚的审判》（最近由Fresh Ink Group出版）中，作者让观众扮演陪审团的角色，听取他在法庭再现中提出的证据。但在隐藏密码的主张上花的时间非常少。在我的同名剧（由Eldridge Plays＆Musicals出版）中，我描写了一个审判场景，其中把双字体密码当作主要辩护证据来呈现。（不知何故，托尼奖委员会错过了它的一次制作。）最终，我们所能做的只是猜测Tuthill法官在法庭上说了什么。这真是一种耻辱，因为Fabyan和Selig（两个都以活跃个性闻名的人）均选择担任己方的首席律师，这意味着一些精彩的戏剧性事件可能已经淹没在历史中。

保存下来的是Tuthill法官裁决后发生的一系列引人注目的事件，正如我们从上面的新闻剪辑中看到的那样，这正是Fabyan和Selig从一开始就策划好的：为Selig电影做免费宣传。对于芝加哥从法律上宣称莎士比亚是骗子的事情，许多人似乎觉得很好笑。一个喜欢开玩笑的人，舌头紧紧贴着腮帮子，询问这项裁决是否意味着芝加哥有义务将莎士比亚大道更改为培根大道。其他芝加哥人没有那么乐观，尤其是库克县的其他法官。1916年5月2日，在Tuthill判决后仅十天，他们就推翻了他的裁决，为莎士比亚恢复了文学巨匠的名誉。

那么这与珍珠港有何干系呢？为了讲述故事的下一部分，我们需要回退一点。自被拉入培根项目以来，Friedman对Gallup解密方法的疑虑与日俱增。到Tuithill裁决的时候，他差点要后悔接受Fabyan最初的邀请来到Riverbank。我说“差点”是因为在审判后不久，他就娶了Gallup年轻可爱的助手Elizebeth Smith。大约同时，Fabyan让他担任“Riverbank密码部门主管”。这就是George Fabyan的天才，他认识到这个培根怀疑论者拥有非常敏锐的分析思维，密码学领域需要这种思维。Friedman回报了Fabyan，撰写了一系列著名的论文，有些甚至是开创性的，这些论文使Riverbank在地图上获得一席之地。

Friedman论文发表的时机不可谓不完美。1917年初，英国情报机构破译了一封电报（通常称为Zimmerman电报，以发送该电报的德国官员名字命名）。内容是德国的一个提议，如果美国对德国宣战（后来美国确实在4月份对德宣战），那么德国将把美国西南部的一大部分交给墨西哥。Fabyan立即提出让其密码部门为美国战争部服务，后者欣然接受（没有一丝无奈）。很快，Friedman被要求破译德国的另一则加密消息，这次是发给印度活动人士的，鼓动其从英国独立。凭借这一成功，William入伍并前往法国，在那里他直接为潘兴将军工作。他对截获的德国无线消息的破译据说挽救了成千上万盟军的生命。战争结束后，他继续写文章，可以说开创了密码分析这一新领域。

在我们继续讲述William的故事之前，我们需要注意的是，Elizebeth有着过硬的数学本领。她的译码技能相当出色，先为海军服务，后为调查局（FBI前身，FBI是在禁酒期间出名的）服务，帮助粉碎佛罗里达海岸和休斯顿等地的朗姆酒私贩活动。之后，她对打击旧金山以外的毒品集团起了重要作用。Elizebeth经常被要求在相关审判中作证，鉴于走私者的系统性暴力，出庭作证有时候是很危险的行为。在一个女性尚未受到数学和科学领域普遍欢迎的时代，她可谓成就斐然。在执法方面也是如此。

现在回过头来说说William。除了加密理论方面的开创性工作之外，他还花了大量时间研究一种新型编码机（使用转子生成密码的机电装置）的缺陷。就像追求更高水平网络安全的公司会雇用黑客一样，Friedman发现了这种机器原始设计中的缺陷。然后，他与他在1930年聘请的数学家Frank Rowlett合作，开发出一个绝妙的版本，该机器如此出色以至成为美国在第二次世界大战中最安全的密码机。

在美国和日本爆发敌对行动之前，他和他的团队在没有见到实物的情况下就复制出日本的PURPLE密码机，从而攻破其密码，Friedman由此成为传奇人物。我要再说一遍，仅凭截获的消息来推测密码机的构建原理，然后复制出一台极其复杂的密码机，是一项非凡的成就。如何使用这些解译的消息是另一回事。正如Friedman的维基百科页面所说的那样：“有一次截获到发送给华盛顿特区日本大使馆的消息，要求终止（1941年12月7日）与美国的谈判。该消息清楚表明战争即将发生，是在珍珠港遭到攻击前几个小时才被送到美国国务院。有关美国事先是否知道珍珠港袭击的争议已持续到21世纪。”

Friedman的成就并非没有代价。正如其维基百科页面上解释的那样，“......1941年，Friedman因神经衰弱而住院，病因主要是PURPLE工作带来的精神压力”。Friedman康复后，继续为战争出力。为了推动同盟国在破译密码方面取得进步，他的团队用一台复制的PURPLE机换取英国如何破解德国ENIGMA密码的详细信息。（这项工作是由艾伦·图灵领导完成的，后来拍成了荣获奥斯卡奖的电影“模仿游戏”，由本尼迪克特·康伯巴奇主演。我在这里放上他的照片，因为康伯巴奇是我妻子最喜爱的演员，我想现在她可能会读读我的博客。）

战后，Friedman成为为冷战而建立的新政府机构——国家安全局(NSA)——的首席密码学家。在领导该机构密码研究工作的同时，他还继续编写教科书，其中一些至今仍被用于培训年轻的密码学家。到1956年Friedman退休时，Enigma和PURPLE机器的转子和齿轮已经被第一台大型计算机中的真空管所取代。后来，真空管被分立晶体管取代，分立晶体管又被半导体晶体管取代。

退休？William和Elizebeth并没有像大多数人那样退休。有一个问题一直困扰着他们，双字体密码——第一种二进制码（也是所有现代计算的基础）——是如何被Gallup夫人滥用的？在Elizebeth的陪伴下，William Friedman重新研究“第一对开本”，他们一同撰写了一本名为《莎士比亚密码探究》的书，揭露了Gallup方法的缺陷。关于他们生命中的最后一章，有一些非常令人满足的东西，这不仅反映了他们对彼此的挚爱，而且反映了他们忠于事实的精神。

作者注，2018年9月17日

我很高兴报告，最近出版了一本关于Elizebeth Friedman的新书。标题为《粉碎密码的女人》，作者是Jason Fagone。这里有Brain Pickings网站对这本书的一则好评。我写信给Fagone先生，介绍我如何跟随我父亲而发展出对这个主题的兴趣，Jason回信写道：

“David，你好，非常感谢你的来信。在我为这本书做研究时，我经常看到你父亲的名字！他写了一些关于Riverbank以及那里的密码学进展的早期历史文章。我知道William Friedman多年来与美国密码协会通信，并赞赏他们的工作。你继续跟进他的工作并作出了自己的贡献，这太棒了。一旦你听到这个故事，就很难忘记它。我觉得我们中很多人有这样的切身体验。”

确实如此，Jason。祝你和这本书好运。我在介绍性电子邮件中告诉他：“如果好莱坞打来电话，我不会感到惊讶，我总觉得他们的故事值得拍部电影（Emily Blount或Emma Stone饰演Elizebeth？）”

本文转自：【工程师博客】莎士比亚、酒类走私贩和珍珠港