01 实物
按照 Kevin McCurley 1996年为 IACR 记下的说法,1933年在上海有七根金条发给了一位“王将军”,充当一家美国银行存款的金属凭证。上面的中文描述了一笔超过三亿美元的交易,并给出金条的总重量为1.8千克。当时围绕这笔索赔的纠纷尚未了结,McCurley 公布这些照片,是希望读懂这些密码能帮助解决纠纷。
Elonka Dunin 从那以后一直把这件东西列在她的著名未解密码清单上。2020年,她联系上了 IACR 页面上提到的那位律师,律师证实他见过这些金条,形容它们大约有遥控器那么大,并说银行没有把这笔索赔当真;他的卷宗已经结案。还有人指出,金条上描绘的飞机是一种直到1934或1935年才首飞的机型,晚于金条自称的日期。
02 十六段密码
同样的字母串在各根金条上反复出现,这正是最初让人觉得它们有意义的原因。全部列出,由长到短:
SKCDKJCDJCYQSZKTZJPXPWIRN
MQOLCSJTLGAJOKBSSBOMUPCE
RHZVIYQIYSXVNQXQWIOVWPJO
FEWGDRHDDEEUMFFTEEMJXZR
XLYPISNANIRUSFTFWMIY
HFXPCQYZVATXAWIZPVE
YQHUDTABGALLOWLS
UGMNCBXCFLDBEY
ABRYCTUGVZXUPB
JKGFIJPMCWSAEK
KOWVRSRKWTMLDH
HLMTAHGBGFNIV
MVERZRLQDBHQ
VIOHIKNNGUAB
GKJFHYXODIE
ZUQUPNZN
按 McCurley 的转录共263个字母。他当时就指出,“some of the letters are hard to read so there may be inaccuracies”。为撰写本报告,转录已与他的十五张照片核对:十四串在至少一根清晰的金条上逐字母得到证实;UGMNCBXCFLDBEY 在每一根刻有它的金条上都是十三个字母(最后那个 Y 之前的字形在最清晰的铸件上读作 E,在另一根上可能是 B);KOWVRSRKWTMLDH 中的第二个 K 在任何一根金条上都看不到。细节见注释。
03 每个字母十次
数一数字母,模式就显现出来了。
金色是每个字母的实测计数;后面的浅红色是263个英语字母应有的分布。英语在 E 处高耸,到 Z 跌到几乎为零。金条两者都没有。二十六个字母中有二十一个恰好出现十次,其余五个只差一个,只有 I 差了三个:
| 字母 | 次数 | 字母 | 次数 |
|---|---|---|---|
| E | 11 | O | 9 |
| I | 13 | T | 9 |
| S | 11 | 其余全部21个字母 | 10 |
每个字母十个,应当恰好是260个字母;转录给出的是263个。与照片核对后去掉了一个字母(那条十四个字母的串在金条上是十三个),另有一个存疑,所以真实总数是261或262。这并没有消除偏差:I 在每种读法下都是十三个;视那两个存疑字形如何转录,差一个的字母有三到七个。金条本身就是每个字母大约十个;这些偏差不是转录噪声。在每一种站得住的读法下,卡方都保持在1.2到1.5之间,概率都接近万亿分之一。一个人每个字母数出十个、偶尔数错一两个,就会得到这种模式。
04 为什么没有任何密码能做到这一点
| 检验 | 取值 |
|---|---|
| 重合指数 | 0.0350 (英语0.0667,随机0.0385) |
| 相对均匀分布的卡方,自由度25 | 1.251 (随机抽样预期为25) |
| P(卡方 ≤ 1.251) | 9.3 × 10−13 约万亿分之一 |
| 相对英语字母频率的卡方 | 1488 |
| 200,000个随机263字母串中至少同样均匀的个数 | 0 |
论证的关键在于分布平坦得超出了随机性所允许的程度。逐一看候选密码:
- 简单替换只给字母改名,改变不了它们出现的频率,所以会保留明文的偏斜。重合指数保持在0.066附近。
- 任何移位密码都只是重新排列字母,完全不改变计数。
- 短密钥的维吉尼亚密码能把分布压平一部分,到约0.045,并留下周期性结构。
- 长密钥或一次性密码本能达到平坦的期望,但靠的是随机抽样,而随机抽样是有噪声的。均匀抽取263个字母,计数会以约3.1的标准差散开,所以预期范围大约是4到16,卡方在25附近。二十一个字母恰好落在十,这不是随机性的样子。
只有刻意构造才会产生这种结果。字母在十六个串中的排列看起来是随机的。字母在串内重复的地方有71处,而把同一批字母随机打乱、分成同样长度时的预期是65.6处。有人数出每个字母各十个,然后把它们分配了下去。
05 这意味着什么
这些铭文是装饰性的填充物,做得像密码,刻在一件本意就是要看起来像有价证券的东西上。这与关于这些金条的其他已知情况都吻合:一根注明1933年的金条上出现了当时尚未造出的飞机,银行拒绝了索赔,法律卷宗未有结论便结案了。
在著名密码的各种清单上,这件东西应当重新归类为其中没有信息的人为构造。这些统计数据解释了为什么九十年的尝试都没有得出任何解读。
关于转录:这一论证最初仅基于 IACR 1996年的转录,转录者本人曾警告说有些字母难以辨认。此后,这些字母已根据 IACR 的十五张照片放大并拉伸对比度后重新转录。十六串中有十四串得到证实;有一串比公布的少一个字母,另一串中有一个字母在现有分辨率下无法确定。统计量针对每一种读法都重新计算过,结果不变。
06 来源
- Kevin McCurley,“Cryptograms on Gold bars from China”,IACR,1996年,以及汇编的密码。照片转载自该页面。
- Elonka Dunin,著名未解密码清单,包括她2020年的更新。
- Klaus Schmeh,“The Top 50 unsolved encrypted messages: 49. The Chinese goldbar cryptogram”,2017年,一位评论者在那里首先注意到了每个字母十次的模式。
- 复现方法:
targets/goldbar/analyse.py在代码仓库中。