01 實物
按照 Kevin McCurley 1996年為 IACR 記下的說法,1933年在上海有七根金條發給了一位“王將軍”,充當一家美國銀行存款的金屬憑證。上面的中文描述了一筆超過三億美元的交易,並給出金條的總重量為1.8千克。當時圍繞這筆索賠的糾紛尚未了結,McCurley 公佈這些照片,是希望讀懂這些密碼能幫助解決糾紛。
Elonka Dunin 從那以後一直把這件東西列在她的著名未解密碼清單上。2020年,她聯絡上了 IACR 頁面上提到的那位律師,律師證實他見過這些金條,形容它們大約有遙控器那麼大,並說銀行沒有把這筆索賠當真;他的卷宗已經結案。還有人指出,金條上描繪的飛機是一種直到1934或1935年才首飛的機型,晚於金條自稱的日期。
02 十六段密碼
同樣的字母串在各根金條上反覆出現,這正是最初讓人覺得它們有意義的原因。全部列出,由長到短:
SKCDKJCDJCYQSZKTZJPXPWIRN
MQOLCSJTLGAJOKBSSBOMUPCE
RHZVIYQIYSXVNQXQWIOVWPJO
FEWGDRHDDEEUMFFTEEMJXZR
XLYPISNANIRUSFTFWMIY
HFXPCQYZVATXAWIZPVE
YQHUDTABGALLOWLS
UGMNCBXCFLDBEY
ABRYCTUGVZXUPB
JKGFIJPMCWSAEK
KOWVRSRKWTMLDH
HLMTAHGBGFNIV
MVERZRLQDBHQ
VIOHIKNNGUAB
GKJFHYXODIE
ZUQUPNZN
按 McCurley 的轉錄共263個字母。他當時就指出,“some of the letters are hard to read so there may be inaccuracies”。為撰寫本報告,轉錄已與他的十五張照片核對:十四串在至少一根清晰的金條上逐字母得到證實;UGMNCBXCFLDBEY 在每一根刻有它的金條上都是十三個字母(最後那個 Y 之前的字形在最清晰的鑄件上讀作 E,在另一根上可能是 B);KOWVRSRKWTMLDH 中的第二個 K 在任何一根金條上都看不到。細節見註釋。
03 每個字母十次
數一數字母,模式就顯現出來了。
金色是每個字母的實測計數;後面的淺紅色是263個英語字母應有的分佈。英語在 E 處高聳,到 Z 跌到幾乎為零。金條兩者都沒有。二十六個字母中有二十一個恰好出現十次,其餘五個只差一個,只有 I 差了三個:
| 字母 | 次數 | 字母 | 次數 |
|---|---|---|---|
| E | 11 | O | 9 |
| I | 13 | T | 9 |
| S | 11 | 其餘全部21個字母 | 10 |
每個字母十個,應當恰好是260個字母;轉錄給出的是263個。與照片核對後去掉了一個字母(那條十四個字母的串在金條上是十三個),另有一個存疑,所以真實總數是261或262。這並沒有消除偏差:I 在每種讀法下都是十三個;視那兩個存疑字形如何轉錄,差一個的字母有三到七個。金條本身就是每個字母大約十個;這些偏差不是轉錄噪聲。在每一種站得住的讀法下,卡方都保持在1.2到1.5之間,機率都接近萬億分之一。一個人每個字母數出十個、偶爾數錯一兩個,就會得到這種模式。
04 為什麼沒有任何密碼能做到這一點
| 檢驗 | 取值 |
|---|---|
| 重合指數 | 0.0350 (英語0.0667,隨機0.0385) |
| 相對均勻分佈的卡方,自由度25 | 1.251 (隨機抽樣預期為25) |
| P(卡方 ≤ 1.251) | 9.3 × 10−13 約萬億分之一 |
| 相對英語字母頻率的卡方 | 1488 |
| 200,000個隨機263字母串中至少同樣均勻的個數 | 0 |
論證的關鍵在於分佈平坦得超出了隨機性所允許的程度。逐一看候選密碼:
- 簡單替換只給字母改名,改變不了它們出現的頻率,所以會保留明文的偏斜。重合指數保持在0.066附近。
- 任何移位密碼都只是重新排列字母,完全不改變計數。
- 短金鑰的維吉尼亞密碼能把分佈壓平一部分,到約0.045,並留下週期性結構。
- 長金鑰或一次性密碼本能達到平坦的期望,但靠的是隨機抽樣,而隨機抽樣是有噪聲的。均勻抽取263個字母,計數會以約3.1的標準差散開,所以預期範圍大約是4到16,卡方在25附近。二十一個字母恰好落在十,這不是隨機性的樣子。
只有刻意構造才會產生這種結果。字母在十六個串中的排列看起來是隨機的。字母在串內重複的地方有71處,而把同一批字母隨機打亂、分成同樣長度時的預期是65.6處。有人數出每個字母各十個,然後把它們分配了下去。
05 這意味著什麼
這些銘文是裝飾性的填充物,做得像密碼,刻在一件本意就是要看起來像有價證券的東西上。這與關於這些金條的其他已知情況都吻合:一根註明1933年的金條上出現了當時尚未造出的飛機,銀行拒絕了索賠,法律卷宗未有結論便結案了。
在著名密碼的各種清單上,這件東西應當重新歸類為其中沒有資訊的人為構造。這些統計資料解釋了為什麼九十年的嘗試都沒有得出任何解讀。
關於轉錄:這一論證最初僅基於 IACR 1996年的轉錄,轉錄者本人曾警告說有些字母難以辨認。此後,這些字母已根據 IACR 的十五張照片放大並拉伸對比度後重新轉錄。十六串中有十四串得到證實;有一串比公佈的少一個字母,另一串中有一個字母在現有解析度下無法確定。統計量針對每一種讀法都重新計算過,結果不變。
06 來源
- Kevin McCurley,“Cryptograms on Gold bars from China”,IACR,1996年,以及彙編的密碼。照片轉載自該頁面。
- Elonka Dunin,著名未解密碼清單,包括她2020年的更新。
- Klaus Schmeh,“The Top 50 unsolved encrypted messages: 49. The Chinese goldbar cryptogram”,2017年,一位評論者在那裡首先注意到了每個字母十次的模式。
- 復現方法:
targets/goldbar/analyse.py在程式碼倉庫中。