第四章 解谜接力赛
抚过一切，抚过自然，
抚过时间，抚过空间，
就像扁舟抚过水面。
这是一场灵魂的航行——
不只是生命，还有死亡。
我要歌唱死亡。
第二天，1939年9月4日，艾伦·图灵前往政府编码密码学校报到，这所学校已于8月搬到了布莱切利庄园。布莱切利是一座小城，坐落于白金汉郡，在平凡而阴郁的街道两边，排列着砖砌的维多利亚建筑。这座小城恰好位于英国智力界的几何中心，从伦敦出发的铁路正是在这里分成两条，一条通往牛津，一条通往剑桥。在铁路分叉点的西北方，有一个小山坡，上面点缀着一座古老的教堂，如果站在这里向山谷下面俯眺，进入眼帘的就是静谧的布莱切利庄园。
火车忙碌地把17000名伦敦孩子疏散到白金汉郡，布莱切利的人口顿时上涨了25%。一位议员说：“有些人后来又回去了，因为地面上已经没有地方可住，所以他们最终做出了最明智的选择，从哪来的还回到哪去。”在这种情况下，这些政密学校的绅士们引起了不小的骚动。当地居民抱怨说，这些人占据了布莱切利庄园，却整天游手好闲，而且下院议员还被禁止在议会上提起此事。据说，当艾德考克教授到达车站时，一个小男孩高声叫嚷：“先生，我要把你的秘密说出去！”这实在是让人很尴尬。这些人的住处，是白金汉郡中间的几个旅馆，艾伦被安排在布莱切利庄园北方三英里处的王冠旅馆，他每天骑自行车去工作。女房东朗肖夫人经常抱怨，一个身强体壮的年轻人却整天无所事事。艾伦有时还会在吧台打打下手。
刚到布莱切利时，这里就像一个高级的公共自习室，大家挤在一起用餐，躲避国难，尽职尽力而毫无怨言。这里有着很浓郁的国王学院味道，有老一代的诺克斯、艾德考克、伯奇，也有年轻的弗兰克·卢卡斯，帕特里克·威尔金森，当然，还有艾伦·图灵。他们都有凯恩斯式的剑桥背景，这也许对艾伦是有好处的，尤其是这使艾伦与迪尔威·诺克斯关系紧密，而其他人普遍认为这个人很难接近。9月3日，丹尼斯顿写给财政部：
亲爱的威尔森：
这段时间，我们已经按照专家类应急人员名单，开始招募紧急事务人员，财政部批给他们的报酬是每年600英镑。随信附上一张名单，这是第一批到达布莱切利庄园的人员。
丹尼斯顿的这份名单，是第一天到达布莱切利庄园的9名专家。艾伦并不在这份名单上，他与另外7个人一起于第二天到达。在接下来的一年中，又陆续来了60位新成员。
紧急招募使政府部门的密码分析人员数量增长到4倍，所有密码分析人员的总数增长到大约2倍。在第一批招募的人员中，只有三位来自学术界，除了艾伦以外，还有W.G.威尔奇曼和约翰·杰弗里[31]。戈登·威尔奇曼很资深，他比艾伦大6岁，自1929年起在剑桥担任数学讲师。他的研究领域是代数几何，这个数学分支后来成了剑桥的中坚，但却一直没有引起艾伦的兴趣，他们之前的发展道路没有交点。
威尔奇曼与艾伦不同，在战争爆发之前，他与政密学校没有任何联系，他在这里完全是新手。诺克斯指派他分析德国信号，这项工作意义重大，他的努力很快就将分析水平提高到了新档次。威尔奇曼使识别不同的谜机内核成为可能，这是一个非常重要的进展，使政密学校大开眼界，也使他们看到了明天的希望。但是，仍然没有人能够破解谜机，有一个小组正在与之苦苦斗争，这个小组的成员，包括诺克斯、杰弗里、彼得·吐温，还有艾伦·图灵。他们在庄园的马房里工作，后来把这里取绰号叫“村头”，他们在此研究波兰在那天11点时提供的资料。
密码本身没有什么乐趣，在1939年，密码工作是非常枯燥乏味的，但它是无线电通信的必要环节。无线电广泛用于空、海和机动的陆地工事。一个无线电信息发射出去，可以被所有方向接收，所以必须对信息进行加密。不光是间谍或其他机密信息需要加密，整个通信系统的所有信息都需要加密。这就意味着漏洞和限制，还有极大的工作量，但是他们别无选择。
20世纪30年代的密码技术并不依赖数学技巧，只是一些基本的叠加和替换。叠加并不是个新颖的想法，朱利叶斯·恺撒就通过把字母叠加3位，使A变成D, B变成E，等等，使他的通信无法被高卢人理解。准确地说，这种叠加就是数学上讲的模加，也就是无进位加法，因为它将Y变成B, Z变成C，就好比把字母排成了一个圆圈。
在恺撒时代远去2000年之后，固定数字的模加，已经很难满足需要了，但这个基本思路并没过时。有一种很重要的密码技术，仍然使用模加的想法，但它不是使用固定数字，而是用一个变化的数列形成密钥，然后叠加到信息中。
在实践中，首先会根据标准密码手册，把一个消息中的单词全部编码成数字。然后，密码人员的工作，就是将这些明文，比如：
6728 5630 8923，
9620 6745 2397，
5348 1375 0210
与一组密钥进行模加，得到一个密文。
要想读取这组信息，接收方必须知道密钥是什么，然后才能对密文进行正确的模减，得到原始的明文。所以需要有一种系统，事先在发送方和接受方之间，生成统一的密钥。
其中一个重要的原则，叫作一次性原则。对于20世纪30年代的密码技术来说，这是一个简单又实用的方法。把密钥复制两份，一份给信息的发送方，另一份给接收方。该系统的安全性就在于，只要密码是完全随机生成的，那么敌人的密码分析员就束手无策。比如，给出一个密文“5673”，分析员可能会猜，明文是“6743”而密钥是“9930”，但是，也有可能明文是“8442”而密钥是“7231”，他无法判断哪种猜想是正确的，也看不出来哪一种更像是正确的。因为密钥是没有规律的，每个数字都有均等的概率。实际上，在明显无规律的密码中找到内在的规律，这就是科学家和密码分析员的工作。
在英国通信系统中，有一次性的密钥本，每次使用一页，取出一组随机的密钥，用过了就作废。每一页的密钥都是不同的，因此这个系统十分安全。但是，这需要人工编制大量的密钥，从工作量来说，甚至与通信本身不相上下。这项吃力又枯燥的工作，由政密学校编构部门的女士们来承担，该部门在战争爆发后，并没有撤入布莱切利庄园，而是迁到了牛津大学曼斯菲尔德学院。情报部门的麦卡姆·马格瑞治说：
这是非常吃力的工作，这类工作是我最不擅长的。首先，要取一张一次性的密钥纸，将电报中的很多组数字，减掉密钥纸上对应的数字，然后根据密码手册，找出消息本来的意思。在相减的过程中，一旦出了任何差错，就会全部前功尽弃。我废寝忘食地做着这项工作，但却不断地陷入可怕的混乱，然后又要从头开始……
另一种密码系统，是基于“替换”的想法。这种形式也非常简单，艾伦在普林斯顿玩的寻宝游戏中就使用过。这种方法就是，将字母表中的字母，按照特定的规则进行替换，比如：
A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
K S G J T D A Y O B X H E P W M I Q C V N R F Z U L
根据这个规则，TURING加密后就变成了VNQOPA。但是，这样一个简单的、单字母的替换规则，只要通过观察字母的频率、相同字母的规律等，就可以很容易地破解。在普林斯顿的寻宝游戏中，艾伦他们通过设计一些XERXES之类的古怪词语，来增加破解的难度，但这样的系统对于军事应用来说，实在是过于幼稚了。不过，1939年使用的某些系统，并没比这先进到哪里去。某些字母替换系统，使用了一些技巧，比如说轮流使用多套规则。当时的一些讲授密码学的资料或教材，主要都是讲这种字母替换法。
稍微复杂一些的系统，不是替换单个字母，而是替换676种字母对。当时英国有一种密码系统，就是这种类型的，与密码手册配套使用。英国商船队使用的就是这样的系统。
密码操作员首先要把信息翻译成商船通信码，比如：
信息 通信码
预计到达时间 VQUW
14 CFUD
40 UQGL
下一步需要将行数变成偶数，因此操作员可能会添上一个没有意义的词，比如：
气球 ZJVY
然后就可以进行编码。操作员先取出纵向的第一对字母，在这里就是VC，然后在替换表中找到对应的替换。这张表包括了所有的XX这样的字母对。操作员重复这个过程，对每一对字母进行替换。
其他就没什么特别的，与叠加型的密码一样，接收者必须知道使用的是哪个替换表，否则就无法解密信息。然而，如果在通信中说出来“使用8号表”，那么敌方分析员就会将使用同一张表的信息搜集到一起，寻找规律进行破解。因此，还要再做一些伪装工作。除了替换表之外，还有一份单独的列表，上面全是8个字母的序列，比如BM TVKZMD。操作员会选择其中一个序列，把它添加到密文的开头。接收者拥有同样的列表，于是就知道该查找哪一张替换表。
这个简单的方法，体现了一个非常重要的概念。在密码技术中，密码的某些部分并不传递消息，而是说明如何解码。这种伪装起来、隐藏在密文中的信号，称为指示信号。一次性密钥系统，也是通过这种指示信号，来说明使用的是哪一页密钥。除非双方事先把所有的一切都固定下来，进行详细的约定，而且不会发生任何变化，否则都必须要在密文中加入某种形式的指示信号。
从1936年开始，艾伦就在思考一种通用的密码系统，现在他非常兴奋，因为这种数据与指令相结合的模式，使他立即联想到他的通用机。他的机器首先把描述数解码成指令，然后根据指令来操作纸带上的数据。实际上，任何密码系统，都可以看成是一个机械的过程，也就是图灵机，不光是加法或替换，还包括对本身的操作过程进行查找和执行。优秀的密码技术，在于对整个系统规则的把握，而不在于某个特定的消息是什么。密码分析包括了对规则本身的研究，将密码操作员的整套工作流程，解构成一套机械过程。
也许商船队的密码系统并不具有最优的复杂性，但对于普通船只的实用系统而言，它已经接近了人工操作的极限。谁都可以幻想一套更安全的系统，但如果解码过程过于复杂，只会引起更多的延误和错误。但是，如果使用机器来取代操作员，执行一些机械的过程，那情况就不一样了。
在这方面，英国和德国都在使用类似的机器进行较量。德国的官方无线电通信，已经全面部署了谜机。英国政府则基本上依赖于泰派克斯系统，整个陆军和大部分皇家空军都在使用这种机器，而外交部和海军则依旧使用基于密码手册的人工系统。谜机和泰派克斯都用机械化的过程来进行加法和替换，这样就实现了一些非常复杂的系统。机器的功能，实际上与在手册上查表没有什么区别，但是它们可以做得更快更准确。
这种机器的存在，并不是什么秘密。每个人都知道这种机器，至少每个看过劳斯·鲍尔的《数学之乐》的人都知道。其中有一章是美军密码分析员艾博瑞汉·辛科夫写的，他提到：
最近有很多研究，旨在发明一种密码机器，对信息进行编码和解码，大部分是基于周期性的单字母替换。
周期性的单字母替换，是指有一些字母替换的序列，然后不断地重复使用这些序列。
最新的机器是用电驱动的，通常情况下，周期是一个非常大的数……这些机器系统速度极快，准确性比人工操作高很多。它们还可以与印刷机和发报机组合起来使用，可以自动完成编码、发送和记录的一条龙工作，还可以对信息进行接受和解码，同样都是自动完成。以目前的密码技术来看，这些机器的性能是手工操作完全无法达到的。
同样，原型版的谜机也不是秘密。1923年，在刚发明出来不久，谜机就在国际邮联大会上展览过。它被商业化销售，用于银行业。1935年，英国在它的基础上进行了一些改造，创造了泰派克斯，而几年前德国的密码专家则用不同的路子进行了改造，虽然改造版的名字还叫谜机，但性能却比商用版高出很多。
但这并不是说，艾伦·图灵现在面对的德国谜机就是领先时代的，在20世纪30年代，它并不是最先进的。谜机唯一的20世纪新特性，或者说19世纪后期新特性，就是它是用电驱动的。它通过电路，自动执行一系列的字母替换（如图一所示）。但是谜机的厉害在于，它在某个特定的状态下，只替换一个字母，然后通过外部的转盘，切换到一个新的状态。每种状态下，输入与输出之间的对应关系都是不同的（如图二所示）。
原型版谜机
为了简便起见，图中只表示了8个字母，实际中的谜机可以操作26个字母。这是该机器的某个特定的工作状态，这些线表示相应的电路。输入端是一个简单的开关系统，如果按下一个键（在这个例子中是B），电流就会按照图中的粗线方向流动，然后输出端对应的灯泡就会亮起来（在此例中是D）。这个机器的下一个状态是：
图一
图二
对于26个字母的谜机来说，一共有263=17576种不同的转盘状态。它们基本上就像加法机或康普托计算机那样组合在一起[32]，第一个转盘每转一圈，中间的转盘就旋转一格，中间的转盘每转一圈，最里面的转盘就旋转一格。反馈器是不能移动的，它是一个固定的设备，与最里面的转盘的输出相连。
所以，谜机是一个周期为17576的单字母替换机，但这并不算是一个“非常大的数”。实际上，用一个密码手册也完全可以把这些规则全部写下来。这种机器本身并没有产生什么质的飞跃。劳斯·鲍尔在1922年版的书里写了一个警告：
经常有人提议，使用自动的不断变化的机器来进行编码……但是这里存在着一种危险……必须考虑到某一台机器落入敌方手里的情况……因为人工操作实际上也能实现同样的效果，所以我并不推荐使用这种机器。
用机器生成的密码，也更容易被机器破解。尽管谜机很复杂，但除非它能生成一种密码，保证即使敌方拥有同样的机器也无法解码，否则就是掩耳盗铃，制造一种危险的安全感。
谜机的制作工艺，也并没有像辛科夫描述的那么现代且先进。这种机器的操作员，仍然要做很多繁琐耗时的工作，比如把转换后的字母抄写下来。没有自动的印刷和发送，没有一条龙，这些事都要靠人工。它还远远不像现代的闪电战武器，这个笨重的设备，技术含量并不比电灯多多少。
然而，从密码分析的角度来看，密码操作员的工作量与机器的物理结构无关，而是在于它的逻辑原理——就像图灵机。谜机的一切，都可以体现在一个行为表中，这张表描述了它的每个状态，以及在每个状态下会做什么。从逻辑的角度上看，谜机在任何一个给定的状态下，都会执行一种特定的动作。对于一台谜机，无论在任何状态下，如果它将A替换成E，那么在同样的状态，E就会被替换成A。谜机的替换表，实际上是一种对换。我们前面假想的8字母机，在第一幅图的状态下，替换规则是：
明文 ABCDEFGH
密文 EDGBA HCF
在第二幅图的状态下，则是：
明文 ABCDEFGH
密文 EFGHABCD
这些可以写成对换的形式：在第一个例子中是（AE）（BD）（CG）（FH），第二个例子中是（AE）（BF）（CG）（DH）。
谜机的这种性质，在实践中有一种优势，也就是说，解码操作与编码操作是一致的。用群论的术语来说，密码是自反的。接收方只要把机器设置成与发送方相同的模式，然后将收到的密文输入进去，就能解码得到明文。这样，谜机就不需要区分编码和解码两种不同模式，这使它变得更加可靠，不容易产生错误和混乱。但是这也产生了一个严重的缺陷：谜机的替换规则总是这样一种特殊的形式，因此每个字母在编码之后都不可能是其本身。
这是基础版谜机的构造，但其军用版并不只是这样。一方面，那三个转盘不是固定的，它们可以任意移动或更换。在1938年后期，只制造了3种转盘，但它们可以按照6种不同的顺序安装。因此，这个机器就能产生6×17576=105456种不同的替换规则。
转盘外面必须用某种方式做上标记，以便识别它当前的状态，于是这又增加了它的复杂性。每个转盘都镶着一圈金属带子，带子上依次铭刻着26个字母，当带子在转盘上固定好之后，一个字母就代表着一个盘位。机器上方有小窗口，可以看到代表当前盘位的字母。然而，字母与电线之间的对应关系是可以改变的。用数字1～26来表示电线，用窗口上显示的A～Z来表示转盘的位置，通过带位设定[33]，就可以决定它们的对应关系，比如令字母G对应1号线，字母H对应2号线，等等。
带位设定是密码操作员的工作，然后他可以用窗口上的字母来表示当前的盘位。从密码分析的角度看，这意味着即使公开宣布正在使用盘位K，也不会泄露布莱切利所说的核位模式，也就是电线的连接关系。只有同时知道盘位和带位时，才能推导出相应的核位。不过，如果分析员知道盘位，而且带位是不变的，那么他就可以得到一个相对核位。比如说，假定K在9号线上，那么M就一定在11号线上。
然而，更重要的复杂特性是配线板，这是军用版和商用版的主要差别，也是最让英国分析员垂头丧气的东西。它的作用是，可以在输入之前，以及输出之后，分别自动地进行一次额外的字母对换。技术上来说，是在电线的一端安上插头，插入一个有26个孔的配线板，这需要巧妙的电路连接，还要使用双股电线。在1938年末，德国的机器中通常只对6对或7对字母进行这种对换。
假设原型版谜机通过转盘和反馈器，在某种状态下，形成了这样一个替换表：
A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
C O A I G Z E V D S W X U P B N Y T J R M H K L Q F
结合配线板，进行额外的7组对换：
（A P）（K O）（M Z）（I J）（C G）（W Y）（N Q）
那么产生的结果就是，按下A键，电流会通过配线板传到P，然后由转盘传到N，最后再由配线板传到Q。
由于配线板在输入前和输出后都要使用，因此谜机仍然保持着自反性，而且没有任何字母可以在编码后保持不变。如果在一种状态下A会编码成Q，那么在同样的状态下，Q一定会编码成A。
因此，配线板并没有影响这个有用却又危险的性质，但它会大大增加谜机的状态数。如果一个配线板可以对换7对字母，那就有1305093289500种配线状态[34]，对于每一种配线状态，又有6×17576种转盘状态。
可以想见，德国专家们非常自信，对商用谜机进行了这些改进之后，它已经达到了人工操作几乎无法达到的效果。艾伦9月4日来到布莱切利庄园时，发现大家都在兴致勃勃地研究波兰人公开的资料。这些技术资料8月16日才被送到伦敦，所以现在还是热气腾腾的。这里面揭露了波兰人七年来破解谜机的进展。
首先，波兰人已经弄清了那三个转盘的连线关系。知道有人在使用这种机器，和弄清这种机器的连线关系，这是完全不同的两个概念。1932年还是和平时期，在那时就已经开始研究连线关系，不得不说这是一种高瞻远瞩。法国情报部门在1932年9月或10月，通过间谍得到了一份谜机操作指南。他们把它发给了波兰，同时也发给了英国。波兰雇用了三位高水平的数学家，他们根据这份情报推导出了连线关系。
通过敏锐的观察，合理的推导，以及基础群论的运用，转盘的连线关系和反馈器的结构都已经弄清楚了。现在需要猜测的是，键盘上的字母，是如何接入到加密机制中的。因为他们可以通过一个无序的连接方式，引入更多的复杂元素。但他们最终推测并证明，谜机并没有利用这种潜在的自由度，它的键盘就是按照字母顺序直接接入转盘的。于是，他们已经从逻辑上复制了一台谜机，可以利用它来继续探索。
根据谜机特定的使用方式，他们现在只能观察到这些。下一步，就是通过实际的使用，来研究常规的解码方法。他们没有破解谜机，但是他们破解了这个谜。
谜机的基本原理是，将它的转盘、带子和配线板，设定到某个选定的初始状态，然后就可以对信息进行编码，它的转盘会自动旋转步进。在实际的通信系统中，信息的接收方必须知道那个选定的初始状态。这是所有密码系统都面临的一个问题。光有机器是不够的，还需要有确定的、固定的、约定的方法来使用它。德国在实践中的做法是，机器的初始状态部分取决于执行操作的时间。因此，它必须要利用指示信号，而波兰正是利用指示信号而获得成功的。
确切来说，操作指南中讲解了三个转盘的次序，配线板以及带位设定。密码操作员的工作，就是为三个转盘设定初始盘位。也就是要设定一个三位的字母串，比如W HJ。最原始的指示信号机制，会直接发送WHJ，然后接下来发送密文。在实际中，会弄得更复杂一些，W HJ本身也会在机器里进行编码。为了实现这个目的，每天的操作指南中，还会包括一个当天的所谓底层设定。这些与盘位、带位和配线板一样，是每个操作员都非常熟悉的。假如底层设定是RTY。操作员首先要给他的谜机设定盘位、带位和配线板，他会转动转盘，设定初始盘位为RTY，然后对他自行选定的盘位进行编码。这个盘位指示要重复两次，也就是说，他要对W HJWHJ进行编码。假如说编码的结果是ERI‐ONM，那他就将ERIONM发送出去，然后再把初始盘位设定为WHJ，开始编码正式的信息并发送出去。这样做的优点是，每个信息在开头六个字母之后，都是以不同的盘位设定进行编码的。缺点是，在一天当中，整个通信网络中的每一条信息，开头的六个字母都是以完全相同的机器状态进行编码的。更严重的是，这六个字母总是代表着两个相同的三位字母串。正是这种重复的特性，被波兰的密码分析人员抓住了。
他们的方法是，每天从拦截到的所有无线电信息中，收集其开头六个字母，形成一份列表。他们知道，这个列表肯定有规律可循。如果在一条信息中，第一个字母是A，第四个字母是R，那么在其他信息中，只要第一位是A，那么第四位肯定也是R。收集足够多的信息，就可以建立一个完整的表，比如：
第一个字母：A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
第四个字母：R G Z L Y Q M J D X A O W V H N F B P C K I T S E U
还有另外两个表，分别表示第二和第五个字母的关系，以及第三和第六个字母的关系。利用这三张表，就有很多办法可以推导出当天的谜机的设定状态。其中最重要的一种方法，是通过一套机械的分析形式，来应对操作员的机械式工作。
他们用轮换的形式来描述这些字母关系，这是基础群论中很常用的方法。要把一组特定的字母关系表示为轮换形式，首先从字母A开始，记下A连着R，接着找到R连着B，以此类推B连着G, G连着M, M连着W, W连着T, T连着C, C连着Z, Z连着U, U连着K, K连着A，这样就形成了一个完整的轮换：（ARBGMWTCZUK）。所有的字母关系可以表示为4个轮换：
（A R B G M W T C Z U K）（D L O H J X S P N V I）（E Y）（F Q）
这样做的原因是，分析人员发现，这些轮换的长度（在这个例子中是11，11，2，2）与配线板无关，它们只取决于盘位。配线板影响轮换中的字母，但不会影响轮换长度。这项观察表明，如果把整个通信系统看做一个整体的话，盘位会在密文中留下很漂亮的蛛丝马迹。事实上，它们会留下三条线索，也就是这三张字母关系表的轮换长度。
接下来，如果他们拥有一份完整的轮换长度档案，记录每一种盘位的轮换长度，那么只需要查找这份档案，就可以确定当前使用的盘位。问题是，这需要登记6×17576种可能的盘位。然而他们竟然做到了。在实践中，波兰数学家们制造了一台包含谜机转盘的小型电动机器，可以自动地统计需要的数据。他们花了一年的时间，制成了一套档案卡，后面的查找工作就有效地机械化了。只需要20分钟，就可以在这些档案卡中，找出与密文的轮换长度相匹配的盘位。这将揭露编码开头六个字母所使用的盘位，由此可以解出其余部分的盘位，然后这一天的信息也就全都破解了。
这是一场漂亮的胜利，但缺点是它完全依赖于这种特定的指示信号机制。然而这种机制并未一直存在，海军型谜机首先取消了这种机制：
……1937年4月底，德国改变了海军的指示信号，于是他们只能解出4月30日到5月8日的海军通信，而且全是马后炮。这个变化使他们确信，新型指示信号大大提高了谜机的安全度……
而在1938年9月15日，正当张伯伦飞往慕尼黑的时候，更大的灾难降临了，德国所有的通信系统都改换了指示信号。对德国来说，这只是一个小变化，但对波兰来说，这意味着所有的轮换长度档案，在一夜之间全部变成了废纸。
在改进后的系统中，底层设定不再是事先固定好的，而是由密码操作员来选择的。然后，他就直接以明文的形式，把它发送给接收者。比如说，操作员选择AGH，那就把初始盘位设定为AGH，然后他会再选择一个盘位，比如T UI。他会用AGH盘位来编码TUITUI，假如说得到了RYNFYP。他将AGHRYNFYP发送出去，作为指示信号，然后开始发送用TUI盘位编码的信息正文。
这种方法的安全性在于，每天都有不同的带位设定，否则开头三个字母就会（这个例子中是AGH）就会泄露一切。相应地，分析员的任务就变成，要想办法破解整个通信网络的带位设定。令人惊奇的是，波兰分析员通过一种新的线索，真的能够解出带位设定，或者说，能够解出与一个盘位（这个例子中是AGH）相对应的核位。
与旧方法类似，这个线索也是基于整个通信系统，利用开头九个字母中的后六位的重复性而发现的。由于没有相同的底层设定，所以在第一和第四，第二和第五，第三和第六个字母之间，就不再有固定的对应关系了。但是，这个思路有一个部分，就像柴郡猫的笑容一样，依然是有效的。在某些情况下，第一和第四个字母恰好相同，或者是第二和第五，第三和第六个字母，这被无厘头地称为一只“母鸡”。假设TUITUI被编码成RYNFYP，重复的Y就是一只母鸡。这个现象，实际上反映了在编码TUITUI的过程中的一部分转盘状态。而他们的新方法就是，把足够多的信息放到一起，从中推导出全部的状态。
更确切地说，如果一个核位在编码的过程中，三步之后产生了一个相同的字母，那么就称这个核位会产生一只母鸡。这种现象并不罕见，平均每25次通信中就会出现一次。大约有40%的核位会产生母鸡。是否会产生母鸡，与配线板无关，配线板能影响的只是哪个字母是母鸡。
分析员可以很容易地找出当天通信中所有的母鸡。他们并不知道产生这些母鸡的核位，但通过明文形式的盘位（比如例子中的AGH），他们可以得到一个相对的核位，由此可以得出一个母鸡模式。因为只有约40%的核位会产生母鸡，所以基本上一个母鸡模式只会匹配一个核位。这就是他们的新线索。
然而，他们不可能像归纳轮换长度一样，提前归纳每一个核位的母鸡模式。必须要有其他更巧妙的方法，来进行这种匹配。他们的方法，就是利用打孔卡片。这是一套所有核位的卡片，上面并不是写着“有母鸡”或“无母鸡”，而是靠是否打孔来区分。理论上讲，他们可以事先构造一张巨大的表，然后再把当天的母鸡模式制成一张卡片。拿着这张卡片，叠在核位大表上慢慢移动，与每个核位进行对比，最后就会找到一个核位，使它们所有的孔都匹配。但是，这个做法效率太低了。他们换了一种做法，把核位分成多张表格，全部重叠在一起，然后把它们按照某种方式错开（错开的方式取决于当天的母鸡模式），这时能够透光的位置就是匹配的核位。这种错开法的好处是，每次操作可以同时检查676个核位。但这仍然是一项很耗时的工作，一次完整的查找，需要进行6×26次操作，另外还需要代表6×17576个核位的打孔卡片。不过，勤劳的波兰人只用了几个月，就成功地实现了这一切。
这并不是他们设计的唯一方法。打孔卡片系统需要掌握大约10个母鸡的位置才能有效工作。他们设计的另一种方法，只需要知道3个母鸡就可以了。但这种方法不仅利用母鸡的位置，还同时利用了作为母鸡的字母。这个方法还有一个限制：这些特定字母必须是不受配线板影响的。由于1938年的配线板只影响6或7对字母，所以这个限制并不是很重。
这个方法的原理是，由三个特定的母鸡字母组成一个模式，用这个模式与各个核位进行匹配。但是，对全部6×17576个核位的母鸡字母进行归纳和查找，同样是不可能的，就算用打孔卡片也不行，这个数量太大了。于是，他们迈出了全新的一步。他们不做事先的归纳，每次都根据盘位来进行查找，而这个工作并不是依靠人力，而是用机器来做。1938年11月，他们造出了这样的机器，一共制造了六台，分别对应于一种不同的转盘次序。这些机器在工作时，会发出非常响亮的声音，因此得到了一个响亮的名字——炸弹机。
炸弹机如果找到一个匹配，就会通过一套电路，自动推导谜机的核位电路。从本质上来说，正因为谜机是一个机器，所以就有可能用机器来破解它。基本的想法就是，用电线将六台原型谜机连接起来，当出现三个特定字母的母鸡时，电路就导通。由母鸡的模式，来确定这六台谜机的相对核位，保持相对核位不变，让谜机自动检查每一个可能的绝对核位。整个搜索过程，在两个小时之内就能完成，也就是说，每秒可以检查若干个核位。这是一个很粗鲁的方法，没有代数方法那么精巧，它所做的一切，就是一个接一个地尝试每种可能。但正是这种做法，将密码分析技术带入了20世纪。
不幸的是，对于波兰分析员来说，德国的技术稍微有点超越了20世纪。他们的电动设备刚刚投入使用，谜机的新改动就又使它变成了废物。1938年12月，德国通信系统增加了转盘储备，现在一共有五种不同的转盘了。原来有六种不同的转盘次序，现在变成了60种，原来需要六套穿孔卡片，现在需要60套。于是波兰人茫然了。这就是1939年7月，英法两国代表到达华沙时见到的局面。波兰已经没有能力继续前进了。
这就是艾伦听到的全部故事，这个故事只能走到这里了，但即便如此，波兰还是比英国领先了好几年。英国的进展仍然停留在1932年的水平，既不知道连线关系，也不知道键盘是按字母顺序接入转盘的。波兰分析员曾经以为，谜机的设计者会引入一种复杂的连接方式，但随后他们惊奇地发现，他们放弃了这种能力。同样，政密学校也令人惊奇地放弃了与谜机的对抗，从某种程度上讲，他们在这方面已经是不战而屈了。他们从来没有真正地思考过，也没有真正地想要挑战过。现在他们已经越过了很多的障碍，摆在面前的结果，就是波兰人无法解决的问题：
当来自波兰的资料，特别是连线关系，到达政府编码密码学校时，过去的通信很快就可以破译了，但是近期的通信还是不能。
他们遇到的困难与波兰人是一样的，没有足够的炸弹机或打孔卡片来对付五个转盘的谜机。还有另外一个困难是，自从1939年1月1日之后，德国把配线板改成了10对字母，这使波兰的炸弹机几乎彻底瘫痪了。在这一切的背后，暗藏着更深层的困难，那就是波兰的方法完全依赖于特定指示信号。英国现在需要一种全新的技术，艾伦第一次大展身手的时刻到来了。
英国的分析员们，立即着手制作60套打孔卡片，他们还想让第一种母鸡方法发挥一些余热，这种方法现在需要检查100万个盘位，“艰巨”这个词已经无法形容它了。与此同时，他们心里也很明白，一旦那个九字母的指示信号更改了，哪怕是最轻微的更改，也会让这些卡片瞬间变成废纸。他们需要更加通用的新技术，不依赖于特定的指示信号的新技术。
如果不考虑配线板的话，这样的技术还真的存在。比如说，意大利的谜机，还有佛朗哥势力在西班牙内战中使用的谜机，在1937年4月就被政密学校破解了。一种特定的破解方法，是基于辛科夫所说的直觉或猜词。这种方法是，分析员必须首先猜到一个词，以及它的确切位置。因为军事通信有很多典型特征，而且谜机不能把字母编码成它本身，所以这种猜词法并非不可能。如果已知连线关系，只要猜词正确，就可以很容易地推导出第一个转盘的配置，以及它的初始盘位。
这样的分析用人工就可以做了。但是在理论上，可以做出更机械化的方法，因为就算有100万个可能的盘位，也算不上是非常大的数字。就像波兰的炸弹机，机器可以逐个逐个地尝试每个可能的盘位，直到能够将密文中的猜到的词正确地转换成已知的明文。
在下面的图例中，我们忽略基础型谜机的内部细节，只将它看成是一个盒子，能把输入字母转换成输出字母。机器的状态用三个数字表示，也就是盘位。我们忽略中间和最里面的转盘的转动，假设它们是静止的，这在实践中是很重要的，但并不影响基本原理。
假设已经知道，有一台无配线板的谜机，能将GENERAL编码成UILKNTN。这意味着存在着一个盘位，能将U转换成G，转一格后将I转换为E，然后是L转换成N，以此类推。可以搜索所有的盘位，来找到这个特定的盘位，这基本上不会有什么障碍。最有效率的做法是同时处理这七个字母。要达到这个效果，需要七台谜机，将它们的盘位设定为各差一格，然后分别输入UILKNTN，看是否出现了GENERAL。如果没有，所有谜机都转动一格，再重复这个过程，直至找到正确的盘位。最终，机器的状态会显示为：
这些完全不超出波兰炸弹机的技术范围，很容易就可以连线并让它运转起来，当且仅当七个字母输出GENERAL，就完成了一次工作。
即使倒退一段时间，这个想法也不是很难想到。牛津的物理学家R.V.琼斯，不久前成为情报部门的科学顾问，1939年末被派往布莱切利庄园。他与丹尼斯顿的副手爱德华·特拉维斯交谈，聊到目前的密码分析问题。特拉维斯提出了一个更有野心的问题，要实现自动识别德语。琼斯提出了很多种不同的方案，其中一个是：
根据输出的字母，在卡片的26个位置上的对应位置打孔……将做好的卡片经过一组光电管，每个光电管统计一个字母的数量。统计出来之后，用字母的频率分布与德语的普遍分布进行比较，普遍分布情况可以制成模板。
特拉维斯觉得艾伦会喜欢这个想法，于是把琼斯介绍给艾伦。但就谜机来说，中心方法仍在完全不同的方向上，它需要利用一个已知的明文片段。当然，现在的困难是，军用谜机使用了配线板，这种天真的搜索过程是不可能成功的，因为一共有150738274937250[35]种可能的配线方式，机器也无法进行这么大规模的搜索。
不过，严谨的分析员们并没有被这个可怕的数字吓倒。巨大的数字本身，并不能保证自己不受攻击。尤其是对那位在普林斯顿玩寻宝游戏的人来说，他曾经从403291461126605635584000000[36]种可能的替换关系中找出了正确答案。这并非毫无头绪，因为E是很常用的，而AO是很少见的，通过类似这样的线索，就可以将大量的可能性排除掉。
可以看到，假设有一台谜机，只在输入转盘编码之前使用一次配线板，那么配线板引起问题就不难解决。我们假设这台机器会把GENERAL编码为FHOPQBZ。
同样地，我们可以把FHOPQBZ输入七台相连的谜机，并检查它的输出。但是这一次，由于引入了一个未知的配线板，所以不能指望它会输出GENERAL。但是这并不是徒劳，假设在运行过程中的某一点，机器的状态变成这样：
然后我们可以考察，GFGCORL是否有可能通过配线板而编码成GENERAL。在这个例子中，显然是不行的，因为没有一种对换，可以使第一个G保持不变，而第二个G变成N，也没有一种对换，可以把第一个E变为F，却把第二个E变成C。当然，也没有一种对换，可以把R变成O，但却把A变成R。总之，以上任何一项观察，都可以排除掉这种盘位。
这个问题的一个思路，就是相容性。把密文输入谜机，输出是否与明文只差一组对换？从这一点看，上例中的（OR）和（RA），或（EF）和（EC），就会引起矛盾。只要有一个矛盾，就可以排除几十亿种配线关系。因此，数量的大小与密码系统的逻辑特性相比，就显得外强中干了。
这里面还有一个至关重要的发现，那就是该思路同样可以用于转盘两端同时使用配线板的军用型谜机。但这并不是马上就发现的，也不是由一个人发现的。这是花了两个月的时间，主要由两个人发现的。因为杰弗里忙于制作新的打孔卡片，所以由另外两个数学家，艾伦·图灵和戈登·威尔奇曼，来负责设计一种新机器，这种机器就是后来的英国版炸弹机。
破解工作首先由艾伦开始，威尔奇曼被临时派去进行通信分析了。艾伦首先想出，要将猜词和逻辑相容性搜索的过程进行机械化。波兰人已经机械化了一个简单的识别形式，但是它依赖于特定的指示信号。艾伦设想的这种机器更有野心，它要使代表结果的电流，流过一个假想的配线板，而且并不是简单地识别一个匹配，而是找出其中的矛盾。
图灵炸弹机
假设现在已知，有一台带有配线板的完整谜机将GENERAL编码成了LAKNQKR。因为GENERAL在进入转盘之前，已经执行了一些未知的配线对换，所以现在不能在原型谜机中进行检查。但是我们还有别的希望。先只考虑一个字母A。配线板对A的改变只有26种可能，所以我们可以考虑把它试出来。我们先假设（AA），也就是假设配线板不影响字母A。
接下来，利用这样一个事实：字母在进入转盘之前和从转盘出来之后，经过的是同一个配线板。如果谜机用了两个不同的配线板，一个负责对换输入前的字母，另一个负责对换输出后的字母，那么这个故事就完全不一样了。还要利用一个事实，在下面的像一组“床位”一样的图中，存在一种很特殊的特性——闭合回路。我们从（AA）出发，进行一些推导，就很容易看到这一点。
现在考虑序列中的第二个字母，我们把A输入谜机转盘，并得到输出，比如说输出O。这就意味着配线板一定包含（EO）对换。
现在看第四个字母，由（EO）就可以推导出一个关于N的对换，比如（NQ）；现在由第三个字母又可推导出K的对换，比如（KG）。
最终我们考虑第六个字母，回路在这里闭合了，在（KG）和原本假设的（AA）之间，可能会相容，也可能会矛盾。如果发生矛盾，即说明原来的假设是错误的，可以把它排除。
这个方法并不理想。因为它完全依赖于床位中的回路，但不是所有的床位都有这种现象[37]。然而这个回路的想法确实是有用的，因为回路可以很自然转换成电路。它至少告诉我们，配线板不是一个无法逾越的障碍。
这只是一个开始，也是艾伦的第一步成功。就像大部分军用科研工作一样，最重要的并不是运用最先进的理论知识，而是运用最先进的研究方法，把它用在最基础的问题上。自动化的想法，在20世纪是很普遍的，并不是只有《可计算数》的作者才知道。但是，艾伦对于数学机器很有兴趣、对机械化想法很有兴趣，这是非常有价值的[38]。配线板的矛盾或相容，只是一个确定的、有限的问题，并不是像哥德尔定理那样，涉及变化无穷的数论。但是，形式化的数学概念和分析方法，仍然会在其中起到很大的作用。
1940年初，艾伦在新型炸弹机的设计中体现了这个想法。在英国报表机器公司的哈罗德·克伊恩的帮助下，该机器投入了实际制造，其进度之快，是和平时期无法想象的。这个工厂本来是利用继电器执行一些简单的逻辑功能，比如加法和识别，以制造一些办公室用的计算器和分类器。现在他们的任务是，用继电器来实现炸弹机的开关功能，识别出相容的盘位。艾伦是最合适的人选，来决定需要做什么，因为他有丰富的继电器乘法机经验，能够洞察这种机器中的逻辑问题。在1940年，也许没有谁能比艾伦更适合进行这项工作。
然而，艾伦没有再使他的设计有什么大幅度的进步，在这一点上，戈登·威尔奇曼扮演了至关重要的角色。他加入了谜机密码分析组，并且带来了一项非凡的成就：他完全不知道波兰已经使用了穿孔卡片的方法，也不知道杰弗里手里已经有这套东西了，他自己重新发明了穿孔卡片方法。接下来，在研究图灵炸弹机时，他发现谜机的缺点还没有被充分利用。
回到图灵炸弹机的例子中来，我们注意到，刚才我们没有深入考虑另外两个线索，也就是图中的粗线：
因为（KG）也意味着（GK），因此在第1床位，我们能够得到L的线索。同理，因为（NQ）也代表（QN），所以在第5个床位可以得到R的线索，而且这将进一步在第7床位得到L的线索。很明显，在这个闭合于第6床位的回路中，有可能会出现矛盾。事实上，并无必要为文本找到一个这样的普适回路，但是要想最大限度地发挥推导方法的力量，就确实需要考虑到从（KG）到（GK）的额外线索。
威尔奇曼不仅看到了这种进步的可能，而且迅速地解决了如何让机械程序处理更多的线索这个问题。只需要一个简单的电路，后来称为对角线板。这是一块26×26的方形板，上面有676个端子，每个端子代表一个像（KG）这样的，用电线斜对着连接起来，以使（KG）与（GK）是相连的。对角线板可以连接到炸弹机，并有效地提高它的效率。不需要额外的转换，每一步推导都靠实时的电流来实现。
威尔奇曼不敢确定自己解决了这个问题，于是他画了一张线路图，并确信它是好用的。他急忙跑到村头，把它拿给艾伦看，艾伦刚开始也有点怀疑，但很快就为它带来的进展而兴奋起来。这是一项非凡的成就，他们不需要再人工寻找回路了，而且只需要少量的床位就可以工作。
增加了对角线板之后，炸弹机拥有了几乎神奇的精度和速度。推出任何一个线索，比如（BL），就会立即反作用于明文和密文中的每一个B或L。这使得每一步的线索都能发挥四倍的效果，有了它，炸弹机可以用于任何有三四个词的床位。分析员只需要从床位中选择十几个字母作为“菜单”，没必要包含回路，很多字母都会引出其他字母的线索。这将生成一个非常严格的相容状态，几十亿个错误的状态会以光速被排除。
这个原理，就像人们可以从一组公理中推导出很多定理一样惊人。在推导过程中，还有一个特别的巧妙的逻辑。像刚才描述的，每次操作需要对配线板进行一个假设。如果（AA）产生了矛盾，那么就去试验（AB），以此类推，直到所有26种可能性都试到。然后转盘才会转动一次，用同样的方法继续检查。艾伦发现，这是没必要的。
一般来说，如果（AA）产生了矛盾，而且此时的盘位是错误的，那么（AB）（AC）等就都会产生矛盾，所以就没必要逐个检查。而在盘位正确的时候，如果（AA）也是正确的，那就不产生矛盾，如果它是错误的，就会推导出除了正确的之外的每一种情况。也就是说，不需要逐个试验26种配线板假设，只需要抓住一种假设，当电流有1个终点或25个终点时，让炸弹机停止。这不是一项本质的改进，但这使速度提高到了26倍。对艾伦来说，这就像数学逻辑中，一个矛盾可以推出所有的命题。讨论到这一点，维特根斯坦说，矛盾不会带来麻烦，但现在正是这些矛盾，给德国带来了麻烦。
因此，炸弹机的逻辑原理是惊人的简单，就是追随线索的增长。但是要制造这样的机器，就不那么简单了。它有实际的性能要求，炸弹机必须在几小时内，而不是在几天内，检查平均50万个盘位，这意味着每秒钟要检查至少20个盘位。自动电话系统可以在千分之一秒内执行一次开关动作，但与此不同的是，炸弹机的组件需要高强度地，连续地工作几个小时，而且转盘也要一直同步运作。如果不能解决制造工艺的问题，所有的逻辑设计，都只不过是没有意义的梦想。
尽管炸弹机已经设计好了，并且开始制造了，但谜机的问题并没有完全解决。炸弹机并不能解决所有的问题。很重要的一点是，当出现相容的状态时，炸弹机就会停止，但此时并不一定就是找到了正确的盘位。这样的停止，有时候会意外发生。通过概率论，可以计算这种意外停止的概率。每当它停止，都必须由人工在谜机中检查，看它是否可以正确地将其他的密码也解成德文，直到找到真正正确的盘位。
前期的猜词，以及过程中的人工检查，这都不是小事。事实上，一位优秀的敌方加密员，会使这些事情变成不可能。使用谜机的正确方法就是，要使敌方无法猜词，比如在信息的开头中，插入几个随机的无意义字母，或者在长词中插入几个X，在传输时进行“埋藏处理”，总的来说，就是在合法接收方能够理解的前提下，使用一些无法预测的非机械操作。如果能够充分做到这些，那么炸弹机就永远无法找到一组准确的床位。但是，谜机的使用者们太轻信这种聪明的机器了，所以经常会留下一些线索，被英国分析人员利用。
然而，即使他们解决了这些问题，并且学会了如何精准地猜词，但是故事还远远没有结束。问题在于，通信网络中每天都有上千条信息，如何确保每一条信息都能破解。这个问题的答案，取决于整套密码系统。在战前使用的简单系统中，指示信号是重复的三位字母，只要能破解一条信息，就能找到它们的底层设定，从而破解所有的信息。但敌人并不会一直这样乐于助人。而且，只有在切入整个通信系统，并且熟悉它之后，才能准确地猜词，从而使用炸弹机。但要想切入这套系统，又必须先让炸弹机投入使用。这就形成了一种互锁。
他们真的找到了办法，来解除这个互锁——用于德国空军9字母指示信号的打孔卡片。1939年秋天，60套打孔卡片制作完成了，并有一份复件，送到了维格诺尔的法国密码分析员手中。这是希望的曙光。自从1938年以后，他们再也没有破获过谜机的信息，所以他们无法保证这些卡片是否还有用。但是，这种希望是合理的，因为政府编码密码学校的记录表明：
今年年底，我们的使者带回了好消息：破解成功了……（10月28日，格林）[39]通过……他送去的打孔卡片。我们立即开始研究（10月25日，格林）……这是我们国家在战时破解出的第一条谜机信息，在1940年1月初……德国对谜机进行新的改进了吗……在我们等待答案期间……又有一些1939年的信息被破解了。最终幸运的一天到来了……1月6日红机的信息也解出来了。其他信息也很快就解出来了……
他们的幸运保持着，打孔卡片使他们首先切入了这个系统。就像普林斯顿的寻宝游戏一样，每一步成功，都会为下一个目标提供线索，现在的下一个目标，就是更快速、更广泛地解码。像打孔卡片这样的，结合了代数、语言学和心理学技巧的特定方法，为更高的目标开辟了一条道路。但是这仍然不简单，因为规则一直在改变，他们必须全力奔跑才能追上。他们的打孔卡片及时赶上了，如果他们落后几个月，线索链就会断开，他们就永远无法追上了。1940年春天的情况尤其危险，而他们凭借智力和直觉，坚强地挺过来了。
现在，英方行动的主要特点，就是猜测和希望。对于战争如何才能胜利，政府也完全没有主意。英国和德国，就像《爱丽丝镜中奇遇》里的叮当哥和叮当弟，他们都同意要打一架，但叮当弟英国却不愿意先动手，而叮当哥德国则希望打到六点就去吃饭。叮当弟的武器就是张伯伦的雨伞。红国王在东边打鼾，没有人知道他在做什么梦（连布莱切利庄园的人也不知道）。只要英国顶住，似乎扩张了的德国的封锁就会从内部崩溃。而英国既渴望又害怕“大乌鸦”飞过来，而眼下它正在大西洋的另一边，雄心勃勃地振翅高飞。
恰当地说，1940年3月，布莱切利庄园费时费力费钱，终于解出了德国空军的信息，但是结果却是，这些信息几乎只包含几首用来做通信试验的童谣。他们经常会突然感到一种不现实感。在剑桥也是一样，艾伦休假时，偶尔会回到剑桥，去研究数学或看望朋友。在国王学院时，他们排队进入防空洞（除了庇古，他拒绝向德国空军妥协），但预期的轰炸并没有发生。疏散到剑桥的孩子们，有四分之三已经在1940年中期回家了。
然而在圣诞节之前，战争还未结束。1939年10月2日，因为持续的战争，艾伦选择暂停了他的研究员职务，虽然他的数学基础课已经公布在课程表上了，但他不会去上。接着是芬兰的事。此期间，有次在帕特里克·威尔金森的房间里有个聚会，艾伦在那里见到了一位三年级的学生罗宾·甘迪。罗宾也在研究数学。虽然艾伦鄙视“不要动芬兰”这种胡扯，但他很喜欢罗宾，他没有恶心地走出去，反而温和地用苏格拉底式的追问，将他引到矛盾。
有一件事是真的，那就是海上的冲突已经发生了。就像在第一次世界大战一样，与英国交战那些岛国的强弱，影响了世界贸易经济。三分之一的货船是英国的，而且除了煤和砖之外，英国没用什么可以自给自足的。在封锁的情况下，德国可以通过引进欧洲的资源和劳动力而存活，而英国的存活则必须依靠海路，这就产生了严重的不对称。
海战将成为艾伦的特别职责。1940年初，不同的谜机系统被分配给各位首席密码分析员，他们被安置在布莱切利庄园的各个营房。威尔奇曼负责陆军和空军的谜机系统，在6号营房，并加入了许多新招来的人员。迪尔威·诺克斯也与一些新招来人员一起，承担了意大利谜机，这也被德国情报部门使用[40]。这些系统没有使用配线板，可以通过心理学方法来破解。而艾伦被分配在8号营房，领导研究海军型谜机。其他的营房负责截获信息并翻译破译结果。3号营房负责翻译6号营房破解的陆军和空军通信，而海军通信则由弗兰克·伯奇领导的4号营房负责翻译。
艾伦并不是很了解他的整个工作环境，他只熟悉4号营房的紧急气氛。这也许并不是个鼓舞士气的环境。他为海军工作，而海军只是很勉强地把他们的密码人员派到政密学校。保守的海军希望自己拥有自主权，作为世界上最大舰队的拥有者，海军认为自己有能力控制战争。但它实际上却失败了，它们没有学会这一点：海军不仅要依赖力量，还要依赖信息，因为枪炮和鱼雷必须在正确的时间打到正确的地方，否则打了就是白打。我们英勇的海军，实际上就像独眼巨人一样。海军的情报组织，在新生代的任何人看来，都是维多利亚时代的落后产物。
海军在第一次世界大战时成立了情报部门，到了和平时期，这个部门基本上成了摆设。在1937年，海军情报部门既没有兴趣也没有能力来收集或宣传关于外国舰队的组织、部署与行动信息，这个情况比1892年好不到哪里去，他们使用过时的大量卷纸来记录日本、印度和德国战舰的行动……这些报告经常是滞后好几个月，而且只有四分之一是真实可靠的。海军情报部的行动组（只有一个兼职的官员），甚至没有订阅洛伊德的列表，这份列表至少提供了一个非常可靠的、关于世界上所有商船的每日日志。情报机关报告的关于战舰行动的报告，实际上都是不可靠的，因为要在海中确定船只的位置，比获取它们什么时候靠港的信息要困难多了。但海军上将却并不是真的想知道这些。
直到1939年9月，一位名叫诺曼·唐宁的新人使这种情况有了改观。终于有了卡片索引而不是大堆卷纸，与洛伊德之间也有了电话专线，另外还有了一个跟踪室，里面有及时更新的商船位置信息。与政密学校的联系则没有这么成功，事实上，这个第一次世界大战后由外交部接手的密码分析组织，一直被海军当作敌人对待。直到1941年2月，唐宁还打算要由海军重新控制它。
有远见的唐宁还成立了一个新的海军情报部门的子部门，即作战情报中心，取代了原来的行动部，来接收并处理来自各个渠道的情报。这在第一次世界大战期间是不可能的，这代表了一个革命性的进步。在战前，作战情报中心有36名工作人员。他们有许多困难需要克服，但是1939年的主要问题是他们实际上没有什么情报可处理。就像叮当弟一样，海军可以勇敢地进攻任何它能看见的东西，但问题是它几乎什么也看不见。
通常情况下，海岸司令部的飞机会看到U型潜艇，然后皇家空军会将此通知海军。空中侦察仅仅是雇了一名商业飞行员，去拍摄德国的海岸线。在欧洲的间谍提供的情报是很少的，最好的情报就是来自一个丝祙商人，他与德国海军邮局有联系，时不时能得到一些船只的邮政地址，因此能为它们的行踪提供一些零星的线索。当1939年11月拉尔瓦第号被击沉时，海军甚至无法知道敌舰是什么级别的。至于信号，不仅无法破解谜机的信号，而且德国海军：
在进攻波兰之前不久，部署了战时无线电程序，无法再利用他们的呼叫信号来跟踪他们的行动了。政密学校和作战情报中心对德国海军信号系统进行了几个月的研究……推导了一些结果。第一步是将U型潜艇和其他的通信系统区分开，这项基本的工作直到1939年末才完成。
直到战争爆发，政密学校的对德事务部海军司还只有一名官员和一名员工，直至1938年5月，连一个密码专家都没有。这只是在与德国的较量中失败的一个方面。这些情况在波兰人和炸弹机的帮助下，现在有所改善，但前景仍然不容乐观：
自从战争爆发，政密学校一直在研究德国空军的谜机，在海军通信上进展甚少。这么做有两个原因。一是空军通信量更大，二是，也是更重要的，海军在使用谜机时，比空军更为小心。因此，在1940年初期，政密学校只解出了1938年的5天信息，并且发现海军的机器相比于空军进行了根本性的改进。1940年截获的少量海军信号确认了，虽然一次只使用3个转盘，但海军一共有8种转盘，他们不是5选3，而是8选3……
为了找到一个切入点，艾伦现在需要更多的东西。从1939年12月以来，政密学校已经让海军知道，这种需要是非常紧急的，但是海军却基本上无动于衷。但是战争发生了（至少在海上），这说明德国专家的工作，必然基于一个假设，那就是谜机本身有可能被缴获，落入敌方手中。实际上也确实如此，7个月后，波兰在1940年2月从U-33中缴获了三个谜机的转盘。但是，这并没有给下一步进展提供充分的基础。这台海军机器是远远不够的。如果德国海军能更加正确地使用这台机器，不要愚蠢地把三个字母重复两遍，那它就不会被波兰人利用。而且一些和平时期的通信，会为破解工作提供一点微薄的线索。
然后，海上的战争蔓延到了陆地上，德国攻击挪威，打翻了英国的算盘。英法的反应毫无作用，因为德国密码分析部门能够破解他们的大量通信，实际上他们从1938年开始，一直都在做这个，而且这项工作取得了很明显的效果。在这场战役的后期，英国皇家海军本土舰队的总司令抱怨说：“非常令人尴尬，敌军总是知道我们舰队的位置……而我们总是在被他们击沉一部分之后，才能知道他们的主力位置。”6月8日，在最后从纳维克撤退时，英国的光荣号航空母舰，被德国的沙恩霍斯特号和格奈泽鲁号战列巡洋舰击沉。作战情报中心连光荣号的位置都不知道，更不用说德国军舰的位置了，他们还是从一个公开的胜利广播中得知了这次击沉。
挪威将布莱切利庄园卷入了战争，他们用手工的方法，解出了空军和内务部的一些通信，揭露了很多关于德国行动的情报。对于海军来说，4号营房做的通信分析工作，其实可以帮助光荣号，但是他们却没有利用这些信息，否则挪威的局势也不会发展到这种地步。作战情报中心现在不得不注意布莱切利了，他们意识到，海军迫切地需要一个更优越的情报机关。在战争开始时，海军是彻底无知的。4月9日，当海军下令打响纳维克的第一场战斗时，它还以为德国在那里只有一艘军舰，而实际上，德国已经有十艘驱逐舰在该港口集结了。
在这样的情况下，一个几乎是奇迹般的，能帮助艾伦解决海军谜机的机会被错过了。因为
4月26日，德国巡逻艇VP2623，在从德国到纳维克的途中，被英国海军俘获了，并从中得到了一些文件……如果在大肆洗劫VP2623之前能够仔细检查它一下的话，还会得到更多的信息。海军立即发布命令，禁止再发生这种毁灭性的粗心大意的行为。因为那些解码信息几乎都被破坏了，只剩下一些关于德国在挪威战役中的损伤程度的信息。
缴获密码设备是在意料之中而且被允许的，但是那些记载着当前指令的、脆弱的、易溶于水的文件[41]，则完全是另一回事。
然而，内阁的剧变意味着，温斯顿·丘吉尔现在要收拾这个乱七八糟的局面了。“禁止再发生这种毁灭性的粗心大意的行为”，这是一个重要变革的象征。他们必须要重视情报，否则就会输掉这场战争。
与此同时，关于德国空军谜机，布莱切利在1940年初的成功，向实际使用迈出了第一步。他们的进展举步维艰，因为在1940年5月1日，德国专家在除了黄机[42]之外的谜机上，全面引入了新的指示信号。穿孔卡片刚刚准备展开它的寻宝之旅，就已经变成废纸了。但是在5月1日的变化后的几天里，德国错误地同时在新旧两套系统中发送信息。所以到5月22日，6号营房能够通过空军信号破解新的红机，而且在那天之后，几乎每天都能破解它。然而在那个时候，德军已经到达索姆河，并继续向敦刻尔克挺进了。布莱切利的成功，在第一阶段的西线战事中，没有来得及揭露德国的意图。事实上，英国有整整两个星期，完全不知道敌人要干什么，在内阁的记录中，关于战争的讨论一直围绕着荷兰和比利时方面。等他们发现真相时，已经为时太晚，有心杀敌却无力回天。
但是现在，第一台炸弹机开始运行了，也许1940年5月时运行了一台图灵的原型机，在8月之后，又运行了更多的对角线板改进型。自然，这个机器大大提升了速度和适应性，政密学校用它来破解每天都在变化的谜机系统。炸弹机没有安置在布莱切利，而是放在各个外面的工作站，比如白金汉偏远角落的盖赫斯特庄园。负责管理机器的，是皇家海军女勤队，她们都是女大学生，不知道自己在做什么，她们也不需要问理由，只是给机器装上转盘，然后打电话给分析员，告诉他们机器在什么状态下停止。这些机器令人印象深刻，非常精致，在推导线索时，继电器发出咔哒咔哒的声音，就像一千根针在编织。
布莱切利的军官们，都对炸弹机的操作感到震撼。机密部门的官员，F.W.温特伯汉，说炸弹机就像布莱切利和作战情报中心的占卜师。他们的发现表明，信息是一件大事。如果爱德华时代的军事通信也采用密码机器，那么炸弹机就会以机械化大生产的速度源源不断地提供军事情报。
在第一次世界大战中，第40室在海军中隐秘地工作，但他们得到的情报，与审讯得到的结果从来都不一致。只有在1917年秋天，当U型潜水艇不可一世时，负责追踪它们的官员，才得以得到一些信息，这就好像左手不知道右手在干什么。虽然海军的密码分析工作相比于英国的其他方面来说，已经算是好的了，但是第40室的工作方式，仍然是无记录无索引，对不具有眼前价值的东西就立即丢弃。
直到法国沦陷，人们才意识到这次战争与1915年不同了，第40室的恶习才被纠正。波兰人，威尔奇曼，还有艾伦·图灵，他们已经造出了炸弹机，他们不会再重蹈覆辙了。用机器来破解机器，谜机产生的密码被机械地破译成直白的语言。每天都能解出当天的设定，然后得到丰富的情报。这是最基本的一步，现在他们需要更进一步的破译机，以便：
信息中除了正文之外，还有很多隐晦的语言——机构、设备、地图、坐标、位置代码、人名代码、行话、缩写，还有一些秘密标记等。比如说，德国人的坐标经常是基于1:50000的法国地图，而英军已经不用这套地图了，而且无法搞到它。政密学校只能通过德国的情报，把它慢慢重绘出来。
因此，3号营房的档案系统，需要把德国系统作为一个整体反映出来，来给密码通信赋予意义。只有做到这一点，谜机的破解才能带来真正的价值。破解它们不是为了得到有趣的谜语，而是要了解敌人要干什么。没有他们，欧洲就是一片空白，有了他们，才有可能看穿迷雾。
这种解密没有先例可循，也不知道该如何进行。在1940年，最紧迫的问题是，如果不追究来源，如何让人相信这些情报。之前因为有间谍的作用，这些情报一直都被忽略了。结果就是到了后来，没有一个军方官员认真看待它们，因为它们的可靠性“只有80%”。直到有了“占卜师”的说法，他们才开始考虑更好的安排，到法国去对德国空军通信进行破译。
停战的消息传来的那个下午，布莱切利庄园不值班的人员带着典型的英国式镇定在玩球[43]，压力太大没什么好处。在接下来的几个月里，英国的眼睛和耳朵主要都是靠雷达，但在这一年的后期，是谜机的破解工作提供了关于德国空军的导航系统的情报。雷达无论是在技术发展上，还是在皇军空军的部署规模上，都比布莱切利领先三年，布莱切利这个不太协调的机构，完全施展拳脚的时机还没到来。
在布莱切利的圈子里，没有任何的英雄主义的虚伪。不仅是因为情报工作是最绅士的军事工作，也不仅是因为大家心里都只是想着做好自己的事、少惹麻烦，而是因为更高层的原因，那就是密码分析工作其实是很有意思的。不但有钱拿，有荣誉，还能满足好奇心。对于专业数学家而言，能够把一些基本的想法付诸实践，而不是一味地埋在超前的知识当中，这简直就像度假一样有趣。这就像是纯粹地在解一道《新政客》中的谜题，不同的只是，没有人知道是否真的有解。
1940年，艾伦有一个计划，要保护他的积蓄不受眼下灾难的影响，但他的方案却很搞笑。晨佩侬注意到，在第一次世界大战期间，白银可以用来保存货币价值。于是，他和艾伦都要投资银块，但当晨佩侬谨慎地把他的白银存入银行时，艾伦却以他的个性不出所料地决定，把他的“埋藏程序”做个彻底。
艾伦打算把银锭埋到地里，等击退侵略后，再把它们挖出来，而且这至少可以逃避战后的资本征收。（在1920年，丘吉尔和工党很擅长这种措施。）这是个古怪的想法，对战争结果的悲观设想是可以理解的，但如果真的有入侵，即使是最小规模的入侵，密码专家们也会进行疏散（就像波兰人逃到法国那样），在这种情况下，他应该采取一些便于运输的方式来保护他的积蓄。他花了250英镑，买了两块银锭，用一辆破旧的婴儿车，把银锭运到绅利附近的树林里。一块埋在树林里，另一块埋在桥下的河床里。他写了一份找回银锭的指南，并把它编码成密码。有一份指南被装进一个瓶子，埋在另一座桥下。艾伦很喜欢讨论应对战争的巧妙计划，有一次他还对彼得·吐温透露了另一个计划——买一箱子剃须刀刀片。这个想法更古怪，想象一下沦陷后的英国，艾伦坐在街角叫卖他的刀片。
1940年8月或9月，艾伦有一个星期的假期，他与鲍勃一起度过，他很关心这个男孩。艾伦安排他们住在一个很好的旅店，这是威尔士的一座城堡。对于鲍勃来说，第一个学期不出所料就像地狱一样，但他和艾伦一样，坚强地挺过来了，而且至少没有遇到一般公学都有的反犹太主义。艾伦问了一些他的过去和家庭，但他们无法聊起来，因为鲍勃想要尽力地忘掉过去，而艾伦没有能力治愈他的悲伤。实际上，他可能永远不知道在曼彻斯特发生的一幕：鲍勃哀求磨坊主把他的母亲从维也纳救出来，但他们却无能为力。
他们一起钓鱼，在小丘上散步。过了一两天，艾伦委婉地提出了性要求，但鲍勃立即粗暴地拒绝了。艾伦没有再提，这也并没有影响度假。鲍勃意识到，艾伦心里可能从一开始就藏有这个企图，但他并没觉得艾伦是在利用他，他只是对此不感兴趣而已。
丘吉尔完全没想过这些，他号召英国人民谨守自己的责任，还说帝国会常青一千年。但是责任和帝国并不能解开德国密码，而丘吉尔却从未期待过艾伦·图灵。
如果说直接侵略的危险减小了，那么对贸易的攻击，就是对英国运转机制的侵略。在战争的第一年，被U型潜艇击沉并不是最重要的问题，更重要的是海峡和地中海贸易的中断，还有英国港口吞吐量的减少。
不过，从1940年末开始，情况变得清楚了。英国的商船队需要供给一个离敌人的大陆只有20英里的岛，而且中间经过了一个潜艇遍布的海域。
英国还要维持全球的贸易网点，而且为了保持交战状态，还必须去攻击意大利，对英国来说，意大利现在就像新西兰一样远。他们吸取了1917年的教训，自从战争爆发以来，就部署了护航措施，但经济拮据的海军，无法将商船队一直送进大西洋。现在，德国在几个星期内，就拿下了他们四年来一直设防的目标，那就是法国在大西洋海岸的潜艇基地。
要想阻止德军在海上的胜利，现在只有一根救命稻草了。像1917年那么强大的U型潜艇力量，在1939年时还没有组建起来。丹泽的虚张声势表明，希特勒是跌跌撞撞进入战争的，那时邓尼茨只有不到60艘潜艇。缺乏深谋远虑的种种行为，使这个数量级一直保持到1941年末。虽然U型潜艇在法国崩溃之后数量激增，令人恐惧，但这本身并不是英国的灾难。
为了保持战时政策正常施行，英国每年需要进口3000万吨物资，为此他们拥有3000万吨运载力。1940年6月之后的一年间，潜艇的攻击平均每月会造成近20万吨运力的损失，这个损失刚好能够按时补充。但是大家看到，U型艇的力量现在增大到三倍，而且带来了相应加倍的效果，这会使供给力和运力储备变得逐渐枯竭。每艘潜艇至少会击沉20艘船，而且当它潜入水底时，拿它一点办法也没有。要想对付潜艇，相比于物理的力量，更关键的是逻辑上的力量。德国的失败就在于，没有利用这个极大的优势，来追打它唯一存留的敌人，反而给了这敌人喘息之机，容他们发展出了新型的通信武器，来发挥逻辑的力量。
艾伦现在已经开始研究海军谜机了，后来（有段时间）彼得·吐温和肯德里克也加入进来了。文书工作由一些被叫做“大屋女孩”的女性人员来做。1940年6月，又雇用了一名新的数学家：琼·克拉克，她是几个“男专家”中的一员，但实际上是个女性。行政部门坚决不同意授予她同等的报酬和级别，于是她只好被排到语言学家级别，这个级别是战前机构为女性专门设立的，特拉维斯说，如果将她编为皇家海军女勤队的官员，可能会得到更好的报酬。总之，营房里的剑桥气氛更浓了。她刚要读第三年，就被戈登·威尔奇曼招到布莱切利了，在她读第二部分课程时，他曾教她射影几何。她的哥哥是国王学院的研究员，她在剑桥见过艾伦一次。
在1940年夏天，艾伦·图灵发现，自己拥有了指挥别人的地位，这是公学毕业之后的第一次。就像在公学一样，女勤队和大屋女孩扮演了跟班的角色，而且他要负责接洽武装部门的成员。艾伦应对文秘和各种行政事务的方法，就和因获得奖学金而被任命为监督生的时候一样。另一方面，一个值得注意的与公学不同的地方是，这使他第一次接触到了女性。
在1940年的余下时间里，海军谜机没有多大进展。4月的缴获事件虽然浪费了不少，但还是给他们带来了一些要研究的东西，也正是这个原因，使琼·克拉克被调到了8号营房。
这是1940年5月期间，政密学校能够解读上个月6天的海军谜机通信，因此增加了大量关于德国海军的加密方式的经验。政密学校能够确定，虽然德国的商船仍采用手工方式加密，但他们的海军单位，哪怕是最小的，也全面部署了谜机。还有更重要的是，他们只使用两种型号的谜机，内务型和外务型。潜艇平时与水面单位共用同一种，而在水下操作时，会改为使用外务型。
但是，在4月和5月间，只有5天的通信被破解了，而且随着了解的深入，政密学校看到了最令人恐惧的事情——德国海军有95%的通信是加密的，而且是内务型谜机，很难破解。艾伦的研究表明，如果没有更多的资料，就不可能再有什么进展了。当他们等待的时候，艾伦并没闲着，他提出了一套如何利用新资料的数学理论，这比建造炸弹机还要困难得多。
对于密码通信，有的人可能会凭着经验说出个四五六，但现在的目标是机械化大生产，必须把模糊的直觉变成精确的机械过程。这其中需要的许多理论工具，在18世纪就已经构建好了，但对于政密学校来说，这些还是很新鲜的。英国数学家托马斯·贝叶斯已经将反概率形式化了，反概率这个术语是说，对于一个结果的原因的概率，而不是对于一个原因的结果的概率。
艾伦的基本想法就是计算原因的概率，人们经常不需要思考就在进行这种计算。一个典型的例子是：假设有两个盒子，一个装着两个白球和一个黑球，一个装着一个白球和两个黑球。那么有人猜哪个盒子是哪个，他可以进行一次实验，从某一个盒子中取出一个球（当然，不能看里面），如果是白的，根据常识判断，它来自包含两个白球的盒子的概率，是来自另一个的概率的两倍。贝叶斯理论对这个想法给出了更严格的描述。
这个理论有一个特性：它不是针对事件的发生，而是针对认知状态的改变。实际上，记住这一点是非常重要的：实验只能使概率发生相对的改变，而不会产生绝对的改变。得到的结论，总是取决于实验者一开始的先验假设。
为了给出这个理论形象化认识，艾伦喜欢想象一个极理智的人基于假设来打赌。他喜欢打赌这个想法，并在其中引入概率。在前面的例子中，实验的结果会这样或那样地使概率增加一倍。如果做更进一步的实验，概率最终会增加到非常大的程度，虽然理论上说永远无法达到100%。或者说，这个过程可以看成是在积累越来越多的证据。从这点来看，更自然的想法是，给概率加上了一些东西，而不是乘法运算。通过引入对数，就可以形式化这个想法。美国哲学家C.S.皮斯在1878年提出了一个相关的想法，称为证据权重。这个想法的核心是，科学试验会给出一个数字的证据权重，来增加或减小预设的概率。在前面的例子中，白球会将“来自有两个白球的盒子”的假设增加log 2的权重。虽然这不是个新想法，但：
图灵率先认识到，有必要为证据权重取一个单位名称。当对数的底为e时，他称这单位为1自然板，底为10时就是1板……参考分贝，图灵引入分板来描述1/10板。之所以称为板，是因为有一个板布里镇，在那里印刷了很多卡片，从而使证据权重应用到了一个重要的密码分析过程中。
1板的证据，可以使一个假设成立的概率增大到之前的10倍。而与分贝类似，1分板大约是人类直觉能够感觉到的证据权重的最小改变。艾伦把直觉机械化了，他准备把它放进机器，让它积累分板，并做出理性的决定。
艾伦用了几种不同的方式来提出这个理论。最重要的应用，就是一个新型的试验过程，后来被称为顺序分析。他的想法是，通过某种方式为证据权威构造一个目标，然后一直进行试验，直到达到这个目标。相比于事先决定要做多少次试验来说，这是一个非常高效的方法。
艾伦还引进了一个原则，通过一个试验产生的平均证据权重，来衡量试验的价值。他甚至还思考一个试验产生的证据权重的方差，来测量它的稳定程度。通过整合这些想法，艾伦开创了猜测的艺术，并应用于20世纪40年代的密码分析。又是典型的图灵作风，他完全是靠自己研究出来这些，他不知道过去的发展（比如他根本不知道皮斯定义了证据权重），而且他只用自己选择的理论，而不用R.A.费舍尔在20世纪30年代主张的统计方法。
因此现在，当他们假设一个床位“可能”是正确的，或者一个特定的转盘“可能”是最外面的那个时，就有办法把微小线索的证据权重，用系统的、理性的方式累积起来，并可以设计一个过程，最大限度地利用他们掌握的信息。要知道，他们节省一个小时，就能让一艘潜艇多航行6英里。
刚过1940年末，理论开始转为实践。大约在12月，艾伦写信给肖恩·怀利邀请他加入，那时他正在威灵顿学院任教。他大概在1941年2月到达。不久，一位国际象棋冠军休·亚历山大，从布莱切利的其他地方调到8号营房。亚历山大也来自国王学院，他毕业于1931年，因为在国际象棋上花了太多的精力，所以没有当上数学研究员。他在温彻斯特任教，后来成为约翰·李维斯集团的研究主管。战争爆发时，他和英国其他的国际象棋大师一起，正在阿根廷参加1939年国际象棋奥林匹克竞赛，并被抓起来了。后来英国队成功回国，而德国队却没有，这使英国感到很欣慰。1941年5月，年轻的数学家I.J.古德从剑桥调到8号营房，8号营房再次增添了力量。但是在那时，一切局面都已经不同了。
当我到达布莱切利时，国际象棋冠军休·亚历山大来车站接我。在走向办公室的路上，休给我讲了许多谜机的秘密。当然，我们并不是故意要在办公室之外谈论这类事情。我永远都不会忘记那次绝妙的谈话。
艾伦·图灵的想法，已经体现在工作系统中了。核心是炸弹机，周围还有打孔卡机器，还有大屋女孩在生产线上工作，使猜词过程像预想的一样有效。他们开始为战争做贡献了。
第一次有计划的缴获，发生于1941年2月23日挪威海岸的罗弗敦岛突袭期间，这意味着，有人要为艾伦想要的谜机指令而丧命了。德国的克莱勃斯号武装船被击毁，指挥官没有来得及破坏机密文件就被杀了，从这里得到的情报，足够8号营房解出整个海军1941年2月直到3月10日之前的通信。
对于那些截获信息的人来说，时间滞后是令人极其懊恼的。与其他部门的绝大部分报告不同，海军的信息必须是最有用的信息。比如其中一条解码信息写着：
海军领事华盛顿报告护航2月25日塞布尔岛东部200海里。13艘货船，4辆坦克100000吨。货舱：飞机零件、机器零件、卡车、军需品、医药。护航的可能是HX114。
然而，当3月12日破译这条信息时，已经晚了三星期了，没法做出什么反应，只能惊奇一下这位海军领事是怎么知道这些的。两天后，他们读到一则来自邓尼茨的信息：
自：海军潜艇指挥部
护送U69和U107的舰队将会在3月1日0800点到达2点方位。
追踪室在两周前就想要这条信息了，最好还能知道2点方位是什么地方。这需要靠积累更多的通信才能解释。比如：
英国船安契西斯在AM4538被空军击毁。
只要他们不像第40室那样把这条信息扔进废纸篓，那么它就能指示出AM4538的具体方位。
他们没能破译1941年3月的通信，但是紧接着8号营房迎来了一场胜利，他们没有依靠更多的缴获，就破译了4月的通信了。4月和5月的信息，都通过密码分析方法破解了，他们终于攻入了敌方的系统。4号营房现在可以直面敌人了，因为有了这样的信息：
自：海军指挥部斯塔万格
给：海军西海岸[4月24日信息，于5月18日破译]
敌报 官员G和W
最高海军司令（第一行动部）线号823/41 re
被捕瑞典渔船：
（1）行动部门确信，瑞典渔船的任务是侦察英国想要开发的矿产。
（2）确保不让瑞典和英国获知他们被捕。暂时制造一个渔船已被水雷击沉的假象。
（3）在新的命令下达之前继续扣押船员，并发来一份详细的审讯报告。
还有一些更讽刺的：
[4月22日信息，5月19日破译]
自：C海军的C
因潜艇战役，必须严禁未经许可的人员读取通信信号。我再次重申，所有未接到行动部门或海军潜艇指挥部的命令者，严禁接收潜艇行动频道。若违反此命令，将被视为危害国家安全的犯罪行为。
虽然有几个星期的滞后，但这些信息对于积累破解经验而言，仍然是很有价值的。当然，减少滞后也是极为重要的。1941年5月末，他们已经能把滞后时间缩短到一天。有一条信息在一周内被破译：
[5月19日信号，5月25日破译]
自：海军潜艇指挥部
给：U94和U556
领袖已授予两位舰长骑士铁十字勋章。在这荣获赞誉之际，我向你们表达诚挚的祝贺。祝你们保持好运和成功。击败英国。
现在要击败英国，可没有他们想象那么简单了。这些信息虽然有点滞后，但仍然能泄露德国的计划。当5月19日俾斯麦号从基尔出发时，由于三天多的滞后，8号营房无法获知它的航线。但在5月21日清晨，一些4月的信息确定他走的是贸易航道。之后，海军用更传统的方法得到了一些情报，包括用错误的地图进行无线电定向。但在5月25日，一台空军型谜机最终泄露了正确的答案。事态的发展非常复杂，海军型谜机在这里只起到了一些间接作用。但是，假如俾斯麦号晚一个星期起航，那事情就会非常不一样了。8号营房正在迈出新的一步。
他们从一些过去的资料中，得到了一条有力的线索：
研究过2月和4月的秘密通信后，政密学校能够确定地表明，德国把气象船部署于两个位置，一个在冰岛北部，一个在大西洋中部，而且，虽然他们的常规报告用气象密码发送，但船上却装备了海军型谜机。
这一次对枯燥材料的巧妙分析，是新人和新方法的胜利，其中艾伦亦有贡献。海军绝不会有精力和智力来做出这样惊人的发现：这些脆弱的小气象船，在向德国供应秘密。他们现在开始准备策划一系列缴获行动了。
1941年5月7日，慕尼黑号被发现并缴获了。它泄露了的谜机的设定，使艾伦这边能够实时地破译6月的通信。终于，他们可以毫无滞后地掌握德国的当日战术了。6月28日，他们又缴获了另外一艘气象船劳恩堡号，从而得到了7月的设定。与此同时，5月9日发生了一个意外，但最终却出色地控制了，一艘护航船发现并击毁了一艘想要攻击它的U-110潜艇。在极短的时间内，公海上进行紧急行动，他们登上潜艇，并且完整无缺地带走了所有密码资料。他们吸取了1940年的教训。这些资料回答了一些尚未解决的问题，包括潜艇传送侦察报告时使用的密码手册，以及海军军官专用的特殊设定。这些高级信号会在潜艇内进行双重加密。对8号营房来说，即使解出这些信号的当日设定，并且执行解码程序，得到的结果仍然是杂乱的。这些需要双重破解，才能得到最隐秘的潜艇行动机密，而现在他们已经有条件来做这件事了。
逐渐增加的经验，迅速被海军应用到实践中。1941年6月初，海军通信几乎可以实时破译了，以致他们抢在俾斯麦号之前扫清了先行进入大西洋的运输船，除掉了八艘中的七艘。然而，这次斗牛犬行动引出了一个令人不安的问题。在8号营房中，每当他们解出潜艇会合点等信息时，他们就会天真地以为，有了这么好的情报，就可以轻而易举地除掉那些潜艇了。1941年6月，海军大概也是这个简单的想法，直到后来有人表示担心，俾斯麦号的沉没，以及一系列沉船事件，有可能会让德国当局警惕到，密码系统可能被破解了。
事实上，这次行动确实出卖了艾伦的成功，德国当局立即意识到，运输船的方位必定以某种方式被敌方截获了，并展开了调查。然而，他们的专家却排除了谜机被破解的可能性，反而归因于在德国身负盛名的英国情报局。这个判断与事实真相差距太远。他们直接将谜机被破解的先验概率设成了0，所以就没有证据权重能够使它增加了。
这是一个错误，当线索如此隐秘的时候，人们很容易犯这种错。在布莱切利，行动部门向8号营房解释，今后不会再这么草率地利用破译的信息。炸弹机的方法就像是走钢丝，一旦德国人对所有信息都进行双重加密，那就没有那么多床位了，然后所有的人都要陷入迷茫。只要德国人怀疑到有什么东西出错了，这种改变就随时随地都有可能发生。艾伦是站在刀尖上的人。
从1941年6月中旬开始，海军意识到，从谜机破译出的信息（那时基本上是空军型谜机）应该作为极高级机密，记在特殊的一次性卡片上。其他各部门也开始适应并利用这些情报了，他们在战场前线和国内各处设立了特殊的联络机构，负责接收和处理来自布莱切利的信息。
但是，要使头脑和拳头完全配合协调，还有很长的路要走。在这方面，海军面对的变化太快了，一年前是信息太缺乏，而1941年中期，却是因为信息太多而疲于奔命，他们就在这困境中，努力地摸索着前进。必须将庞大的德国系统映射到英国的系统中，这是一项新时代的工作，超出了作战情报中心的能力。
1940年末，又有一项新措施。一位名叫罗杰·温的大律师，取代了原来的海军会计长，负责作战情报中心的追踪室。温认为8号营房提供的情报应该落实到行动中，这是一颗富有想象力的大脑，他的想法是，敌方潜艇要去哪里，我们的护航队就绕开哪里。尽管起初有很多反对意见，但随着1941年春天到来，这个新奇的想法被越来越多的人接受。温考虑到：
试一试是值得的，只要我们超过平均值，有51%的时间在做正确的事，那么从拯救生命和舰船的角度来说，为了这1%也是值得做出努力的。
无论这对海军来说有多么新颖，但这个主意几乎不符合顺序分析的原则。而且，当破译出来的信息通过专线传达给作战情报中心时，情况又回到了50年前：
……温仍然只有不到12个助手，而他们要处理的，不光是德国潜艇的方位，还有英国的战舰、护航队、独立航线的方位，还要规划大西洋航路。这些都是他们的重要任务，他们要处理的信息每时每刻都在不断地涌入，这些信息关于攻击、侦察、维修，还有来自海岸指挥部和渥太华、纽芬兰、冰岛、弗里敦、直布罗陀和开普敦的指挥部的行动、计划以及海军的贸易分配问题。他们又走上了1916年第40室的老路，只有事情到了火烧眉毛才会注意到。每当信息送达时，一方面出于安全考虑，一方面确实是缺乏人手，温只能自己一个人来处理并归档。他没有打字员，也没有档案员。
无论一个人的能力和奉献精神有多么强大，都不可能处理一个如此大规模而重要的信息系统。如果说布莱切利的成功是得益于英国传统的合作与认真之美德，那么它同样饱受了英国传统的迟缓和吝啬之苦。在4号营房，他们有自己的追踪图来简化坐标查询等工作，在有效侦察或引导护航队等方面，他们工作起来要比作战情报中心容易得多。
但是，在作战效率方面，此时还有一个更深层次的问题。在这个时期，这些年轻的科学家和学者们，内心都产生了一种联想。从很多方面来说，对于艾伦这一代人，这场战争就是在延续1933年的冲突。那时候他们不服从无脑领袖的领导，他们迫使政府采取中央计划和科学手段对大萧条进行补救。现在，布莱切利就处在一个这样的漩涡的中心。在1941年：
政密学校的规模在战前16个月时的基础上扩大到了4倍。1941年初，它的组织结构十分混乱。部分原因是因为规模的迅速增长和行动的复杂性，这些超出了管理人员的经验范围。
这不是一个利落统一的组织，而是一个松垮的团体聚积物，每个小团体都按照自己的想法向前走，他们尽自己最大的努力，把信息灌输给相关的军事领导，以避免事情变得太迟。这些知识分子发现，自己处于前所未有的位置，他们丢弃了和平时期的规范结构，自行组织了一个新的结构。这次战争太重要了，不能任由那些将军和政客们来操纵。他们：
招募人员并分配到原有的各个部门，以及同时期迅速增长的各个小组。他们全凭各自的能力和特点，完全缺乏统一性。这促成了政密学校的兴旺发展，但也使它失去了等级意识。
部门领导们则非常愤怒：
……部门内部和各部门之间的混乱局面，已经成为政密学校每日的常态，这里的带头人，全是无组织、无纪律的战时人员。
艾伦躲在4号营房中，避免与部门高层直接接触。正是他的工作引起了麻烦，他是最无组织、无纪律、无级别意识的一个人，或者说，是军方的一个噩梦。
更准确地说，他对官衔等级的漠视，伤害到了某些人。密码分析员关注的，只是自身的才能和速度。这是一种希腊式的民主，但对军人来说，这就是一种混乱。8号营房就是知识分子中的贵族，这是一个完全适合艾伦的地方。休·亚历山大看到：
他对一切华而不实或官僚作风的东西，都极其不耐烦，确实，那些东西对他来说是无法理解的。在他看来，权威要基于理性，评价你的唯一标准，就是你比其他人更适合眼下的项目。他不会处理非理性的问题，他很难相信，竟然不是所有的人都依据理性做事。他不懂得像其他人那样，在必要的时候忍容傻子和骗子。
问题是，艾伦不得不面对组成这世界的其他人。知识分子倾向于天真的猜想，而军方的存在就是为了战争，双方都耗费了太多的精力来抵制对方的侵入。艾伦无暇顾及丹尼斯顿，丹尼斯顿也跟不上他迅速扩张的规模和视野。监督海军并负责机器的特拉维斯，是个更接近于丘吉尔的角色，他为新想法起到了很大的推动作用。还有一个人，J.H.蒂特曼准将，他在分析员中享有很高声望。但是，行政部门都有迟缓吝啬的特点，这对于艾伦他们来说，是完全无法理解的。那些奇迹般的信息，很明显是那么的重要，他们不明白为什么体制无法接受。比如说，在1941年中期，他只能得到六台炸弹机，这与他设想的规模差得太远了。他们发疯似地研究炸弹机，这是他们赖以生存的关键，但领导们却整天在演讲一些无关痛痒的事情，对炸弹机的供应十分吝啬。这是多么荒唐的事。
在处理这种问题时，休·亚历山大很快就看到，艾伦绝不是圆滑的领导者或外交官。在这时期，杰克·古德接手了统计理论的研究，他对这个越来越有兴趣。肖恩·怀利和其他人全心投入到纯数学的研究。毫无疑问，海军谜机是归艾伦的，他彻底地掌控着它，与它一起生活，形影不离。这是白雪公主森林里的小木屋，他们都带着自己的兴趣来工作，一边工作一边吹口哨。艾伦的领导地位，一部分是因为他来得早，他一开始就加入了。而且，正如他对希尔伯特问题的研究，图灵的机器想法，并不依赖于他的剑桥数学学位。同样，他的密码分析想法，也没有依靠什么书籍或论文，因为根本就没有。他只是拿着他的文具盒，坐在他的营房里工作。
在这方面来说，战争解决了他的一些矛盾。从内心中发现某些东西，然后抽象它的意义，把它与自然世界联系起来，这是艾伦在战前一直努力追寻的事情。他觉得他正在填一个坑，而这个坑是人类历史留下的大错误。
如果说军方在理解密码的重要性方面很迟钝，那么温斯顿·丘吉尔则不是这样。他爱这些信息。他从1941年起，就被这些密码情报迷住了，他认为这是极其重要的。一开始他要求阅读每一条谜机信息，后来折衷了一下，要求每天向他提交一个特殊的盒子，里面是海军谜机信息的简报。由于政密学校正式担负着首席情报机关的责任，所以艾伦的工作使英国间谍机构的声誉逐渐恢复了。
同时，这也巩固了政府的地位，丘吉尔很喜欢这些情报。在这个时期，他的大脑一直在整合这些材料。这件事并不通过军方和外交部，甚至有时首相还会向他们提供一些他们不知道的情报，并且召开参谋长联席会议，或者直接给某个指挥官下达命令。
1930年，丘吉尔说，战争已经完全变质，这是所有民主和科学的悲哀。但是他仍然要利用民主和科学，他没有忘记这些解谜者。1941年夏天，丘吉尔前往布莱切利参观，给密码专家们一些鼓励。在草地上，他们聚集在丘吉尔身边。丘吉尔进入8号营房，被介绍给非常紧张的艾伦·图灵。首相称赞布莱切利的工作者是“不会乱叫的下金蛋的鹅”。艾伦就是这样的鹅。
1941年6月23日，他们击沉了一艘德国运输船。那一天，还有其他的事情需要思考。叮当哥现在把剑对准了沉睡的红国王。不但斯大林毫无准备，政密学校在得到海军谜机破译出来的情报后，也与部门领导陷入了争执，因为后者无法相信自己的耳朵。世界大战真的爆发了。从现在开始，大西洋成了德国的后线，而地中海成了边线。游戏的局势变了，迷雾时代结束了。
1941年春天，艾伦结交了一段新的友谊，是与琼·克拉克，这是一个艰难的决定。起初他们一起去了几次剧院，并一起度了几天假。接着一切都走上了另外一条路。艾伦提议结婚，琼欣然同意。
1941年，很多人都没意识到，在婚姻关系中，一方没有性欲是很严重的。婚姻包括性生活的和谐，这是一个很超前的观念，在当时还没有取代陈旧观念，即婚姻只是一种社会责任。艾伦从未质疑婚姻关系，以及作为管家的妻子。但他不愿自欺欺人，于是几天后他又改口告诉她，他们不能结婚，因为他是同性恋。
他以为这件事就会这样结束了，但令他惊讶的是，没有结束。他低估了琼，她没有被这恐怖的词语吓倒。婚约仍然继续，艾伦送她一枚戒指，带她回到格尔福特，并把她介绍给家人。一切都进展得很好。在旅行途中，他们还与克拉克的家人共进午餐，她的父亲是伦敦的一位牧师。
当琼与他的母亲交流时，艾伦脑中一定有些别的想法。他向往着自己的追求，但长远来看那终究是不可能实现的。他把鲍勃的事情告诉琼，如何在经济上帮助他，并且解释这并不是因为性问题。尽管艾伦是她的上司，但他们志同道合，而且艾伦很愿意和她交谈，因为感觉像是在与男人说话。艾伦在面对女孩时经常会迷失，但是琼的密码分析员工作使她很像一个男人。
艾伦安排了一项调动，以使他们能够工作在一起。在营房里，琼并没有戴上戒指，订婚的事情只告诉了肖恩·怀利，但其他人也看得出，好像有什么事情即将发生。艾伦找了一些雪利酒，在办公室里举行了一个小派对，并宣布了这个消息。下班的时候，他们讨论一些关于未来的事。艾伦说他喜欢小孩，但是现在显然不能让她丢下如此重要的工作。而且在1941年夏天，战争的局势还完全不明朗，艾伦对结局很悲观。似乎苏联和东南战线无法抵挡轴心国的力量。
当艾伦说琼就像男人一样时，他只是想开个玩笑，他只是自由地表达自己，不在乎什么礼貌。如果他想出一套娱乐方案，他俩就会兴致勃勃地一起玩。艾伦还学习针织，并且织了一副手套，只是不会收口，于是琼教他如何收口。
他们就保持着这样的友谊，这是他们的快乐，也是他们的困难。他们都喜欢国际象棋，但琼还是个初学者，她是在休·亚历山大的初级班上产生了兴致。他们配合得很默契。有一次他们在九小时的夜班后还在下棋，艾伦戏称这不是国际象棋，而是“困际”象棋。琼只有一副硬纸板做成的口袋棋子，在战争期间，很难弄到像样的棋子，于是他们打算自己动手做。艾伦从附近的坑里挖了一些泥土，他们一起捏制棋子，艾伦在皇冠旅店的房间中烧制它们。做好之后很实用，只是有点容易碎。艾伦还试着自制一个无线电台，他对琼说以前在学校里做过一个，但这次却没有那么成功。
他们在伦敦旅游的时候，去观看了下午场的萧伯纳戏剧。除了萧伯纳，艾伦现在还喜欢托马斯·哈代，他把《苔丝》借给琼。这些都是对维多利亚时代的批判。他们更多的时间是在乡村的小路上骑单车。琼在学校里学过植物学，所以能和艾伦一起重拾对《自然奇迹》的热情，艾伦对植物的生长和结构特别有兴趣。
他在战前读了生物学家狄尔西·汤姆普森发表于1917年的经典著作《生长与形状》，其中包括对生物结构的数学讨论。他对自然界的斐波那契数列特别有兴趣：
1，1，2，3，5，8，13，21，34，55，89……
每一项都是前面两项的和。这体现在很多常见植物的叶子和花朵中。对于其他人来说，数学与自然界之间的联系是很古怪的，但艾伦却对此感到很兴奋。
有一天，他和琼玩完网球，躺在布莱切利庄园的草地上，他又在观察雏菊的生长。他们开始讨论那些花儿，琼给他讲解她如何给植物叶子分类。叶子绕着茎，盘旋向上生长，从下往上计数叶子数和盘旋的圈数，直到某片叶子正好与第一片叶子在竖直方向上重合。这时得到的数值通常是斐波那契数。艾伦拿起一个冷杉球果，这清晰地体现了斐波那契数，雏菊也是这样的。琼很好奇的是，这些数是否仅仅是一组数列，是否还有其他的性质。汤姆普森的想法是，这些数在自然界中是有实际意义的。他们绘制了一些图表，但这不能使艾伦满意，他还要继续深入思考雏菊的生长。
1941年，在钟屋，默卡夫人去世了。他们在那里吃了些羊羔肉。海运危机不但反映在8号营房的情报中，也反映在餐厅日益低劣的饮食中。社会礼仪在20世纪30年代是很重要的，而现在却缓和了，这种心理屏障很适合艾伦。他喜欢为自己做事，无论是手套、无线电台，还是研究概率论。战争就在眼前，在自傲的英国，人们不得不学学图灵式的生活，减少对社会资源的浪费。
这位《新政客》的读者，从古老的大学中吸取了新鲜的元素。他从未想过在布莱切利的小社会中成为一个人物。某种程度上讲，他是一个人物，但他却没有迪尔威·诺克斯的独裁气质，他就像是一个害羞的邻家男孩。在8号营房的人们看来，他的人格和外貌都像一位“教授”，这个称呼格外适合他，当他和琼一起工作时，琼也称他为教授。下班后，艾伦对此颇有不满，于是琼保证说，将来他真的当上教授后，就不这么称呼他了。艾伦不喜欢这种感觉。
艾伦在学校时，曾经有一个绰号叫作“数学狂”，而且他还有从南安普顿骑车到校的事迹。正如在学校一样，他的种种怪癖故事，也在布莱切利的圈子里流传。7月初，他花粉过敏，持续的工作使他头晕目眩，因此他就戴着一个防毒面具来上班，他不在乎看起来像什么。他的单车也很独特，需要进行一个周期性的计数，每当转到一定的圈数，一个弯曲的轮辐就会碰到一个特定的链节（就像密码机似的），以防止掉链子。艾伦很喜欢解决机械故障，这使他节省了等待修理的一周时间，而且还意味着别人谁也无法骑它。他为了防止茶杯丢失（在战时很难搞到茶杯），就用一个链子把它锁在8号营房的暖气管上，众人嘲之。
用细绳当腰带，睡衣外面套运动服，这些事不知真假，但却广为流传。因为他处在权威的位置上，所以他的害羞和紧张更是引来了很多嘲笑。还有他说话时，句子里面总是夹着高音的“啊啊啊啊啊”，仿佛他的大脑正在为了正确地表达而十分艰难地运转着。他说出来的话，又总是出人意料，有很多比喻、俗语、双关语，还有疯狂的点子、无礼的提议，还夹着他像机器一样的笑声，眨着异常明亮的眼睛。他们说他很孩子气。有一次他们填写个人情况表，有些人恶作剧地帮他填上“艾伦.M.图灵，21岁”，然后另一些人，包括琼，说应该给他填“16岁”。
他极少关心外表，特别是他自己的，他看起来总是刚起床的样子。他不喜欢用剃刀刮胡子，而是用一个老旧的电动修面器，也许是他怕万一剃刀刮出血来会使他晕厥。尽管他不吸烟，但他的牙齿非常黄。最吸引人们注意的是他的手，他的指甲上面有奇怪的纹路。他从来都不清洗或修剪指甲，即使是在战前也没有，他总是习惯用牙齿来啃，把它们啃得更加糟糕。
他现在正在读多罗西·塞耶斯写的《上帝之心》。这不是他通常的阅读爱好。这本书是塞耶斯的一次尝试，通过小说的形式来诠释基督教义。她从上帝的角度来看待自由意识，小说里的角色必须依靠自己来摆脱命运的束缚。这让艾伦觉得十分有趣，他想到一个场景，拉普拉斯的决定论表明，上帝创造完宇宙之后，便拧上钢笔的盖子，把脚搭在壁炉上，看着他的杰作自生自灭。
这并不是那么新鲜，但是当炸弹机咔咔运转的时候，阅读一点小说，是一种愉快的调剂。艾伦感兴趣的是，人们有时可以不假思索地做出一些聪明的事情。
机器，以及人类的一些机械行为，已经在很大程度上替代了人类的思考、判断和识别。很少有人知道这些系统如何工作，对他们来说，这就是一道神秘的神谕，产生着一些无法预知的判定。机械的、确定的过程，正在产生聪明的、惊人的想法。这与《可计算数》的背景框架是有关的，他不会忘记这个。艾伦给琼讲解图灵机，并且给她一份丘奇的论文，但她的反应也许让艾伦有些失望。在当前，图灵机和简单的读出写入，已经成为一种很实用的生活方式。
在不值班时，艾伦经常谈论的话题就是国际象棋。艾伦不仅把国际象棋当作娱乐，他还在思考从这个游戏中抽象出一些理论。他对一个问题非常感兴趣，那就是玩国际象棋是否有机械的方法。这不一定意味着要真正制造一个机器，也可以让一个愚笨的玩家，按照一个规则手册，就像《可计算数》中的便条那样。艾伦把这称为傀儡玩家。
国际象棋和数学的关系已经明确了，每一步都是相同的问题，就是如何选择正确的移动路径，来到达特定的目标，也就是把对方将死。哥德尔曾经说过，在数学中有一些目标是无法达到的，而艾伦则证明了没有一个机械的方法，能够判断是否存在一条路径来达到给定的目标。但是，仍有问题值得思考，那就是数学家、象棋玩家和密码分析人员，在实际工作中，是如何采取那些理智的做法的，以及机器可以在什么程度上模仿他们。
虽然他解决希尔伯特问题、研究序数逻辑时，都是集中研究机械过程的极限，但是现在唯物主义的暗流变得更加明显了。相比于机器不能做什么，艾伦更有兴趣研究一下机器能做什么。他摧毁了希尔伯特的梦想，但仍然怀着希尔伯特的精神，而且他满怀信心地认为，理性可以解释一切，包括理性本身。
像艾伦一样，杰克·古德也有着布莱切利式的思维方式，他不仅是个数学家，而且乐于探索逻辑与实体之间的联系。他也喜欢国际象棋，他1938年在第一期《发现枠（剑桥的一份数学杂志）上发表了一篇小论文，关于国际象棋的机械化玩法。
在晚饭后的夜班时间，他们会一起讨论机器国际象棋。他们一致认为，有一个想法是很明显的，那就是国际象棋的玩家会思考“如果对手怎样怎样，我就可以走个好步”。在实际中，白方总是假设黑方会最大限度地利用局势，所以白方的策略就是尽量不给黑方留下优势，他的每一步移动，都是尽可能地降低黑方最好的一步的优势。实际上，就是将最大值最小化。
这不是个新想法。自从20世纪20年代，博弈论的研究就已经开展了，而这个原则，也已经用现代数学的方法进行了抽象化和形式化。最大值最小化，这个概念也已经被提了出来。不光是国际象棋用到这个概念，还有那些涉及猜测的游戏。这里面很多的数学工作都是由冯·诺依曼做出的，他推进了法国数学家E.博雷尔1921年的论文中的想法。博雷尔定义了游戏中的纯策略和混合策略。纯策略是确定的规则，任何情况下的动作都是设定好的，而混合策略则包括多个纯策略，可以由人们从中选择，而根据情况，每种选择都带有特定的概率。
冯·诺依曼证明，对于任何只有两个玩家的特定规则的游戏，对每位玩家来说，都分别存在着最优策略。1937年在普林斯顿，艾伦很可能跟他讨论过扑克游戏，而且他给艾伦讲了这个结论。冯·诺依曼的这个漂亮理论，使对于任何两人游戏[44]，双方玩家都被限制在最大值最小化的策略中，双会都会看到，他们能做的就是把自己的最坏的局面搞好，同时把对手的最好的局面搞糟，这两个目标要同时达成。
扑克游戏有猜测的成分，是比国际象棋更好的例子来展示冯·诺依曼理论[45]。没有隐藏信息的游戏，比如国际象棋，被冯·诺依曼称为全信息游戏。而且他证明，任何这类游戏，总是拥有理性的纯粹策略。在国际象棋中，这将是一套完整的指南，记录了在每种局面下应该怎么走。国际象棋的所有局面，比谜机的配线板设定还要多得多，但冯·诺依曼理论并没有考虑到实用价值，这是一种强大的抽象方法，但不能付诸应用。艾伦和杰克·古德的想法有所不同，艾伦不关心博弈论，他关心的是人类思维的原理。
在他们的分析中，首先设想要有一套合理的评估系统，根据当前存活的棋子、危险的棋子、控制的棋格等，来对每一种着法的价值进行评估。在这个基础上，机械的方法基本上就是执行评估价值最高的着法。进一步的改进，是把对手的反应也考虑进来，根据最大值最小化的原则，来制定下一步的着法。在国际象棋中，对每个玩家而言，每步通常有大约30种着法，这样一来，哪怕是最简单的系统，每步也要进行将近1000次评估，如果要再往后看一步，那就要进行30000次评估。
为了简化图表，我们把30种着法减少为2种，白方如果要往前看三步，那么就面临这样的一棵树：
白方可能会认为，到达E是最理想的，但黑方不会这么乐于助人，如果白方走到B，那么他就会回应F。对白方而言，第二好的选择是D，但同样可以想见，黑方会走到C来避免D。在这两个不幸中，C和F局面相比，C的危险性更小一些，因为它能使白方保证至少达到价值为27的局面。因此白方会进行A移动。
机器可以通过推导这棵树，来模拟这一系列想法。对三步之后的各种局面进行评估之后，根据最大值最小化的思想，对中间各层的局面进行标示。它会将C标为27，D标为45，E标为81，F标为16（每个下面的最好局面），然后将A标为27，B标为16（每个下面的最坏局面）。
这个基本想法创造了一个机器，这个机器可以实现一个类似于人类智能的决策行为。与希尔伯特想要的机器相比，这个要简单得多，因为前者需要对整个数学体系进行判定，而后者才是一个真正有效的模型，可以用来研究机器的思维，这使艾伦着了魔。
这样的三步分析，在真正的国际象棋中，是完全无效的。在国际象棋中，玩家并不是以步为单位来考虑，而是以一条链作为单位。比如通过一连串的移动，实现某种封锁战术。艾伦和杰克·古德也看到了这一点，并认为向前看的深度必须是动态可变的，每一分支都要一直看到吃子为止，并且只对静态局面进行评估。但即使是这样的方案，仍然无法处理更复杂的情况，比如很多巧妙的陷阱。这是对国际象棋的一种粗略的、朴素的破解，但这是机械化思维过程的第一步进展。
他们觉得这些想法太显而易见了，不值得发表。艾伦继续进行着自己的数学研究，并提交到美国发表。作为一个纯粹的学者，他会耻于被人类的罪恶和愚蠢所打倒。有一次他说，在战前，我的工作是研究逻辑，业余爱好是密码分析，但是现在却反过来了。他应该感谢纽曼，在1940和1941年间一直与他通信，鼓励他坚持着研究逻辑，纽曼这段时间又在剑桥重新讲授数学基础课了。
艾伦的工作主要是关于类型理论的新形式。罗素觉得这些类型很讨厌，只是用来拯救集合论的不得已手段。但其他逻辑学家觉得，逻辑类别的层次性真的是个很自然的想法，随便一堆什么东西都能放进集合，这是很难接受的。艾伦就持有这种观点，他总是倾向于更加实际可行的理论，他希望看到数理逻辑能使数学家们的工作变得更加严密。在这个时期，他写了一篇论文，题为《数学记法的改革》，其中说到，尽管有弗雷格、罗素和希尔伯特的努力，但
……数学从符号逻辑的研究中获益甚少。主要的原因似乎就是，逻辑学家和数学家之间缺少一种默契。对于大部分数学家而言，符号逻辑是令人惧怕的，但对于逻辑学家而言，又没兴趣把它搞得让人舒服些。
艾伦自己进行了一项尝试，试图填平这条裂缝：
……要把类型理论转为一种形式，使数学家不必学习符号逻辑就能使用。下面对类型原理的描述是由维特根斯坦在讲座中给出的，但其中的缺陷并不是由他造成的。
自然语言中既有名词也有谓词，因此类型原理可以有效地用自然语言来描述。我们可以给出这样的命题：所有的马都有四条腿。对于有限数量的马，我们可以通过逐个检查每匹马来证明。但如果我们引入“东西”或“任何东西”这样的词，就会带来麻烦。假设“东西”包括所有的事物，书、猫、男人、女人、想法、数字、矩阵、过程、命题……在这样的情况下，我们考虑这个命题：任何东西都不是6的质因式。这个命题是什么意思？我们能从中知道什么？“东西”的数量是无限的，是无法通过检验来证明的。这样的命题可能也具有某些意义，但目前我们还不清楚。实际上，类型理论就是要求我们避免使用“东西”这样的名词，避免导致“任何东西”这样的问题。
把数学的名词与谓词区分开，这是基于丘奇的工作。艾伦在普林斯顿时参加了他的课程。丘奇在1940年发表了他对类型理论的描述。艾伦的工作有一部分是在通信中与纽曼合作完成的，他们的联合论文于1941年5月9日到达普林斯顿。它就是在慕尼黑号被俘获的同时，穿越了大西洋。艾伦还发表了一篇更进一步的论文《丘奇系统中圆点代替括号的用法》，这是在一年后提交的。这里面提到了两篇后续的论文，但这两篇却从来没有出现过。
在艾伦看来，战争并未改变希尔伯特的说法：“对数学家而言，整个文明世界就是同一个国家。”1941年秋天，艾伦写信给纽曼，谈到他们的论文的复印问题，他说希望能给肖兹也寄去一份，但现在看起来不太可能。
在1941年，还有其他的事情也变成了不可能。战事持续到夏天，而艾伦这里也出现了内部矛盾。有一次周末，他和琼一起去拜访琼的兄弟，艾伦一个人出去待了一会，很明显他是在犹豫，但最终还是决定要继续。在4月的最后一周，他们一起去北威尔士度假（他们每个季度可以请假一周）。他们带着单车和帆布包，从布莱切利坐火车北上，在夜幕降临时，到达波特马多克。艾伦计划住在旅店，但旅店却已经客满。他们折腾了一晚上，并且第二天又浪费了宝贵的半天才找到住处。食物也成了问题，艾伦没有临时配给券。好在他们带了一些人造黄油，可以涂在面包上，后来又惊奇地发现了不限量供应的肉酱。他们还一起去爬小山。
回去之后不久，艾伦决定要烧掉这座桥。这是一个既难过又艰难的决定。他引用奥斯卡·王尔德的《累丁狱之歌》中的句子：
人必毁灭他之所爱，
且看他们不同手段：
有人是用横眉冷对，
有人是用蜜语甜言；
懦夫献上轻轻一吻，
勇者挥出锋利的剑！
他曾经说出过几次“我真的爱你”，他的困难并不是缺乏爱。他们的分手，在营房中造成了很尴尬的气氛。艾伦告诉肖恩·怀利婚约解除了，但没有说出真正的原因。他常常想要编造一个解释，比如说他们一起去了格尔福特，而他的家人不接受琼。艾伦不参加轮班了，以避免与琼发生不必要的见面。他们双方都很沮丧，但她能够理解他。
当他们在布莱切利谈论游戏的时候，大西洋上正在发生着最大值最小化的战斗，策略与反策略，武力与反武力，侦察与反侦察。比扑克和国际象棋肮脏的是，在这些真正的博弈中，规则一直都在改变，策略的结果无法预料，而造成的损失却比纸上游戏严重得多。但与扑克相似的是，潜艇战不是全信息的游戏，其中要靠猜测。而在1941年8月，英国在对手的牌后安插了一面镜子，从而几乎能够看清德国所有的牌[46]。1941年的其余时间，已经没有必要再进行缴获行动了，8号营房能够在36个小时内完成破译，而且是8个轮子336种转盘组合的海军谜机。更不用说其他部门了，他们面对的谜机只有60种转盘组合。
这些美好的进展，并不都是8号营房的功劳。布莱切利是一个大团队，他们是一个整体：
1941年春天，在一些缴获文件的帮助下，一个船坞的密码系统（沃夫特）被破解了。1941年8月，它的一些信息被海军谜机重新加密并传送。政密学校将这些信号分离出来了，这对海军谜机的日常破译工作，做出了无法估量的贡献……
除了这块罗赛塔石碑之外，气象密码也具有特殊的重要意义：
1941年2月进行了首次破解，并在同年5月，政密学校气象分部发现，其中包含来自大西洋的潜艇报告，那原本是通过海军谜机进行传送的。这方面的破译，对我们的帮助不亚于船坞密码的破译。
这些是布莱切利的巨大胜利，但却给艾伦带来了个人的挫折。他在这一年早些时候，为密码分析设计出了精巧的数学方法，而在破解船坞和气象信息时使用的那些直接的方法，对艾伦来说简单是一种侮辱，虽然这些也是得益于他的创造。
现在政密学校发展的关键在于团队相容性，而不在于个人的聪明。这些新发现，证明了新人们始终坚持的原则。船坞的密码本身并无利用价值，按照第40室的原则，将永远不会正眼瞧它。但政密学校的原则是破解一切，无论表面上看起来多么次要，都假设从中能够获得巨大回报。更重要的还有，必须有一个机构来控制所有的情报，并在合适的时候使用，如果海军一直滥用这些信息，那就永远都不会有这样的进展。这些都是一些行政上的问题，不需要艾伦的专业知识。他很赞赏取得的成就，但他的长处并不在此。
从更高的层面看，只有协调好各种不同的难题，密码分析工作才有意义。避免草率的潜艇打捞、抓住船坞的信息、空中侦察与情报信息的对照、档案资料的管理和使用、新型机器的研发和制造，这所有的一切都要放到一起整体考虑。
而且，对德国通信的破解，只是1941年中期大西洋游戏的诸多变局之一。纳粹德国空军将精力转移到苏联，以及英国自己的皇家空军，都使西线局势渐渐好转了。潜艇派到中大西洋的新战场，护航舰和战斗机都配备了短程反潜雷达，自动准确定向的高频哈夫达夫系统也投入使用了。更重要的是，正如在第一次世界大战中那样，美国不宣而战了。美国官方的态度对英国有利，他们的海军护航舰队进入了大西洋，英国潜艇奉命不攻击美国船舰。
但在1941年夏天，英国扭转局势的核心力量，还是破译谜机。在护航队的战略路线、对抗敌方潜艇的行动，尤其是保障供给系统方面，谜机的破译工作起到了不可替代的作用。最重要的是，英国现在能够清楚完整地了解，整个战场到底发生了什么。正是因为艾伦的研究，使英国的运力损耗降到了每月100000吨。总的来说，在1941年下半年，德国人的进展只不过是U型潜艇的数量在10月时增长到80艘。在这一年的年末，英国的海运问题已经基本上解决了。
然而战争还远未结束。英国的发展只能刚好与U型潜艇的力量增长相抵消，而且他们还要依赖于对谜机的破解。1941年9月，U型潜艇的通信系统中，添加了一个很小的复杂系统，于是英国的沉船数量在几个星期内剧烈增长。他们长期使用他们的地图，通过参考坐标网的方法来标明位置，而
……不是通过经纬度的方法。比如，AB1234可能代表着北纬55度30分，西经25度40分。这本身并无问题。但是在1941年9月，德国人更换了这套标识，例如将AB换成XY，并且对数字进行了一些加减，例如1234在通信中会说成2345。这些变换本身，也按照某种规律，周期性地变化。
如果说德国已经知道谜机被破解了，那么这些改进措施就显得太幼稚了，如果他们不知道，那么这些措施就是浪费时间。但实际上，德国做出这些改变，并不是为了难住英国的密码专家，而是为了防止可能会出现的间谍或叛变。这些麻烦的变换，成功地迷惑了他们自己的官员：
有一次，我们破解了一个坐标网格，并在巡逻线上执行了一次护航清扫，结果只发现了一艘潜艇。这艘潜艇似乎误解了他接到的命令中的坐标，结果撞入了清扫范围。
在1941年11月，这个系统被改得更加复杂，布莱切利陷入了长时间的困惑。他们仍然站在刀尖上，从未忘记这一点。
在1941年秋天，这些密码专家开始对抗行政体制。艾伦·图灵认为，必须强迫英国政府进入现代世界。他与另外一些人打破了所有的常规，直接写信给一个人，这个人也知道如何打破常规，而且他还有权改变常规：
最高机密
仅呈首相
6号与8号营房
布莱切利庄园
1941年10月21日
亲爱的首相：
几周前我们荣幸地迎来你的参观，我们相信你很重视我们的工作。你将会看到，因为指挥官特拉维斯的能力和远见，我们已经装备了炸弹机，来破解德国的谜机。然而我们认为，你应该知道，这项工作现在遇到了障碍。某种程度上可以说，它已经完全搁浅了，因为我们无法招募足够的人员。我们直接写信给你，是因为在过去的几个月里，我们已经做了我们通过正常渠道能做的一切，但是结果却令人失望。我们知道，长远来看，这些要求无疑都能解决，但这意味着要浪费好几个月的宝贵时间，而且我们的需求仍在增长，人员的缺口越来越大。
我们意识到，各部门对人员都有很大的需求，而人员的分配存在着优先级。我们面临的问题是，我们是一个小机构，但却担负着极大的工作量，我们很难使领导们理解我们这里已经完成的工作有多么重要，也无法使领导们理解我们将要面临的工作有多么紧急。与此同时，我们不敢相信，我们对迅速扩充人员的需求，甚至包括正常添置机器的需求，都几乎是不可能实现的。
我们并不希望使你因此感到压力，但还是不得不列出使我们深感不安的问题。
1.海军谜机的破译工作（8号营房）
由于人员的缺乏以及过重的负担，福力鲍恩先生领导的何勒内斯[47]部门，在夜间已经无法工作。这影响了对海军系统的破解工作，使其每天至少耽误12个小时。为了使他能够重新实行夜间换班制度，福力鲍恩需要20名以上三级女性工作人员，这将使他能够更好地控制局面，以最佳的状态处理各种需求。
还有一个更严重的问题正在威胁我们，报表公司以及福力鲍恩部门的一些有经验的男性工作人员原本已经脱离军职，但现在军队好像又打算重新调走他们。
2.陆军与空军谜机的相关工作（6号营房）
我们的工作是截获中东地区的无线电通信，其中包括大量关于新型蓝机[48]的情报。然而，因为打字员的短缺以及现有密码分析人员的过度疲劳，我们无法破译所有的通信。从5月至今，我们一直是这样的状态。我们需要20名受训的打字员，以使局面得到控制。
3.炸弹机的测试工作（6号与8号营房）
我们在7月时得到承诺，对炸弹机产生的“故事”进行测试[49]的工作将会由炸弹机营房的海军女勤人员接管，为此将会分配足够多的人力资源。现在已经10月末了，但是什么都没做。我们不愿过分强调这件事，因为我们需要的物资并未耽误。但这意味着，6号和8号营房不得不自行安排那些本来有其他工作的员工来进行这些测试。我们认为，情报部门本该完全有能力为此调派海军女勤人员，这只需要将足够紧急的命令传达到正确的地方。
4.除了人力问题，在其他许多方面，我们似乎也遇到了不必要的障碍。这将浪费我们大量的时间，而且我们意识到其中有些问题是无法解决的。然而，日渐严重的后果已经使我们确信，这些工作的重要性，对我们不得不面对的领导们来说，完全没有得到足够的强调。
我们写这封信，完全是出于自己的意愿。我们不知道谁能够为这些困难负责，而且我们不想再苛责特拉维斯指挥官，他一直都在尽心、尽力、尽一切可能地帮助我们。可是，如果我们想把工作做到最好，这些需求就必须得到满足，虽然不是火烧眉毛，但也应该立即落实。如果不让你了解到这些情况及其造成的影响，我们将会愧对自己的职责。
我们永远效忠于你
A. M.图灵
W. G.威尔奇曼
C. H.O摧D.亚历山大
P. S.米尔纳博瑞
这封信起到了令人激动的效果。温斯顿·丘吉尔一收到信，便给参谋长伊斯梅将军传达了一份备忘录：
今日任务
确保满足他们的一切需要，完成后向我报告。
11月18日，情报局首领报告说，已经采取了所有可能的措施。虽然那时还没有满足他们所有的需要，但对于布莱切利来说这就已经足够了。
同时还有另外一个变化，开始影响他们的工作，美国的不宣而战，使他们在分享情报方面需要与英国进行更实质性的磋商。1940年，密码分析的成果已经进行了有限的公开。这关系到艾伦的研究，在保护炸弹机的机密方面，他付出了惊人的努力。英国怀疑美国的保密能力，尽管丘吉尔把美国形容成一个更强大的势力，但实际上美国是个完全不同的国家，它明显缺乏服从、隐秘、机警，而且拥有着足以威胁英国的力量。1941年间，他们安排联络员，与布莱切利联系。图灵的成果，现在要准备出口了。
1941年12月11日，珍珠港事件四天后，德国向美国宣战。丘吉尔的反应是：“我们终将成功！……英格兰必胜，不列颠必胜，英联邦和英帝国必胜……”但是，第一个影响对英国来说是灾难性的。美国海军抽调一部分力量到太平洋，无力再应对英国的护航问题了，而且，与美国的情报交流非常有障碍。在宣战发生时，海军谜机的破译表明，有15艘U型潜艇正在美国海岸行动，但美军对此不屑一顾。大量的船只损失，使同盟的笑容开始消失。接着在1942年2月1日，又发生了更大的灾难。U型潜艇转而用了新的谜机系统。炸弹机无法成功破解它们。没有比这更糟糕的事了。
1942年2月的中断意味着，潜艇谜机的分析工作必须从头再来了，过去两年都只能算热身。从整个战局来看，英国现在置身于难以置信的灾难。欧洲联盟受损、意大利派兵、新加坡投降，这种种打击和失败，都只能指望新手上阵的美国来弥补。皇家空军在与纳粹空军的交战中处于上风，但这只是杯水车薪，无法阻止沙恩霍斯特号和格奈泽鲁号战列巡洋舰在光天化日之下驶过多佛尔。与此同时，德国在欧洲范围的经济状况，到目前为止仍是秩序井然，他们只是刚刚转为全面战时生产。而他的对手，仅能在莫斯科老家门口勉强逃过一劫。
他们不得不想些奇招了，而且要趁早。他们幻想美军横空出世，护航穿越大西洋，打到正被强大势力严防死守的大陆。但就算美军真有个打算，在大西洋U型潜艇遍布的情况下，也是不可能实现的。现在希特勒对战争很认真了，到1942年1月，U型潜艇的数量已经增加到100艘，而且每周都在继续增加。2月之后，他们造成的运力损失高达每月500000吨，这远远超过了同盟的补充速度。连维持现状都几乎不可能了，更别说获得什么新的成功。
一切都改变了。现在已经不像1940年了，英国现在没有一个人是闲着的，一切都在进行动员。事实上，英国和美国正在动员除了轴心国和苏联外整个世界的贸易经济。在布莱切利，已经没有乡间派对的气氛了，取而代之的是紧张的知识界大征兵，一队队汽车，把人们运到白金汉郡周围。1940年的混乱和1941年的争取，使他们及时补充了充足的资源。现在，军方被迫吞下骄傲，并适应布莱切利的产出：现在已经不是断断续续的金蛋了，而是高效、统一，能反映各方面敌人信息的大系统。1941年，布莱切利仍然被认为是特殊的地方，因为这个战场是没有硝烟的，在这一年的年底，密码分析员只有不到16台炸弹机可以使用。致丘吉尔的紧急信，带来了明显的改变，特拉维斯接替丹尼斯顿负责指挥，并进行了行政改革，形成了知识分子们能够接受的新模式。与此同时，情报部意识到了这个有力的事实，这些精英们正在影响丘吉尔对整个战争的控制，于是对布莱切利不再那么有敌意。
但是，尽管他们的大脑现在能够很好地集中在工作上，但现在潜艇谜机的问题仍然超出了他们的控制。1941年，8号营房使瞎子睁开了双眼，如果说那之前的盲人经历很痛苦，那么现在再次夺去他的视力，则是更加残忍的打击。准确地说，海军再次成为独眼巨人了。新谜机只在远海的潜艇上部署，近海船舰和潜艇仍然继续使用能够破解的内务谜机。因此，他们通过潜艇从海边传送的信息，能够得知目前的潜艇总数，这个数据对侦察和定向工作也是很重要的。但是，他们已经习惯了完全掌握对方的行动命令和方位报告，相比之下，现在这点资料实在太可怜了。
对8号营房来说，这次中断别有意义。本来游戏很愉快地进行着，现在德国突然改变了规则，打破了这种愉快。他们希望每天看到的都是迷人的解码工作，但现实看到的却全是己方被击沉的报告。这一来很多乐趣都没有了。
不仅谜机的使用方式改变了，而且谜机机器本身也改变了，它现在使用4个转盘了。之前海军谜机是从8个转盘中选择3个，共有336种不同的转盘组合。假如现在改进为9个转盘中选择4个，于是组合数增加到3024，增加到9倍，另外随之而来的还有盘位设定数增加到26倍。但是德国没有这样做，第9个转盘确实增加了，但它却是固定的，机器还是老机器，增加的只是26个盘位设定，相当于有26种不同的反馈器。还好，问题还没糟糕到234倍，只糟糕到了26倍。
这也是一项虚张声势的措施，就像改变地图坐标一样，也是为了同样的理由，即防止潜艇信息从内部泄露出去，并不是为了防范英国密码人员。但即便是虚张声势，也是进行了改变，而且这项改变几乎导致8号营房完全失明。能计算出潜艇数量，已经是很侥幸了。在此之前，海军谜机绷紧神经，才能在一两天内破译护航指挥所需要的信息，现在复杂度增长了26倍，相当于之前每个小时的工作量现在需要一整天，或者用26台炸弹机才能相当于1941年的一台。除非他们找到新的办法。
有一个欣慰的消息是，他们知道第四个新转盘的连线关系。1941年末，第四个转盘已经安装到潜艇谜机上了，只是处于挂起状态。在12月时，有一个潜艇密码操作员在加密一条信息时，不小心启用了它，发送之后发现有误，又用正确的设定重新发送了一遍。8号营房先后截获了这两条信息，并由此推导出了新转盘的连线关系。德国过于信任谜机了，所以很容易犯这种低级错误。在这个帮助下，他们破译了2月23日，2月24日和3月14日的通信。他们从其他能够破译的谜机中找出床位[50]，来破解这几天的通信，但是花了26倍的工作量，6台炸弹机同时工作了17天。这件事充分体现了破译工作的偶然性，假如德国一开始就使用这种扩展谜机，那么寻宝游戏也就只能进行到波兰那里为止了。
“快点！快点！”白皇后嚷着。但是现在没什么办法能让炸弹机一夜之间加快到26倍。实际上，曾经有一个机会，可以为这种可怕的情况做准备，早在1941年春天，在破解的信息中就提到了要增加第四个转盘。8号营房的分析员后来很自责，因为没有向行政人员强调这件事。但是，在1941年的情况下，要为了将来可能的情况做准备，基本上是不可能的。那时候他们连仅够眼前使用的炸弹机都要艰难地争取，更不要说指望行政人员的先见之明了。但是经过1941年后期的改革，他们已经有了更加有力的体制。而且现在摆在面前的危机，也给他们带来了新的技术进步。
一个很重要的进步是，炸弹机也扩展了新的第四转盘，可以高速地检查26个盘位。设计这个高速转盘的任务，落在富有发明才能的剑桥物理学家C.E.维恩威廉姆斯肩上。他去年在雷达研究实验室工作，1942年5月这个实验室搬到了麦尔文，并更名为电子通信研究所。
这项工作要求很高的速度，随着复杂性的迅速增长，基于继电器的系统已经无法满足需要了，它太慢了。因此，有必要引入电子系统。于是，神秘的新兴的电子技术，被带到了布莱切利。
电子管的反应时间只有0.000001秒，与电磁继电器不同的是，它本身并不发生物理上的移动，而是其中的电子在移动。这为他们带来了提速1000倍的希望。但是电子管也有缺点，比如温度高，成本高，而且没几个人懂得如何使用。
准确地说，布莱切利现在的问题，就是要将系统中的继电器升级成电子管。电子管在这之前的主要用途是作为无线电接收机的放大器，现在要用它们来做开关，完全不是同一回事，虽然其原理在1919年就发现了。维恩威廉姆斯的优势就在这里，他在电子盖革计数器方面的先驱工作，使他成为少数几个懂得如何将电子技术用于离散问题的人之一。
电子通信研究所并不是唯一拥有电子工程师的机构。此外还有坐落在伦敦郊区的邮政实验室。这个研究所要保障电话系统不被个别设备制造商垄断。尽管它们规模不大，但却搞出了高水平的研究。这里的年轻工程师们，都是在激烈的竞争中选拔出来的，有着领先于20世纪30年代的雄心和技术。这里的长官T.H.弗洛文斯
……在阿森纳见习后，于1930年，作为实习工程师加入了研究所。他的主要研究兴趣是远距离信号传输，特别是关于控制信号，用自动开关设备取代人工操作。他有丰富的电子工作经验，并于1931年开始进行电子管的研究。这项研究在1935年实现了长途电话线路……
这就是电子开关领域的世界领先水平。
对于政密学校来说，与电子通信研究所的专家合作，已经扩张了他们的研究前沿。现在邮局研究所也加入了。他们的工程师，承担了海军谜机危机导致的两个不同项目。W.W.钱德勒负责辅助维恩威廉姆斯，设计高速的第四转盘。W.W.钱德勒是1936年加入邮政实验室的，他在电子开关方面也有丰富经验。与此同时，S.W.布洛哈斯特辅助弗洛文斯的工作。S.W.布洛哈斯特在20世纪20年代萧条时期，还只是一名普通工人，但现在凭借在自动电话开关方面的经验，已经获得了高级职称。他们的工作，是研发一种全新的机器，用来自动检查炸弹机的停机位置，这将比手工检查快得多，从而大量消除意外停机带来的问题（转盘增加后，意外停机的问题也更严重了）。
这些研究开始于1942年春天，但结果却令人失望。维恩威廉姆斯的快速转盘似乎总是即将成功，但是一直到年底也没成功。停机检测设备在1942年夏天就设计并制造了，但结果却很不实用。同时，弗洛文斯和他的同事向克伊恩提出了一些关于炸弹机的改进意见，引入一些电子组件，但都被拒绝了。
因此在1942年夏天，局面很不愉快。年轻的工程师们非常沮丧。他们的电子技术无法发挥作用，焦头烂额的艾伦没有看到任何成果。他们的方向是正确的，但是现在，大西洋仍然还是像2月一样无法看穿。
同时，8号营房又增加了更多的人员，但总人数一直没有超过7人。1941年年末，休·亚历山大带来了哈利·哥洛博，他是一名象棋专家，从阿根廷回来，并且当了两年步兵。1942年1月，彼得·希尔顿加入了，他刚在牛津学了一学期数学，还只有18岁。他这样描述他的师父：
……这个男人来找我谈话，他说：“我叫艾伦·图灵，你喜欢下棋吗？我正在研究这方面的问题。”我说：“这方面我是专家。”然后他说：“哇，那真是太好了，我正好有一个问题无法解决。”
过了一整天之后，彼得·希尔顿才知道这里到底是干什么的。艾伦仍然被称呼为教授，但是他很温和。休·亚历山大成为事实上的领导。艾伦脚下的小毛毯被巧妙地抽走了。他开发出了破解海军谜机的方法，但他需要培养一个聪明人，以保障工作的可持续性。他不注意细节，也不注重处理人际关系。休·亚历山大能够使人感到安定，而且能独立写出一篇规范而清晰的备忘录，而图灵却完全不擅长这些。可以想见，艾伦意识到自己被架空了，但他不得不承认亚历山大更适合做领导。杰克·古德说：
……有一个例子，可以体现休·亚历山大的管理能力。自从工作时间延长到24小时，我们实行了三个时段的轮班制度。有一个女孩总是说压力大，精神焦虑。于是休提出，将轮班制度改为五个时段，增加了两个时段的人手。几个星期之后，他又说五个时段不好，又改回三个时段。于是就裁掉了两个时段的人手，你应该能猜到谁被裁掉了。
他们给艾伦解释这件事情时，他放声大笑，但他自己从未想过要用这样的手段处理事情。他在轮班和裁撤之类的问题上，对女孩们一直很仁慈。但是现在，确实需要更加专业的管理。
密码分析员们截获了一些与谜机密码完全不同的通信。这不是摩尔斯码，而是电传打字机的信号。电传打字机在20世纪30年代迅速发展，使用了博多默里码，关键在于这套系统的操作是完全自动化的。博多默里码通过五孔纸带，表示出32种不同的组合，从而可以表示每个字母。电传打字机可以自动地将纸带上的孔转换成电脉冲，而接收端也能将脉冲自动地翻译成原来的文字信息。德国将这个系统引入了密码通信中，使整个加密，传送，接收，解密的过程，全部实现自动化，不需要人工干预。这套系统使用起来更加方便，而且效率比谜机更高。
从逻辑上看，在纸带上，打孔表示1，没孔表示0，通讯就是基于5位的二进制数进行的。自从博多默里码进入密码领域以来，经常作为一种叠加型密码的基础。这种密码，因美国发明家G.S.维尔南而得名。实际上，维尔南密码就是基于最简单的叠加密码，因为二进制数的模加，无非就是下面表格中的规则：
也就是说，一条明文纸带，可以与一条密钥纸带进行叠加，规则就是，如果密钥纸带上面某个位置有孔，就会改变明文纸带相应位置的孔（把有孔改成没孔，或者反之），如果密钥纸上没有孔，就保持明文的相应位置不变。比如[51]：
如果密钥是随机生成的，并且遵守一次性原则，那么这套系统将会很安全，在这方面二进制与十进制没有什么区别。因为如果所有的密钥都有同样的概率，那就无法增加其中某一个的证据权重。但德国的密码系统并不是这样的，他们的密钥是由机器生成的。目前正在使用的，有若干种不同的电传打字机，但它们都有一个共同的特征，密钥是由10个左右的转盘自动生成的。
正如谜机一样，总会有缴获到机器设备的可能性，而且德国密码人员也会制造这种可能。但是破解这套系统的关键，并不在于此。1941年，布莱切利有人猜测说，有一条信息通过某种特定的方式发送了两遍。缺少完善的机器操作规范，就会导致这种低级的失误。那条信息发送了两次，用的是相同的密钥，但在第二次发送时，将密钥错开了一位。猜测到这一步之后，破译它的明文就是信手拈来。
要想做到安全，密钥序列应该随机生成，不能有任何能被识别的规律。但事实却不是这样。剑桥的一位化学家W.T.托蒂，观察到一个非常重要的现象，其重要性不亚于波兰人1932年在谜机上的突破。他没有缴获实体的机器，而是构造了一个逻辑模型，这是第一步，是首要条件。但这次与谜机不同的是，这套系统并不是商业版的升级。另外一个区别是，这些通信虽然零碎，但却包含着更高级别的命令和报告。它们使布莱切利与柏林的距离更近了。
一套好的密码技术，应该做到即使实体机器被缴获，也无法进行更深一步的分析。而且加密机制的循环周期不应该仅是17576，而应该是真正的非常大的数。但即使做到这些，也不能说就是完全无法破解，而且到了1942年，布莱切利已经掌握了很多方法和经验。这一类机器加密通信系统[52]后来被称为鱼机。1942年，艾伦对鱼机进行了几个月的研究，并在托蒂的基础上，提出了一套非常重要的全局方法，后来直接称为图灵法。
布莱切利又有新的项目了，这类新的通信，使他们再次从头开始。但与海军谜机不同，这场游戏的主角并不是艾伦。首先，最初的工作不是由他完成的，其次，机械化分析的工作也是由另一个人完成的。这个人就是纽曼，他于1942年夏天加入了布莱切利。
纽曼是由他的朋友，剑桥物理学家P.M.S.布莱克特引荐来的。P.M.S.布莱克特从1937年起，在曼彻斯特教授物理，目前正把研究数理统计应用于护航组织中（海军终于允许科学家介入他们的行动了）。
纽曼被分配到鱼机的研究工作中，他认为自己并不擅长研究手工方法，因此他设想了一套自动化的机械方法。他的理论依据，就是基于艾伦在1940～1941年提出的统计方法。这些想法对于纽曼的计划非常重要，但要想实现它们，需要部署新的机器，以执行更快速的统计工作。纽曼说服特拉维斯，批准了这个新计划，而且邮政实验室也在1942年秋天加入了这项工作。他们认识到，电子技术将在这个项目中发挥作用。1942年的其他时候，这个项目在工程方面遇到了很多困难，但困难并不在于电子技术，而是在于如何高速读取纸带的机械问题。
艾伦非常了解这个项目，但他对此做出的贡献基本上就只有图灵法。1942年秋天，图灵法被另外一个部门负责实施，他们使用手工方法来检查鱼机通信，就像几年前刚开始破解谜机的时候一样艰难。8号营房的彼得·希尔顿，被调到那里进行这项工作，另外还有一个更年轻的小伙子，名叫唐纳德·米奇。他获得了牛津大学的奖学金，而且接受过基本的密码分析训练。他的才能得到赏识，并被派到了布莱切利的深处。他和彼得·希尔顿一起负责研究图灵法，并把他们的想法报告给艾伦。
虽然战局仍然令人沮丧，前途很不明朗，但是1942年对于这里的年轻人来说，是精彩而自由的一年，因为他们在这里看到了许多和平时期看不到的机会和想法。在一系列灾难之后，图卜鲁格沦陷了，而就在这时，艾伦迎来了30岁生日。这些新来的年轻人都很喜欢艾伦，他们很难想象，这么一个孩子气的人，竟然已经30岁了。他们同样也很难想象，这样一位能力过硬经验丰富的人，竟然只有30岁。
彼得·希尔顿是个很活泼的爱讲故事的人，他最爱讲的图灵故事，是关于英国本土民兵队。英国当局强烈要求，布莱切利的工作人员，在业余时间应该参加一些“更勇猛的工作”。虽然对部门领导不做要求，但是艾伦对步枪很有兴趣，这让哈利·哥洛博倒很惊奇，他当了两年兵，没觉得步枪有什么意思。艾伦加入了本土民兵步兵部：
他必须要填一份表格，其中一个问题是：你是否愿意在加入民兵之后服从军规？图灵的回答太经典了，他填的是“随你便”。结果他被录取了，因为审查人员只看下面的签名，于是……他参加训练，并成为一流的枪手。成为一流枪手之后，他觉得当民兵没什么意思了，所以就不参加训练。
于是，民兵的长官经常传唤图灵，让他对反复的缺席给出解释。我记得非常清楚，是费灵汉上校。
这大概是他遇过的最棘手的事情。他去了之后，被问到为什么不参加训练，图灵解释说，因为他加入民兵的目的，就是成为优秀的枪手，现在这个目的已经实现了。
费灵汉：参不参加训练，不是你说了算，你既然加入民兵，就有义务服从军规！
艾伦：我不是军人。
费灵汉：你什么意思？你不是军人？！你已经承诺服从军规！
艾伦：你知道吗，我早就知道会搞成这样，所以我没有承诺服从军规，你看看我填的表就知道了。
他们拿出表格一看，立刻就知道，拿他没办法了，唯一能做的就是开除他。这对艾伦来说，当然是再好不过了。这是他相当经典的一件事。他必须要填这张表，于是他就要思考如何用最佳的策略来填。这就是他的个性。
还有一次，艾伦在乡间散步，因为他糟糕的外表，以及总是摆弄篱墙上的花，所以被两名警察误以为是间谍，将他扣押审讯。结果发现，他的身份牌没有签名，而他的理由是，身份牌禁止涂写。
彼得·希尔顿对艾伦的描述是：
……一个很好相处的人，虽然总觉得看不透他。他总是有一种强大的力量，解决各种问题，而且总是从最基本的原理入手。他不仅……做很多理论工作，而且还设计电路以及实体机器。
例如，他设计了一个奇特的机器，协助哈利·哥洛博分析德国鱼雷艇使用的谜机。此外，因为有些破解工作仍然是通过打孔卡片进行的，计数这些卡片上面的孔，是非常费力的一项工作，于是艾伦经常去帮忙。这些都是布莱切利的方方面面，而艾伦处在核心的位置：
他总是用各种方式，解决各种问题，从来不会瞧不起什么。如果某件事在具体实践中很难操作，他就会亲自去做。我们都很受他的鼓舞……和他一起工作非常快乐。他对那些不如他有天分的人也很有耐心。我记得每当我取得一点成绩，他都会给我很大的鼓励。我们都非常非常喜欢他。
实际上，艾伦并不是真的对谁都有耐心。彼得·希尔顿是鱼机工作组最聪明的人，而且他在某些方面和艾伦·图灵非常相似。他从研究中得到纯粹的快乐，用力地抓头发，并惊叫：我知道了！我知道了！
有一次，领导让他每天在固定的时间上班，并工作到五点。这让他非常懊恼。我们的习惯是，可能会中午过来，然后一直工作到深夜，一直到把问题解决了为止，然后去休息，可能一整天都不会再过来……他们拿到的成果，都是我们这样搞出来的，但是他们却拿着考勤表，让我们每天记录上班时间。
还有一次，他为办公室申请一桶啤酒，结果却被驳回了。这些都是鸡毛蒜皮的问题，但在这背后，却体现着他们与旧体制的冲突。1942年的一天，艾伦、戈登·威尔奇曼还有休·亚历山大，突然被传唤到外交部，每人得到了200英镑奖金。艾伦告诉琼说，外交部不给他们授勋，只用钱来代替。不过对于艾伦来说，他也许觉得钱更有用。
1942年9月，英国的情况稍微好转了。在图卜鲁格沦陷之后，没有再受到太严重的损失。隆美尔在埃及的东进7月时遭到奥钦列克的遏制，8月时又遭到了蒙哥马利的遏制，密码破译工作对后者起到了很大的帮助。沙漠战争与海战类似，非常依赖于信息。他们在1942年5月破解了非洲战场的各种谜机系统，8月时，8号营房又破解了地中海水面舰船使用的谜机系统。英国依靠破译出来的信息，能够找到更重要的目标去破坏，隆美尔在这样的攻击下，失去了四分之一的供给。这个胜利的消息传到8号营房，给他们的工作带来了极大的鼓舞。
在世界的另一边，日本也在中途岛海战中受到了严重的打击。美国海军证明了，信息可以拥有毁灭性的力量。然而，欧洲战区的局势仍不明朗。轴心国对苏联的进攻已经推进到斯大林格勒，第尔普突袭行动的惨败，也终结了对西部战线的幻想。比这两件事更让丘吉尔恐慌的是，以现在的情况看，一旦英美关系破裂，那么英国就什么都不是了。
虽然第一批美国部队在1942年初就已经到达英国，包括物资，坦克，特别是飞机，但这些仅够维持西欧战场。他们现在要面对的是大西洋的U型潜艇，其数量已经在10月增长到196艘了，这是1940年的3倍，相应地，造成的损失也变成了3倍。U型潜艇使英国在一年内损失了超过一半的商船。尽管美国正在以全速制造新的舰船，但是基本上每艘出航三次左右就会被击沉，而且美国现在还要顾及自己在太平洋的需求。同盟国的船只储量实际上在减少，而德国的潜艇却在增加，到1942年底增加到212艘，另外还有181艘在试航。
西部战线的危机迅速蔓延，虽然这比1940年9月的空战更难熬，但同样存在着孤注一掷的解决方案。10年前，艾伦曾经设想：“我们有意识，意识能够决定大脑中一部分原子的行动……身体的其他部分，则是增强这种行动。”现在，他就是英国大脑的一个细胞，他有一个巨大的身躯，可以把他的想法，落实到实际的行动中。英国的大脑，就是这些由继电器组成的电子大脑，这也许是人类历史上最复杂的逻辑系统。与此同时，两年的短暂休息，已经使身体的其他部分做好了更充分的准备来运用智力。在中东，它通过微弱的摩尔斯信号，使隆美尔的军队慢慢软弱。但是大西洋战场不一样，艾森豪威尔和马歇尔在这里遇到的挫折，比隆美尔还要严重，除非英国的大脑能够再次苏醒。
但是，那两年也有一些巨大的进步。盘位增加了10倍，迫使波兰向西方求助。如今再次增加的26倍，把美国也带入了这场接力赛。美国海军的密码分析员，非常敏锐地知道他们需要什么，他们的部门从1935年，就开始使用非常现代化的设备。当1942年2月破译中断时，他们不满足于站着等着英国追上来，他们自己可以做。这与英国的观点完全不同，英国认为美国应该集中注意日本通信，不要重复布莱切利的工作。但是美国海军坚持这么做。6月时，它和政密学校的关系变得紧张了，因为他们获许得到的炸弹机被拖延了，于是：
9月，海军部门宣布，它们已经自主研发了一套更先进的机器，年底之前将会制造360台，并立即用于潜艇谜机的破解。
这让布莱切利的人们感到震惊。整个政密学校直到1942年夏天，还只有30台炸弹机。而美国人能够制造这么多台机器，并且让它们同时工作，接手大西洋的情报。
10月，政密学校第二支代表团抵达华盛顿，协商另外一种方案。政密学校同意满足美国在潜艇谜机方面的需要，提供拦截和破译技术给美国海军。作为回报，美国海军应……负责制造100台炸弹机，由政密学校来协调两国所有机器的工作，并同意对破译结果进行完整而立即的交换。
既熟悉炸弹机的一切，又能从日常工作中抽身的，只有一个人，那就是索丁教授。协议中的“协调工作”，就落在了他的肩上。一边是美国的恐吓，一边是英国的傲慢，夹在中间的滋味很不好受，但现在必须要有人来做这件事。10月19日，他获得了赴美的签证。他对艾伦说：“我到了美国的第一件事，就是买一块好时巧克力。”
显然，巧克力不是他此行的唯一目的。既然要合作行动，同盟国之间就需要更新的技术来进行通信。电报是不够的，他们需要合适的方式来进行语音通信。因为大西洋海底没有电话线，所有的语音都要依靠短波无线电。但是英国1942年6月的外交部记录写道：
能够不被敌方监听的语音设施，目前还没有发明出来。
除非愿意被柏林听到，否则什么都不能讲。1942年6月，为了避免挪威流亡政府擅自通信，甚至连奥拉夫王子都不准与他五岁的女儿通话。
语音加密的困难在于，与文字相比，语音信号携带了过多的不必要的信息，这就使它更容易被破译。电子通信研究所在这方面做出了许多努力，但美国的发展则大幅度领先，艾伦现在的工作，就是去研究他们的技术。这标志了密码分析领域的巨大改变。
语音加密在另一个意义上说，也是英国领导人的一个问题。故事是这样的：在1940年，一些聪明的小伙子，在一个乡村的庄园里，愉快地准备破解德国的情报。在1941年，事情发生了变化，丘吉尔通过这个渠道来获得重要的情报，而只有极少人知道，所以它成了一个处在国家正常体制之外的秘密小圈子。到了1942年，问题再次变化了，布莱切利庄园不再处于体制之外，反而在其中占了主导地位，几乎成了命根子。这里破解了60多个重要的通信系统，每个月破译50000条信息，平均每分钟就有一条。红机与黄机早就被抛在身后了，他们已经用尽了彩虹的颜色，开始使用蔬菜和动物的名称了：党卫军的系统叫雪梨，隆美尔向柏林报告使用的系统叫燕雀，国防军在苏联战线使用的系统叫秃鹫。只有个别系统，让布莱切利无能为力，比如U艇使用的鲨鱼系统，除了1942年2月和3月的那三天之外，它仍然是无法破译的。除此之外，德国的秘密通信系统，对于这里来说，就是一本敞开着摆在餐桌上的书。
这意味着，有一团神秘与朦胧之云，要覆盖这一场战争。所有的文件材料都要进行做伪，表现得就像看手势猜词语游戏。如马格瑞奇所说：
特工、反间、隐形墨水、伪装、虚张声势、检查纸篓里的东西，这很大一部分都是幌子，用来掩饰另外一个信息源。这就好比，一个人可能用很老旧的方式，卖一些没什么价值的书，这是为了掩饰他偷偷卖得很好的色情书。
英国必须要这样做，来掩饰他真正的武器，没有这些幌子，所有的数学技术都无法发挥作用。当A.V.亚历山大就任海军第一大臣时，他甚至无权知道海军的情报，更不要说分析方法了。布莱切利一直能够保持成功，正是依赖于德国政府相信自己的系统是安全的，而不是去研究它们是否真的安全。
艾伦的生活还在继续，他偶尔去看望大卫·晨佩侬，他正在飞机生产部门工作，当然他们从不谈起各自的工作。他仍然关心鲍勃的未来，希望他能获得剑桥的奖学金，但是鲍勃让他失望了。艾伦无法资助他，于是在1942年秋天，鲍勃离开了剑桥，去曼彻斯顿大学学习化学，通过当烧火工赚钱，来维持自己的开销。
鲍勃有着尖锐的眼神，并且猜测艾伦、晨佩侬和克莱顿正在做情报工作。他只知道艾伦在一个叫布莱切利的地方工作。当约翰·图灵在埃及工作时，他的上司的弟弟也在布莱切利工作，他们猜测这与密码有关。图灵夫人也猜到了，她想起了图灵1936年关于通用密码的信，而且还知道他在为外交部工作。她很高兴他能承担起国家的责任。她的长信，有时还没拆封，就会出现在8号营房的纸篓里。她在1941年秋天见到了艾伦。艾伦试着暗示她，自己在做一项很重要的工作，他说有一百来个女孩在为他工作。但无论是谁，都无法从这里面猜出什么重要的想法来。谁能猜到呢？图灵所做的一切，在人类的历史上从未有过。
什么是正常，什么是不正常，什么是真实，什么是假象。这位纯数学家，在这些令人惊奇的问题上迷失了，而他脑中的想法，现在却是整个欧洲的救命稻草。
已经破解的谜机和正在破解的鱼机，将最先进的思想和现代科学的力量发挥到了极致。但同时，他们也要依赖运气和意外。10月30号，另一个幸运降临了，他们在塞得港缴获了U 559，这使布莱切利在空白的大西洋上，描上了关键的一笔。因为这个偶然的事件，这个年轻的组织更加完美了，它将一个神奇的元素植入了英国，它现在站在了这场战争的控制中心。丘吉尔现在完全依赖于一个连名字都不能提的部门，没有人知道这个部门在做什么。布莱切利庄园，从最早的发现开始，用一场巨大的信息爆炸，以隐秘的方式，层层震荡军事和政治组织。这是一个链式反应，至于后来会怎样，谁也来不及设想。
蒙哥马利将军常常不屑于这些过于现代化的东西，因此还受过丘吉尔的谴责。但是这些东西却真切地帮助了他，他的军队在与德国对非军团的较量中获得了胜利。这是英国决定性的胜利。在1942年11月6号，英国重新占领了埃及，德国对中东的控制被击溃了。接着在11月8号，同盟国在摩洛哥和阿尔及利亚登陆，这是一场惊喜，是英美情报合作的第一次胜利。但现在让英国惊慌失措的是，美国人正在和维琪法国政府联络。英国有苦难言，因为正是自己拱手把火炬交了出去。
11月7日，艾伦·图灵登上了伊丽莎白女王号邮轮。这重新装修过的怪物，曲折地向美国进发，护航的军舰跟在后面。就在此时此刻，丘吉尔首相说，这只是序曲的结束，但对于那些下金蛋的鹅来说，这却已是尾声的开始。