Nemačka mašina za šifrovanje zvala se "Zagonetka" ne za crvenu reč. Priča o njenom hvatanju i dekodiranju radio presretanja je legendarna, a kinematografija tome mnogo doprinosi. Mitovi i istina o njemačkom koderu - u našem materijalu.

Kao što je poznato, presretanje poruka od strane protivnika može se suprotstaviti samo njihovom pouzdanom zaštitom ili šifriranjem. Istorija šifriranja seže stoljećima - jedna od najpoznatijih šifra zove se Cezarova šifra. Zatim su učinjeni pokušaji da se mehanizira proces šifriranja i dešifriranja: Albertijev disk, koji je 60-ih godina 15. stoljeća stvorio Leon Battista Alberti, autor Traktata o šiframa, jedne od prvih knjiga o umjetnosti šifriranja i dešifriranja. , došao je do nas.

Mašina Enigma koju je Nemačka koristila tokom Drugog svetskog rata nije bila jedinstvena. Ali razlikovao se od sličnih uređaja koje su usvojile druge zemlje relativnom jednostavnošću i masovnom upotrebom: mogao se koristiti gotovo svugdje - i na terenu i na podmornici. Istorija Enigme datira iz 1917. godine - tada je Holanđanin Hugo Koch dobio patent za nju. Njen rad se sastojao u zamjeni nekih slova drugim zbog rotirajućih valjaka.

Povijest dekodiranja mašine Enigma znamo uglavnom iz holivudskih blokbastera o podmornicama. Međutim, ovi filmovi, prema istoričarima, nemaju mnogo zajedničkog sa stvarnošću.

Na primjer, film U-571 iz 2000. govori o tajnoj misiji američkih mornara da zarobe mašinu za šifriranje Enigma na njemačkoj podmornici U-571. Radnja se odvija 1942. u sjevernom Atlantiku. Uprkos činjenici da je film spektakularan, priča ispričana u njemu nimalo ne odgovara istorijskim činjenicama. Podmornica U-571 je zaista bila u službi Nacistička Njemačka, ali je potopljena 1944. godine, a Amerikanci su uspjeli zarobiti pisaću mašinu Enigma tek na samom kraju rata, a to nije imalo ozbiljnu ulogu u približavanju Pobjedi. Inače, na kraju filma kreatori iznose istorijski istinite činjenice o hvatanju enkodera, ali su se pojavile na insistiranje konsultanta filma, rođenog Engleza. S druge strane, režiser filma Jonathan Mostov izjavio je da je njegova traka "umjetničko djelo".

Evropski filmovi, s druge strane, pokušavaju da održe istorijsku tačnost, ali u njima ima i udela fikcije. Film Enigma Michaela Apteda iz 2001. govori priču o Tomu Jerichu, matematičaru koji mora riješiti ažurirani kod njemačke mašine za šifriranje za samo četiri dana. Naravno, u stvarnom životu je trebalo mnogo duže da se dešifruju šifre. U početku se time bavila kriptološka služba Poljske. A grupa matematičara - Marian Rejewski, Heinrich Zygalski i Jerzy Rozicki - proučavajući zastarjele njemačke šifre, otkrila je da se takozvani dnevni kod, koji se mijenjao svaki dan, sastoji od postavki priključne ploče, redoslijeda ugradnje rotora, položaja prstenova i početne postavke rotora. To se dogodilo 1939. godine, čak i prije zauzimanja Poljske od strane nacističke Njemačke. Takođe, poljski "Cipher Bureau", kreiran specijalno za "borbu" sa Enigmom, imao je na raspolaganju nekoliko primeraka radne mašine, kao i elektromehaničku mašinu Bomba, koja se sastojala od šest uparenih nemačkih uređaja, koji su pomogli u radu sa kodovi. Upravo je ona kasnije postala prototip za Bombe - izum Alana Turinga.

Poljska strana je uspela da prenese svoj razvoj na britanske specijalne službe, koje su organizovale dalji rad na razotkrivanju "misterije". Inače, Britanci su se prvi put zainteresirali za Enigmu još sredinom 20-ih, međutim, vrlo brzo su odustali od ideje dešifriranja koda, očito smatrajući da je to nemoguće učiniti. Međutim, s izbijanjem Drugog svjetskog rata situacija se promijenila: uglavnom zahvaljujući misterioznoj mašini, Njemačka je kontrolirala polovicu Atlantika, davila europske konvoje s hranom i municijom. U takvim uslovima, Velikoj Britaniji i drugim zemljama antihitlerovske koalicije definitivno je bilo potrebno da proniknu u zagonetku Enigme.

Sir Alistair Dennison, šef Javne škole za šifre i šifre, koja se nalazila u ogromnom zamku Bletchley Park 50 milja od Londona, osmislio je i izveo tajnu operaciju Ultra, okrenuvši se talentovanim diplomcima Kembridža i Oksforda, među kojima je bilo poznati kriptograf i matematičar Alan Turing. Turingov rad na razbijanju kodova mašine Enigma posvećen je filmu The Imitation Game iz 2014. godine, objavljenom 2014. godine. Davne 1936. godine Turing je razvio apstraktnu računarsku "Tjuringovu mašinu", koja se može smatrati modelom računara - uređaja sposobnog da reši bilo koji problem predstavljen u obliku programa - niza akcija. U školi kodova i šifri, vodio je grupu Hut 8 odgovornu za kriptoanalizu poruka njemačke mornarice i razvio niz metoda za razbijanje njemačke šifre. Pored Turingove grupe, u Bletchley Parku je radilo 12.000 zaposlenih. Zahvaljujući njihovom teškom radu, Enigma kodovi su podlegli dešifriranju, ali nije bilo moguće razbiti sve šifre. Na primjer, Triton šifra je uspješno radila oko godinu dana, a čak i kada su je momci iz Bletchleya razbili, nije donijela željeni rezultat, jer je prošlo previše vremena od trenutka presretanja šifre do prenošenja informacija Britancima. mornari.

Stvar je u tome što su, po nalogu Winstona Churchilla, sve materijale za dešifriranje primili samo šefovi obavještajnih službi i Sir Stuart Menzies, koji je bio na čelu MI6. Takve mjere opreza su poduzete kako bi se spriječilo Nijemce da nagađaju o otkrivanju šifri. Istovremeno, ove mjere nisu uvijek radile, tada su Nijemci promijenili postavke Enigme, nakon čega je rad na dešifriranju počeo iznova.

Igra imitacije također se dotiče odnosa između britanskih i sovjetskih kriptografa. Zvanični London zaista nije bio siguran u kompetentnost stručnjaka iz Sovjetskog Saveza, međutim, po ličnom nalogu Winstona Churchilla, 24. jula 1941. materijali sa žigom Ultra prebačeni su u Moskvu. Istina, kako bi se isključila mogućnost otkrivanja ne samo izvora informacija, već i činjenice da bi Moskva saznala za postojanje Bletchley Parka, svi materijali su bili prerušeni u tajne podatke. Međutim, u SSSR-u su za rad na dešifriranju Enigme saznali još 1939. godine, a tri godine kasnije u Državnu školu kodova i šifri ušao je sovjetski špijun John Cairncross, koji je redovno slao sve potrebne informacije u Moskvu.

Mnogi se pitaju zašto SSSR nije dešifrovao radio presretanja njemačkog "Riddlea". Sovjetske trupe uhvatio dva takva uređaja već 1941. godine, a godine Bitka za Staljingrad Moskva je imala na raspolaganju još tri uređaja. Prema istoričarima, nedostatak moderne elektronske opreme u SSSR-u u to vrijeme je utjecao.

Inače, u SSSR-u je 5. maja 1921. sazvan poseban odjel Čeke, koji se bavio šifriranjem i dešifriranjem. Na račun zaposlenih u odjelu nije bilo mnogo, iz očiglednih razloga - odjel je radio za obavještajne i kontraobavještajne poslove - reklamirao je pobjede. Na primjer, otkrivanje već dvadesetih godina diplomatskih kodeksa brojnih zemalja. Napravljena je i šifra - čuveni "ruski kod", koji, kako kažu, niko nije uspeo da dešifruje.

Gotovo u svako doba godine englesko selo izgleda isto: zelene livade, krave, srednjovjekovne kuće i široko nebo - ponekad sivo, ponekad blistavo plavo. Upravo se prelazilo s prvog moda na rjeđi drugi, kada prigradski voz odjurio me do stanice Bletchley. Teško je zamisliti da su temelji informatike i kriptografije postavljeni usred ovih živopisnih brda. Međutim, predstojeća šetnja najzanimljivijim muzejom razbila je sve moguće nedoumice.

Ovako slikovito mjesto, naravno, Britanci nisu slučajno odabrali: neugledna kasarna sa zelenim krovovima, smještena u zabačenom selu, bila je upravo ono što je bilo potrebno da se sakrije strogo tajni vojni objekat, gdje se kontinuirano radi na razbijanju. šifre zemalja Osovine. Bletchley Park možda nije impresivan izvana, ali posao koji je ovdje obavljen pomogao je da se preokrene tok rata.

Cryptohuts

U ratno vrijeme u Bletchley Park se ulazilo kroz glavnu kapiju, dajući propusnice čuvarima, a sada oni kupuju kartu na ulazu. Zadržao sam se još malo da pogledam susjednu suvenirnicu i privremeni izlog obavještajne tehnologije iz Prvog svjetskog rata (također zanimljiva tema). Ali glavna stvar je bila pred nama.

Zapravo, Bletchley Park je dvadesetak dugačkih jednospratnih zgrada, koje se na engleskom nazivaju koliba, a na ruski se obično prevode kao "kuća". U sebi sam ih nazivao "kolibama", kombinujući jedno s drugim. Pored njih, tu je i ljetnikovac (tzv. Mansion), u kojem je radila komanda i primali uvažene goste, kao i nekoliko pomoćnih objekata: nekadašnja štala, garaža, stambene zgrade za osoblje.

Te iste kuće
Okućnica u svom sjaju
Unutrašnjost imanja izgleda bogatije od koliba

Svaka kuća ima svoj broj, a ovi brojevi imaju istorijsko značenje, sigurno ćete ih sresti u bilo kojoj priči o Bletchley Parku. U šestom su, na primjer, primljene presretnute poruke, u osmom su se bavili kriptoanalizom (tamo je radio Alan Turing), u jedanaestom su bili kompjuteri - "bombe". Četvrta kuća je kasnije dodeljena za rad na verziji Enigme koja se koristila u mornarici, sedma - za japansku varijaciju na temu Enigme i druge šifre, u petoj su analizirani prenosi presretnuti u Italiji, Španiji i Portugalu, kao i nemačka policijska enkripcija. Pa, i tako dalje.

Kuće možete posjetiti bilo kojim redoslijedom. Dekor u većini njih je vrlo sličan: stari namještaj, stare stvari, pohabane bilježnice, posteri i karte iz Drugog svjetskog rata. Sve to, naravno, nije ležalo ovdje osamdeset godina: kuće su prvo prelazile iz jedne državne organizacije u drugu, potom su bile napuštene, a tek 2014. restauratori su ih pedantno restaurirali, spasivši ih od rušenja i pretvorivši ih u muzej .

Ovome se, kao što je uobičajeno u Engleskoj, pristupilo ne samo pažljivo, već i sa fikcijom: u mnogim prostorijama se čuju glasovi glumaca i zvuci iz skrivenih zvučnika koji odaju utisak da je posao u punom jeku. Uđete i čujete zvuk pisaće mašine, nečije korake i radio u daljini, a onda "prisluškujete" nečiji živahni razgovor o nedavno presretnutoj šifri.

Ali pravi kuriozitet su projekcije. Recimo, ovaj čovjek, koji takoreći sjedi za stolom, me je pozdravio i ukratko govorio o lokalnom redu.

U mnogim prostorijama vlada sumrak - da se projekcije bolje vide

Najzanimljivije je, naravno, bilo pogledati radnu površinu Alana Turinga. Njegova kancelarija se nalazi u osmoj kući i izgleda veoma skromno.

Ovako je izgledao sto Alana Turinga

Pa, možete pogledati samu Turingovu kreaciju - mašinu za dešifrovanje Enigma - u kući broj 11 - na istom mestu gde je svojevremeno sastavljen prvi model "bombe".

Kriptološka bomba

Ovo može biti vijest za vas, ali Alan Turing nije bio prvi koji je dešifrirao Enigmu grubom silom. Njegovom radu prethode istraživanje poljskog kriptografa Marijana Rejevskog. Inače, on je mašinu za dešifrovanje nazvao "bombom".

Poljska "bomba" bila je mnogo jednostavnija. Obratite pažnju na rotore na vrhu

Zašto "bomba"? Postoji nekoliko različitih verzija. Na primjer, prema jednoj, navodno se tako zvala vrsta sladoleda koju su voljeli Reevsky i kolege, a koji se prodavao u kafiću nedaleko od biroa za šifriranje poljskog Generalštaba, a oni su posudili ovo ime. Mnogo jednostavnije objašnjenje je da se u poljskom reč "bomba" može koristiti za uzvik poput "eureka!". Pa, vrlo jednostavna opcija: auto je kucao kao bomba.

Neposredno pre nego što je Nemačka zauzela Poljsku, poljski inženjeri su Britancima predali sva dešavanja u vezi sa dekodiranjem nemačkih šifri, uključujući crteže "bombe", kao i radnu kopiju "Enigme" - ne Nemački, ali poljski klon, koji su uspeli da razviju pre invazije. Ostatak razvoja Poljaka je uništen tako da Hitlerova obavještajna služba nije ništa posumnjala.

Problem je bio što je poljska verzija "bombe" dizajnirana samo za mašinu Enigma I sa tri fiksna rotora. Još prije početka rata, Nijemci su naručili poboljšane verzije Enigme, gdje su rotori mijenjani svaki dan. To je poljsku verziju učinilo potpuno neupotrebljivom.

Ako ste gledali The Imitation Game, već ste prilično upoznati sa Bletchley Parkom. Međutim, redatelj nije mogao odoljeti i napravio je nekoliko digresija od stvarnog istorijskih događaja. Konkretno, Turing nije napravio prototip "bombe" svojom rukom i nikada je nije nazvao "Kristofer".

Popularni engleski glumac Cryptocode Podbirac kao Alan Turing

Na osnovu poljske mašine i teoretskog rada Alana Turinga, inženjeri Britanske kompanije za tablične mašine kreirali su "bombe" koje su dopremane Blečli parku i drugim tajnim objektima. Do kraja rata bilo je već 210 automobila, ali su završetkom neprijateljstava sve "bombe" uništene po naredbi Winstona Churchilla.

Zašto su britanske vlasti imale potrebu da unište tako lijep data centar? Činjenica je da "bomba" nije univerzalno računalo - dizajnirana je isključivo za dekodiranje poruka šifriranih Enigma. Kada to više nije bilo potrebno, mašine su postale nepotrebne i njihove komponente su se mogle prodavati.

Drugi razlog je možda bio predosjećaj da Sovjetski savez u budućnosti neće biti najbolji prijatelj UK. Što ako SSSR (ili bilo gdje drugdje) počne koristiti tehnologiju sličnu Enigmi? Tada je bolje nikome ne demonstrirati sposobnost da brzo i automatski otvori svoje šifre.

Samo dvije "bombe" su preživjele iz ratnih vremena - prebačene su u GCHQ, Centar za komunikacije vlade Velike Britanije (razmotrite savremeni analog Bletchley Parka). Kažu da su demontirani šezdesetih godina. Ali GCHQ je ljubazno pristao da muzeju u Bletchleyju dostavi stare crteže "bombi" - nažalost, ne u najboljem stanju i ne u potpunosti. Ipak, entuzijasti su ih uspjeli obnoviti, a zatim napraviti nekoliko rekonstrukcija. Sada se nalaze u muzeju.

Zanimljivo je da je tokom rata proizvodnja prve "bombe" trajala oko dvanaest mjeseci, ali su rekonstruktori iz Društva za zaštitu kompjutera BCS, počevši od 1994. godine, radili oko dvanaest godina. Što, naravno, i ne čudi, s obzirom na to da osim ušteđevine i garaža nisu imali na raspolaganju nikakva sredstva.

Kako je Enigma funkcionirala?

Dakle, "bombe" su korištene za dešifriranje poruka koje su dobivene na izlazu nakon enkripcije Enigma. Ali kako ona to tačno radi? Naravno, nećemo detaljno analizirati njegovo elektromehaničko kolo, ali opšti princip rad je zanimljivo znati. Meni je barem bilo zanimljivo slušati i zapisivati ​​ovu priču iz riječi jednog muzejskog radnika.

Dizajn "bombe" je u velikoj mjeri zaslužan za dizajn same "Enigme". Zapravo, možemo pretpostaviti da je „bomba“ nekoliko desetina „Enigmi“ sastavljenih na način da sortiraju moguće postavke mašine za šifrovanje.

Najjednostavnija "Enigma" je trorotorna. Bio je naširoko korišten u Wehrmachtu, a njegov dizajn je sugerirao da ga može koristiti običan vojnik, a ne matematičar ili inženjer. Radi vrlo jednostavno: ako operater pritisne, recimo, P, upalit će se svjetlo ispod jednog od slova na ploči, na primjer, ispod slova Q. Ostaje samo da se konvertuje u Morzeov kod i prenese.

Važna stvar: ako ponovo pritisnete P, vrlo su male šanse da ponovo dobijete Q. Jer svaki put kada pritisnete dugme, rotor se pomera za jednu poziciju i menja konfiguraciju električnog kola. Takva šifra se naziva polialfabetska.


Pogledajte tri rotora na vrhu. Ako, na primjer, unesete Q na tastaturi, onda će Q prvo biti zamijenjen sa Y, zatim sa S, sa N, zatim će se odraziti (ispašće K), ponovo tri puta promijenjen i izlaz će biti U. , Q će biti kodiran kao U. Ali šta ako upišete U? Get Q! Dakle, šifra je simetrična. Ovo je bilo vrlo zgodno za vojne primjene: ako su dva mjesta imala Enigme sa istim postavkama, poruke bi se mogle slobodno prenositi između njih.

Ova šema, međutim, ima veliki nedostatak: kada unesete slovo Q, zbog refleksije na kraju, ni pod kojim uslovima niste mogli dobiti Q. Nemački inženjeri su znali za ovu osobinu, ali joj nisu pridavali veliki značaj, ali Britanci su našli priliku da to iskoriste . Kako su Britanci znali za unutrašnjost Enigme? Činjenica je da se zasnivao na potpuno netajnom razvoju. Prvi patent za njega zaveden je 1919. godine i opisuje mašinu za banke i finansijske institucije koja je omogućavala razmenu šifrovanih poruka. Prodata je na otvorenom tržištu, a britanska obavještajna služba uspjela je nabaviti nekoliko primjeraka. Njihovim vlastitim primjerom, inače, napravljena je i britanska mašina za šifriranje Typex, u kojoj je ispravljen gore opisani nedostatak.

Prvi Typex model. Čak pet rotora!

Standardna Enigma je imala tri rotora, ali ste mogli birati između pet opcija i svaki od njih instalirati u bilo koji slot. Upravo to se ogleda u drugoj koloni - brojevi rotora po redosledu kojim bi trebalo da budu stavljeni u automobil. Tako je već u ovoj fazi bilo moguće dobiti šezdeset opcija za podešavanja. Pored svakog rotora nalazi se prsten sa slovima abecede (u nekim verzijama mašine - odgovarajući brojevi). Postavke za ove prstenove nalaze se u trećoj koloni. Najširi stupac je već izum njemačkih kriptografa, kojeg nije bilo u originalnoj Enigmi. Evo postavki koje se postavljaju pomoću panela dodataka uparivanjem slova. Ovo zbunjuje cijelu šemu i pretvara je u tešku zagonetku. Ako pogledate donju liniju naše tabele (prvi dan u mjesecu), tada će postavke biti sljedeće: rotori III, I i IV su postavljeni u mašinu s lijeva na desno, prstenovi pored njih su postavljeni na 18, 24 i 15, a zatim se na panelu spajaju utikačima slova N i P, J i V i tako dalje. Kada se svi ovi faktori uzmu u obzir, postoji oko 107.458.687.327.300.000.000.000 mogućih kombinacija – prošlo je više od sekunde od Velikog praska. Nije iznenađujuće što su Nijemci ovaj automobil smatrali izuzetno pouzdanim.

Postojale su mnoge varijante Enigme, a posebno se na podmornicama koristila verzija sa četiri rotora.

Enigma hack

Razbijanje šifre, kao i obično, omogućilo je nepouzdanost ljudi, njihove greške i predvidljivost.

Enigma priručnik kaže da odaberete tri od pet rotora. Svaki od tri horizontalna odsječka "bombe" može testirati jednu moguću poziciju, odnosno jedan automobil može istrčati tri od šezdeset mogućih kombinacija istovremeno. Da biste sve provjerili, potrebno vam je ili dvadeset "bombi" ili dvadeset uzastopnih provjera.

Međutim, Nijemci su engleskim kriptografima priredili ugodno iznenađenje. Uveli su pravilo da se isti položaj rotora ne ponavlja u roku od mjesec dana, a ni dva dana zaredom. Zvuči kao da je trebalo da poveća pouzdanost, ali u stvarnosti je imao suprotan efekat. Ispostavilo se da je do kraja mjeseca broj kombinacija koje je trebalo provjeriti značajno smanjen.

Druga stvar koja je pomogla u dešifriranju bila je analiza saobraćaja. Britanci su slušali i snimali šifrovane poruke Hitlerove vojske od samog početka rata. Tada nije bilo govora o dekodiranju, ali ponekad je važna sama činjenica komunikacije, plus karakteristike poput frekvencije na kojoj je poruka prenošena, njena dužina, doba dana i tako dalje. Takođe, pomoću triangulacije bilo je moguće utvrditi odakle je poruka poslata.

Dobar primjer su emisije koje su stizale sjeverno more svaki dan sa istih lokacija, u isto vrijeme, na istoj frekvenciji. šta bi to moglo biti? Ispostavilo se da se radi o meteorološkim brodovima, koji su svakodnevno veličali vremenske podatke. Koje riječi mogu sadržavati takav prijenos? Naravno, "vremenska prognoza"! Takva nagađanja utiru put metodi koju danas nazivamo napadom otvorenog teksta, a u to vrijeme nazivali su "clues" (jaslice).

Pošto znamo da "Enigma" nikada ne proizvodi ista slova kao originalna poruka, moramo da uporedimo "hint" sukcesivno sa svakim podnizom iste dužine i vidimo da li ima podudaranja. Ako nije, onda je to niz kandidata. Na primjer, ako provjerimo naznaku "vrijeme u Biskajskom zaljevu" (Wettervorhersage Biskaya), onda ga prvo ispisujemo na šifriranom nizu.

Q F Z W R W I V T Y R E * S* X B F O G K U H Q B A I S E Z W E T T E R V O R H E R * S* A G E B I S K A Y A

Vidimo da je slovo S šifrovano samo u sebi. To znači da nagovještaj treba pomaknuti za jedan znak i ponovo provjeriti. U ovom slučaju, nekoliko slova će se podudarati odjednom - pomaknite se više. Odgovara R. Pomjerite se još dvaput dok ne pogodimo potencijalno važeći podniz.

Ako imamo posla sa supstitucijskom šifrom, onda bi ovo mogao biti kraj. Ali pošto je ovo polialfabetska šifra, potrebna su nam podešavanja i početni položaj Enigma rotora. Upravo su oni pokupljeni uz pomoć "bombi". Da biste to učinili, par slova prvo mora biti numeriran.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 R W I V T Y R E S X B F O G K U H Q B A I S E W E T T E R V O R H E R S A G E B I S K A Y A

A onda, na osnovu ove tabele, sastavite takozvani "meni" - dijagram koji pokazuje koje je slovo originalne poruke (tj. "nagoveštava") u koje je slovo navodno šifrovano i na kojoj poziciji. Prema ovoj šemi, "bomba" je konfigurirana.


Svaki od kolutova može zauzeti jednu od 26 pozicija - po jednu za svako slovo abecede koja se procjenjuje. Iza svakog od bubnjeva nalazi se 26 kontakata, koji su povezani debelim kablovima na način da mašina traži postavke plug-in panela koje daju uzastopna poklapanja slova šifrovanog niza sa nagovještajem.

Budući da struktura "bombe" ne uzima u obzir sklopni uređaj unutar "Enigme", ona daje nekoliko opcija u toku rada, koje operater mora provjeriti. Neki od njih neće raditi jednostavno zato što se u Enigmi samo jedan utikač može spojiti na jednu utičnicu. Ako postavke nisu prikladne, operater ponovo pokreće stroj kako bi dobio sljedeću opciju. Za petnaestak minuta "bomba" će proći kroz sve opcije za odabranu poziciju kolutova. Ako se točno pogodi, ostaje da odaberete postavke prstenova - već bez automatizacije (nećemo ulaziti u detalje). Zatim, na engleskim Typex mašinama modifikovanim za kompatibilnost sa Enigmom, enkripcije su prevedene u čist tekst.

Tako, operišući sa cijelom flotom "bombi", Britanci su do kraja rata svaki dan prije doručka dobijali stvarna podešavanja. Ukupno su Nijemci imali pedesetak kanala, od kojih su mnogi emitovali mnogo zanimljivije stvari od vremenske prognoze.

Dozvoljeno dodirivanje

U muzeju Bletchley Park ne samo da možete razgledati, već i dodirnuti dekodiranje vlastitim rukama. Uključujući - uz pomoć stolova sa ekranom osetljivim na dodir. Svaki od njih daje svoj zadatak. U ovome se, na primjer, predlaže kombiniranje listova Banburyja (Banburismus). Ovo je rana metoda dešifrovanja Enigme, koja je korištena prije stvaranja "bombi". Jao, danju je bilo nemoguće nešto dešifrirati na ovaj način, a u ponoć su se svi uspjesi pretvorili u bundevu zbog još jedne promjene postavki.

Lažni "data centar" u kolibi 11

Šta se nalazi u kući broj 11, gde je nekada bila "server soba", ako su sve "bombe" uništene u prošlom veku? Da budem iskren, još uvijek sam se u dubini duše nadao da ću doći ovdje i pronaći sve u istom obliku kao što je nekada bilo. Avaj, ne, ali sala i dalje nije prazna.

Evo takvih željeznih konstrukcija sa pločama od šperploče. Neki prikazuju fotografije "bombi" u prirodnoj veličini, drugi navode citate iz priča onih koji su ovdje radili. To su uglavnom bile žene, uključujući i iz WAF-a - ženski servis British Air Force. Citat na slici nam govori da prebacivanje petlji i čuvanje "bombi" nije bio nimalo lak zadatak, već naporan svakodnevni posao. Inače, između lutki je skrivena još jedna serija projekcija. Djevojka kaže svojoj prijateljici da nije imala pojma gdje će služiti i potpuno je zapanjena onim što se dešava u Bletchleyju. E, i mene je oduševila neobična izložba!

Proveo sam ukupno pet sati u Bletchley Parku. Ovo je bilo jedva dovoljno da se dobro pogleda centralni dio i sve ostalo. Bilo je toliko zanimljivo da nisam ni primijetio kako je vrijeme prošlo dok me noge nisu počele boljeti i tražiti da se vratim - ako ne u hotel, onda barem u voz.

A osim kuća, slabo osvijetljenih kancelarija, restauriranih "bombi" i dugih štandova sa pratećim tekstovima, imalo se šta vidjeti. Već sam pomenuo salu posvećenu špijunaži tokom Prvog svetskog rata, postojala je i sala o dešifrovanju Lorenca i stvaranju kompjutera Colossus. Inače, u muzeju sam našao i sam Kolos, odnosno dio koji su rekonstruktori uspjeli sagraditi.

Najizdržljivije već izvan teritorije Bletchley Parka čeka mali muzej kompjuterske istorije, gde se možete upoznati kako Computer Engineering razvijen nakon Turinga. Gledao sam i tamo, ali sam već hodao brzim tempom. Već sam vidio dovoljno BBC Micro-a i Spectruma na drugim mjestima - to možete učiniti, na primjer, na festivalu Chaos Constructions u Sankt Peterburgu. Ali nigdje nećete naći živu "bombu".

Istorija električne rotacione mašine za šifrovanje "Enigma" počinje 1917. godine patentom koji je primio Holanđanin Hugo Koh. Sledeće godine, patent je kupio Arthur Scherbius, koji je započeo komercijalne aktivnosti prodajom kopija mašine kako privatnim licima tako i nemačkoj vojsci i mornarici. Prodaja je bila slaba do sredine 1920-ih, dijelom zbog visoke cijene.

U junu 1924. Britanska kriptografska služba (soba 40) se zainteresovala za uređaj. U tu svrhu kupljena je serija mašina od njemačke kompanije Chiffrier-maschinen AG koja je proizvodila Enigmu. Jedan od uslova posla bila je registracija patenta kod Britanskog zavoda za patente, zahvaljujući čemu je kriptografska služba dobila pristup opisu kriptografske šeme.

Poljska pozornica

Prva presretanja poruka šifrovanih Enigmom datiraju iz 1926. godine. Međutim, pročitajte ih dugo vrijeme nije mogao. U januaru 1929. kutija s komercijalnom verzijom Enigme slučajno je ušla u varšavsku carinu. Njemačka je tražila da vrati kutiju, nakon čega su se Poljaci zainteresovali za njen sadržaj. U ime poljskog Biroa za šifriranje, mašinu su proučavali stručnjaci AVA, uključujući njenog šefa, kriptoanalitičara Anthonyja Paltha, nakon čega je kutija poslata u njemačku ambasadu. Proučavanje mašine nije omogućilo dešifrovanje poruka, osim toga, nemačka vojska je koristila sopstvenu, poboljšanu verziju Enigme.

U 1928-29, u Poljskoj su organizovani prvi matematički kursevi kriptografije. Publika je bila dvadesetak studenata matematike sa znanjem njemački jezik. Trojica učenika - Marijan Rejevski, Henrik Zygalski i Jerži Rožicki - stupila su u službu Biroa za šifrovanje. Nakon toga, oni će dobiti prve rezultate o otvaranju Enigma koda.

Godine 1931., službenik biroa za šifriranje njemačkog Ministarstva odbrane Hans-Thilo Schmidt, koji je već postao agent Ashea, počeo je francuskoj obavještajnoj službi prenositi zastarjele kodove, koje je, prema službenim dužnostima, trebao uništiti, a također su prenesene upute za korištenje vojne verzije Enigme. Među razlozima koji su Hans-Thila naveli da to učini bile su materijalne nagrade i ogorčenost na rodnu zemlju, koja nije cijenila njegove uspjehe tokom Prvog svjetskog rata, i zavist na vojnoj karijeri njegovog brata Rudolfa Schmidta. Prva dva dokumenta bila su "Gebrauchsanweisung für die Chiffriermaschine Enigma" i "Schlüsselanleitung für die Chiffriermaschine Enigma". Francuski i britanski obavještajci, međutim, nisu pokazali interesovanje za primljene podatke - moglo se vjerovati da je nemoguće otvoriti šifru Enigme. Francuski obavještajni pukovnik Gustave Bertrand predao je materijale poljskom "Birou za šifriranje" i nastavio im prenositi dalje informacije od agenta do jeseni 1939. godine.

1. postavke patch panela; (njemački Steckerverbindungen)
2. redoslijed ugradnje rotora; (njemački Walzenlage)
3. pozicije prstena; (njemački: Ringstellung)
4. početne postavke rotora. (njemački Kenngruppen)

Međutim, operater nije trebao koristiti dnevni ključ za šifriranje poruka. Umjesto toga, operater je smislio novi ključ od tri slova(njemački Spruchschlüssel) i dvaputšifrirao ga pomoću ključa za dan. Nakon toga, podešavanja rotora su promenjena u skladu sa izmišljenim ključem, a poruka je šifrovana.

Marianovi napori bili su fokusirani na analizu ranjivosti protokola za razmjenu poruka, odnosno ponavljanja ključa poruke. Od dnevnih poruka odabrano je prvih šest slova i na osnovu njih sastavljena tabela korespondencije (primjeri preuzeti iz Singhove knjige):

Poruka 1		L	O	K	R	G	M	…
Poruka 2		M	V	T	X	Z	E	…
Poruka 3		J	K	T	M	P	E	…
Poruka 4		D	V	Y	P	Z	X	…

1. pismo

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

4. pismo

P

M

R

X

Ako je bilo dovoljno poruka, tabela je bila potpuno popunjena.

1. pismo

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

4. pismo

F

Q

H

P

L

W

O

G

B

M

V

R

X

U

Y

C

Z

I

T

N

J

E

A

S

D

K

Posebnost pune verzije tabele je da dok dnevni ključ ostaje nepromenjen, sadržaj tabele se takođe ne menja. I, sa velikim stepenom vjerovatnoće, obrnuto. Moglo bi se sastaviti katalog tabela ... ali njihov broj je 26!, što ovaj posao onemogućuje u doglednoj budućnosti. Reevsky je počeo pokušavati izolirati neke obrasce iz tablica ili pronaći neke strukturalne obrasce. I uspio je. Počeo je da razmatra lance slova sledećeg oblika:

1. pismo

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

A→F→W→A

↓

↓

↓

4. pismo

F

Q

H

P

L

W

O

G

B

M

V

R

X

U

Y

C

Z

I

T

N

J

E

A

S

D

K

U primjeru kompletne tabele, gore su 4 takva lanca:

1. A→F→W→A
2. B → Q → Z → K → V → E → L → R → I → B
3. C → H → G → O → Y → D → P → C
4. J → M → X → S → T → N → U → J

Marianovo sljedeće otkriće bilo je da iako su određena slova u potpunosti ovisila o dnevnoj postavci Enigme, broj lanaca i slova u njima je bio postavljen samo postavkama rotora. Budući da je broj rotora bio 3 (ali oni su mogli biti bilo kojim redoslijedom), a početna postavka se sastojala od tri slova latinice, broj opcija je bio jednak 3! ∗ 26 3 = 105456 (\displaystyle 3!*26^(3)=105456). To je bilo znatno manje od 26!, što je omogućilo da se pomoću izgrađenih (ili ukradenih) Enigma mašina sastavi katalog koji sadrži sve moguće lance. Ovaj rad je trajao skoro godinu dana, ali rezultat je bila mogućnost čitanja nemačke korespondencije.

Kako Singh ističe, upravo je sposobnost da se problem podijeli na dvije komponente (postavke rotora i postavke priključne ploče) omogućila Rejewskom da se nosi s ovim zadatkom, kao i pomoć matematičara iz Biroa za šifriranje i Schmidta:

Nakon što su vraćene dnevne postavke rotora, preostalo je da se otkriju postavke priključne ploče. Sa kriptografske tačke gledišta, to je bila jednostavna jednoalfabetska šifra, dodatno ograničena na samo 6 parova zamjena slova. Tekst često nije ni trebao biti podvrgnut frekventnoj kriptoanalizi, već samo da se pogledaju redovi poput “alliveinbelrin” (eng. stižu u Berlin sa zamjenom R ↔ L) i druge koje je bilo lako vratiti “na oko”.

1934. Njemačka je počela da rekonfigurira položaj rotora svakog mjeseca umjesto svakog kvartala. Kao odgovor na ovo, Marian Rejewski je dizajnirao uređaj nazvan "ciklometar" za brzo rekreiranje kataloga ciklusa.

Njemačka je 15. decembra 1938. dodala 4. i 5. rotor, a 1. januara 1939. povećala broj priključaka na priključnu ploču sa 6 na 10. Sve je to znatno otežalo Enigminu kriptoanalizu.

PC Bruno

Britanska pozornica

Dalji rad na hakiranju Enigme odvijao se u Stanici X, tajnom britanskom obavještajnom centru kasnije poznatom kao Bletchley Park.

Osoblje

Za vođu projekta imenovan je veteran vojne obavještajne službe Alistair Denniston. Rad na dešifriranju vodio je Dennistonov kolega u sobi 40, poznati lingvista i kriptoanalitičar Alfred Knox ("Dilly" Knox). Profesor matematike Gordon Welchman bio je odgovoran za cjelokupnu organizaciju rada. Denniston je počeo da regrutuje osoblje kriptoanalitičara na osnovu inteligencije: lingviste, matematičare, šahiste, šampione u rešavanju ukrštenih reči, egiptologe, pa čak i paleontologe. Konkretno, poznati šahovski majstor Stuart Milner-Barry bio je jedan od prvih koji je primljen. Među matematičarima je bio i mladi profesor logike sa Kembridža - Alan Tjuring.

Metoda

Presretanje neprijateljskih radio poruka vršilo je na desetine prijemnih stanica, koje su imale kodni naziv "Y-stanica". Bletchley Park je svakodnevno primao hiljade takvih poruka. Bletchley Park je imao na raspolaganju tačnu kopiju Enigme, pa se dešifriranje poruka svelo na odabir instalacije diskova i, za kasnije modele, plug-in prekidača. Složenost zadatka pogoršala je činjenica da su se postavke rotora mijenjale svakodnevno, pa su službe za dešifriranje radile 24 sata dnevno u tri smjene.

Dizajn Enigme, kada se pravilno koristi, pružao je gotovo potpunu tajnost. U praksi, međutim, njemački korisnici Enigme često su bili aljkavi, dajući tragove britanskim analitičarima (kao sleng za tragove). Studenti engleskog jezika su pozvani krevetiće). Metoda dešifriranja bila je zasnovana na korištenju i sistematizaciji takvih grešaka.

Nagoveštaji su bili svi često ponavljani tekstovi, kao što su pozdravi, brojevi (kodirani izgovorom: "jedan", "dva" itd.). Svi tragovi su upisani u kartoteku (Indeks) zajedno sa kontekstom: rukopis radio operatera, mjesto i vrijeme prijenosa itd.

U nedostatku potrebnog broja tragova, posebno uoči velikih operacija, preduzimane su posebne mjere za njihovo pronalaženje. Ova tehnika je dobila kodni naziv "vrtarstvo" (eng. gardening). Na primjer, prije polaska sljedećeg polarnog konvoja, izvršeno je demonstrativno miniranje određenog dijela mora. Ako je neprijatelj prijavio rezultate deminiranja, naznačujući unaprijed poznate koordinate, ovo je dalo željeni nagoveštaj.

Turing

Jedan od glavnih teoretičara Bletchley Parka bio je Alan Turing. Nakon proučavanja poljskih materijala, Turing je došao do zaključka da više neće biti moguće koristiti prethodni pristup s potpunim nabrajanjem poruka. Prvo, to bi zahtijevalo stvaranje više od 30 mašina poljskog tipa, što je višestruko više od godišnjeg budžeta "Stanice X", a drugo, moglo se očekivati ​​da bi Njemačka mogla ispraviti grešku u dizajnu na kojoj se temeljila poljska metoda . Stoga se razvio nativna metoda, zasnovan na iteraciji niza znakova izvornog teksta.

Ubrzo su Nijemci dodali uređaj za prebacivanje u dizajn Enigme, čime su značajno proširili broj opcija koda. Problem koji se pojavio kod Britanaca riješio je Gordon Welchman, predlažući dizajn "dijagonalne ploče". Kao rezultat ovog rada, u avgustu 1940. godine napravljena je kriptoanalitička mašina. bomba. Vremenom je u Bletchley Parku instalirano više od 200 mašina, što je omogućilo povećanje stope dešifriranja na dvije do tri hiljade poruka dnevno.

Iako je Bombe doživio neke promjene u detaljima, njegov opšti oblik ostao isti: ormar težak oko tonu, prednji panel dva puta tri metra i 36 grupa rotora na njemu, po tri u svakoj. Upotreba mašine zahtevala je posebne veštine i u velikoj meri zavisila od kvalifikacija polaznika - volonterki iz Ženske kraljevske pomorske službe (engleski). Nakon toga, kada je dio posla prebačen u SAD, zajedno sa tehnologijama, poslat je i dio zaposlenih.

"Uživo" informacije

Njemačka je s vremena na vrijeme napravila strukturne promjene na mašini ili na neki način pojačala kriptografsku zaštitu. U takvim slučajevima, kriptoanalitičari iz Bletchley Parka bili su nemoćni i hitno je bio potreban daljnji rad na pronalaženju opisa promjena ili barem novih kopija instrukcija i mašina Enigme.

Tajnost

"To je moja kokoš sa bodljama koja nosi zlatna jaja, ali nikad ne kuka."

Winston Churchill u Bletchley Parku

Britanska vlada učinila je sve da sakrije svoj uspjeh u dešifriranju njemačkih šifri i od neprijatelja i od rukovodstva SSSR-a. U tom cilju, sve akcije zasnovane na podacima iz Ultra programa trebale su biti praćene operacijama pokrivanja koje prikrivaju pravi izvor informacija. Tako je švicarska organizacija Lucy korištena za prijenos informacija sa Ultre u SSSR, koji je, prema legendi, imao izvor u vrhu njemačkog rukovodstva. Informacije dobijene od Lucy SSSR-u je prenio stanovnik sovjetske obavještajne službe u Švicarskoj, Šandor Rado.

Za maskiranje "Ultre" korišteni su fiktivni izviđački letovi, radio igrice itd.

Postojanje Ultra programa bilo je poznato strogo ograničenom krugu ljudi, čiji je broj bio desetak ljudi. Potrebne informacije na odredište je prenijela mreža obavještajnih jedinica upućenih u štabove komandanata vojske i mornarice. Istovremeno, izvor informacija nije otkriven, što je ponekad dovodilo do potcjenjivanja od strane britanske komande prilično pouzdanih informacija Ultra i velikih gubitaka (vidi potonuće nosača aviona Glories).

SSSR

Među informacijama koje je dobila Velika Britanija bile su i informacije o pripremama za invaziju na SSSR. Unatoč riziku otkrivanja izvora, informacije su proslijeđene sovjetskoj vladi. Međutim, Staljin nije vjerovao u mogućnost napada.

Evaluacije ishoda

Neki autori ističu da sa moderne tačke gledišta Enigma šifra nije bila baš pouzdana. Međutim, svojevremeno njegova apsolutna pouzdanost nije izazivala sumnje među njemačkim stručnjacima: do samog kraja rata njemačka komanda je tražila razloge za curenje povjerljivih informacija bilo gdje, ali ne u otkrivanju Enigme. Zato je uspjeh britanskih razbijača šifri postao posebno vrijedan doprinos pobjedi nad nacizmom.

Poslije rata

vidi takođe

Bilješke

1. Bilo je i grešaka: među pozvanima u projekat bio je biolog, poručnik Džefri Tundi, specijalista za kriptogameri
2. Max Newman, Tom Flowers i drugi stručnjaci su kasnije došli u Bletchley Park u vezi s radom na Tunny šifri.
3. Šifru Enigma koristile su ne samo vojska, avijacija i mornarica, već i vojne obavještajne službe(Abver) Željeznica i druge usluge. Svi su koristili vlastita podešavanja rotora.
4. Važan nedostatak dizajna bila je nemogućnost kodiranja slova istim slovom. Ova karakteristika Enigme se naširoko koristila u dešifrovanju
5. Turing je primijetio da se broj "jedan" (njemački Eins) pojavljuje u 90% poruka. Na osnovu toga je izgrađena posebna metoda dešifriranja - "eins-algoritam". Čak je i pozdrav korišten kao krevetić Heil Hitler i grube psovke, koje je posebno zabavljalo brojno žensko osoblje Bletchley Parka
6. Poljska mašina se zvala "bomba" (poljski Bomba kryptologiczna - Kriptološka bomba). Bomba na engleskom bomba. Njegovo ime, prema jednoj verziji, potiče od naziva sladolednog deserta. Bomb glacee("Jedna teorija je bila da je bomba dobila ime po sladoledu, bombe glacee, koji se jeo kada je mašina izumljena." // Enigma: Bitka za kod, Hugh Sebag-Montefiore, 2002, ISBN 978-0 -471-43721-5).
7. Bombe je proizvela British Tabulating Machines. (engleski); napravljen dizajn mašine glavni dizajner Kompanija Harold Keane Harold Keen).
8. Automobili i službenici su bili smješteni izvan područja Bletchley Parka u okolnim selima.
9. Verzija o napuštanju zaštite Coventryja kako bi se očuvala tajnost Ultre nije tačna i zasniva se isključivo na sjećanjima F. W. Winterbottoma, oficira RAF-a koji nije imao pristup takvim informacijama. Winterbottomovu verziju su više puta pobijali drugi memoaristi i istoričari.
10. SSSR je imao neka saznanja o Ultra programu od svog agenta Bletchley Park - Johna Cairncrossa, jednog od članova Kembridž petorke. Britanci nisu znali za Cairncrossovu ulogu sve do 1951.
11. F. Winterbotham piše da u budućnosti, iz razloga tajnosti, Britanci nisu dijelili informacije. Dakle, prema Winterbothamu, Kurska operacija Wehrmachta u SSSR-u naučena je iz drugih izvora. Treba, međutim, imati na umu da je Winterbothamova knjiga objavljena prije nego što je dešifriranje Lorenzove šifre (1975.) uklonjeno iz britanskih arhiva, a on sam, kao oficir ratnog zrakoplovstva, nije imao pristup tajnim informacije o Enigmi. Arhivska građa nedvosmisleno svjedoči o prenošenju detaljnog plana u Moskvu

Enigma

Vojna nemačka Enigma mašina za šifrovanje sa tri rotora (verzija sa etiketama).

Enigma je korišćena u komercijalne svrhe, kao iu vojnim i državnim službama u mnogim zemljama sveta, ali je najviše korišćena u nacističkoj Nemačkoj tokom Drugog svetskog rata – tj. Enigma Wehrmachta (Wehrmacht Enigma) - njemački vojni model - najčešće je predmet rasprave.

Ova mašina je stekla na glasu jer su kriptoanalitičari AntiHitlerove koalicije (tačnije Velike Britanije) uspeli da dešifruju veliki broj poruke šifrovane njime. Posebno za te svrhe stvorena je mašina pod kodnim imenom Turing Bombe, koja je pružila značajnu pomoć Antihitlerovska koalicija(tačnije, Velika Britanija) u ratu. Sve informacije dobijene kriptoanalizom uz njenu pomoć nosile su kodni naziv ULTRA.

Unatoč činjenici da je sa stanovišta moderne kriptografije, šifra Enigma bila slaba, u praksi je samo kombinacija ovog faktora s drugim (kao što su greške operatera, proceduralne greške, poznati tekst poruke (na primjer, prilikom slanja vremenskih izvještaja) , hvatanje Enigma instanci i knjiga šifriranja) omogućilo razbijačima šifri da provale Enigma šifre i čitaju poruke. Također se vjeruje da je to bila jedna od najjačih šifri Drugog svjetskog rata. I samo hvatanje netaknute Enigme od strane Britanaca iz podmornice i bombardera (što je od fundamentalne važnosti, ove činjenice su Nijemcima ostale nepoznate), uzimajući u obzir najviši naučni i visoki tehnološki nivo Velike Britanije, to je omogućilo ( nakon intenzivnog i dugotrajnog rada u ovom pravcu) stvoriti kontra- Enigma. Važnost i posebnost ovog uspeha dobro je razumelo rukovodstvo Velike Britanije – ostavljajući svoj uspeh „sa sedam pečata“, čuvajući ga do kraja u tajnosti čak i od partnera u Antihitlerovskoj koaliciji.

Pušteno je, prema grubim procjenama, oko 100.000 Enigma mašina za šifriranje.

Opis

Rotori

Lijeva strana rotora Enigma, vidljivi ravni električni kontakti.

Desna strana rotora, vidljivi kontakti. Rimski V označava ožičenje rotora.

Rotori su srce Enigme. Svaki rotor je bio disk prečnika približno 10 cm, napravljen od ebonita ili bakelita, sa klinovima sa oprugom na jednoj strani rotora raspoređenim u krug. S druge strane je bio odgovarajući broj ravnih električnih kontakata. Pin i ravni kontakti su odgovarali slovima u abecedi (obično je to bilo 26 slova od A do Z). Nakon kontakta, kontakti susjednih rotora zatvorili su električni krug. Unutar rotora, svaki pin je bio povezan s jednim od ravnih. Redoslijed povezivanja može biti drugačiji.

Tri rotora i vreteno na koje su pričvršćeni.

Sam po sebi, rotor je proizveo vrlo jednostavan tip šifriranja: rudimentarnu zamjensku šifru. Na primjer, pin za slovo E bi mogao biti spojen na iglu za slovo T na drugoj strani rotora. Ali kada se koristi nekoliko rotora u snopu (obično tri ili četiri), zbog njihovog stalnog kretanja, dobiva se pouzdanija šifra.

Rotor rastavljen			Tri rotora povezana u seriju
	urezan prsten oznaka za kontakt "A" alfabetski prsten kalajisani kontakti ožičenje pin kontakte opružna poluga za podešavanje prstena rukav prsten za prst rachet wheel

Vojni modeli Enigme proizvedeni su sa različitim brojem rotora. Prvi model je sadržavao samo tri. Dana 15. decembra 1938. godine bilo ih je pet, ali su se u automobilu istovremeno koristila samo tri. Ovi tipovi rotora su bili označeni rimskim brojevima od I do V, i svaki je imao po jedan urez koji se nalazi na različitim mjestima u alfabetskom prstenu. Naval modeli uvijek su sadržavali više rotora od ostalih: šest, sedam ili osam. Ovi dodatni rotori su označeni VI, VII i VIII, svi sa različitim ožičenjem. Svi su sadržavali dva udubljenja u blizini slova "N" i "A", što je osiguravalo češće okretanje rotora.

Pomorski model Enigme sa četiri rotora, M4 je imao jedan dodatni rotor, iako je bio iste veličine kao i trorotor zbog tanjeg reflektora. Postojale su dvije vrste ovog rotora: Beta i Gamma. Nije se pomicao tokom procesa šifriranja, ali se mogao ručno postaviti na bilo koju od 26 različitih pozicija.

Postepeno kretanje rotora

Postepeno kretanje Enigma rotora. Sva tri psa (označena zelenom bojom) kreću se u isto vrijeme. Za prvi rotor (1), čegrtaljka (crvena) je uvijek uključena i okreće se svakim pritiskom na tipku. U ovom slučaju, zarez na prvom rotoru omogućava papučici da zakači i drugi rotor (2), koji će se okrenuti sljedeći put kada se tipka pritisne. Treći rotor (3) nije uključen, budući da zaglavak trećeg rotora nije stao u udubljenje drugog, papučica će jednostavno kliziti po površini diska.

Svaki rotor je bio pričvršćen za zupčanik sa 26 zubaca (čegrtaljke), a grupa papučica je zahvaćala zupce zupčanika. Psi su krenuli naprijed u isto vrijeme kada su pritiskali tipku na mašini. Ako je papučica uhvatila zub zupčanika, tada se rotor okrenuo za jedan korak.

U vojnom modelu Enigma, svaki rotor je bio pričvršćen za podesivi prsten sa zarezom. Pet baznih rotora (I-V) imalo je po jedno udubljenje, dok je mornarički model (VI-VIII) imao dva. U određenom trenutku, zarez je udario o papučicu, što mu je omogućilo da se zakači za čegrtaljku sljedećeg rotora kada se sljedeći tip pritisne. Kada pas nije upao u udubljenje, jednostavno je skliznuo po površini prstena bez da je uhvatio zupčanik. U sistemu sa jednim zarezom, drugi rotor je napredovao za jednu poziciju u isto vreme kao i prvi rotor 26. Slično, treći rotor je napredovao za jedan korak u isto vreme kada je drugi napravio 26 koraka. Karakteristika mašine je bila da se i drugi rotor okreće ako se okreće treći. To znači da bi se drugi rotor mogao dvaput okrenuti na dva uzastopna pritiska na tipku - takozvani "pokret u dva koraka" - što rezultira smanjenjem perioda.

Pokret u dva koraka razlikuje funkcionisanje rotora od normalnog brojača kilometara. Dvostruki korak je implementiran na sljedeći način: prvi rotor se okrenuo, uzrokujući da se i drugi okreće za jedan korak. I, ako se drugi rotor pomakne u željeni položaj, onda je treća zavjesa uključila treću brzinu. U sljedećem koraku, ova papučica je gurala zupčanik i napredovala, a također je napredovala i drugi rotor.

Sa tri diska i samo jednim zarezom na prvom i drugom disku, mašina je imala period od 26x25x26 = 16900. Po pravilu, poruke nisu prelazile nekoliko stotina karaktera, pa stoga nije bilo rizika od ponavljanja pozicija rotori prilikom pisanja jedne poruke.

U navalnim modelima s četiri rotora nisu napravljene nikakve promjene na mehanizmu. Postojala su samo tri psa, odnosno četvrti rotor se nikada nije pomaknuo, ali se mogao ručno postaviti na jednu od 26 pozicija.

Kada se pritisne tipka, rotori su se okretali sve dok se električni krug nije zatvorio.

Enigma rotori sklopljeni. Tri pomična rotora postavljena su između dva fiksna dijela: ulaznog prstena i reflektora (s lijevom oznakom "B").

Ulazni kotač

Reflektor

Sa izuzetkom ranih A i B modela, slijedio je posljednji rotor reflektor(Njemački Umkehrwalze), patentirani detalj koji je razlikovao porodicu Enigma od ostalih rotacionih mašina razvijenih u to vreme. Reflektor je povezivao kontakte posljednjeg rotora u parovima, prebacujući struju kroz rotore obrnuti smjer ali na drugoj ruti. Prisustvo reflektora osiguralo je da transformacija koju Enigma provodi involucija, odnosno da je dešifriranje isto što i šifriranje. Međutim, prisustvo reflektora onemogućava šifriranje bilo kojeg slova kroz njega. Ovo je bila ozbiljna konceptualna mana, koja je kasnije dobro došla dekriptorima.

U komercijalnom modelu Enigma C, reflektor je mogao biti postavljen u dvije različite pozicije, a u modelu D u 26 mogućih pozicija, ali je tokom procesa šifriranja bio nepomičan. U modelu korištenom u Abwehr-u, reflektor se pomicao tokom šifriranja, kao i ostali diskovi.

U vojnim i zrakoplovnim modelima Enigme, reflektor je ugrađen, ali se nije rotirao. Postojala je u četiri varijante. Prva sorta je nosila oznaku A. Sljedeća, Umkehrwalze B, pušten je 1. novembra 1937. godine. treće, Umkehrwalze C pojavio se 1941. četvrto, Umkehrwalze D, prvi put uveden 2. januara 1944. godine, omogućio je operateru Enigma da kontroliše podešavanja prebacivanja unutar reflektora.

Patch panel

Prekidač panel na prednjoj strani mašine. Može se koristiti do 13 priključaka. Na fotografiji su zamijenjena dva para slova (S-O i J-A).

Patch panel(Njemački Steckerbrett) omogućava operateru da mijenja žičane veze. Prvi put se pojavio u verzijama nemačke vojske 1930. godine, a ubrzo je uspešno korišćen iu pomorskim verzijama. Patch panel je dao ogroman doprinos složenosti enkripcije mašine, čak i više od uvođenja dodatnog rotora. Enigma bez priključne ploče može se nositi gotovo ručno, ali uz dodatak priključne ploče, provalnici su bili primorani da prave specijalne mašine.

Kabl, postavljen na patch panel, povezivao je slova u paru, na primjer, E i Q bi mogli biti povezani u paru. Učinak je bio da se ova slova zamijene prije i nakon što je signal prošao kroz rotore. Na primjer, kada je operater pritisnuo E, signal se šalje na Q, a tek onda na ulazni rotor. Nekoliko takvih parova (do 13) moglo bi se koristiti istovremeno.

Svako slovo na patch panelu ima dva utora. Umetanje utikača isključilo je gornju utičnicu (dalje od tastature) i donju utičnicu (na ulazni rotor) tog slova. Utikač na drugom kraju kabla umetnut je u utičnice drugog slova, čime su se spojevi ova dva slova prebacili.

Dodaci

Zgodna karakteristika korišćena na modelu M4 Enigma je takozvani "Schreibmax", mali štampač koji je mogao da štampa svih 26 slova na malom komadu papira. S tim u vezi, nije bilo potrebe za dodatnim operaterom koji bi nadgledao sijalice i zapisivao slova. Uređaj za štampanje bio je montiran na vrhu Enigme i bio je povezan sa panelom sijalica. Za ugradnju uređaja za štampanje bilo je potrebno skinuti poklopce sa lampi i svih sijalica. Osim toga, ova inovacija je povećala sigurnost: sada službenik za komunikacije nije morao vidjeti običan tekst. Uređaj za štampanje je instaliran u kabini komandanta podmornice, a službenik za veze je samo unosio šifrovani tekst bez pristupa poverljivim podacima.

Još jedan dodatak bio je poseban daljinski panel sa sijalicama. U varijanti sa dodatnom pločom, drveno kućište Enigme bilo je šire. Postojao je model svjetlosnog panela koji se naknadno mogao spojiti, ali je to zahtijevalo, kao i kod Schreibmax štampača, fabričku zamjenu svjetlosne ploče. Udaljeni panel je omogućio osobi da pročita dekodirani tekst bez učešća operatera. Godine 1944 Zračne snage uveo je dodatni prekidač na ploči pod nazivom "Uhr" (sati). Bila je to mala kutija sa prekidačem od 40 položaja. Zamenio je standardne utikače. Nakon spajanja utikača, kako je određeno u šifrarniku za svaki dan, operater je mogao promijeniti prekidač u jednom od ovih 40 položaja. Svaki položaj rezultirao je različitom kombinacijom ožičenja utikača. Većina ovih utičnica, za razliku od standardnih utikača, nije bila uparena.

Matematički opis

Enigma transformacija za svako slovo može se matematički definirati kao rezultat permutacija. Razmotrite vojni model sa tri rotora. Recimo da P označava utičnicu, U označava reflektor, a L, M, R označavaju radnje lijevog, srednjeg i desnog rotora, respektivno. Tada se enkripcija E može izraziti kao:

Nakon svakog pritiska na tipku, rotor se pomiče, mijenjajući transformaciju. Na primjer, ako desni rotor R rotira u i položaje, dolazi do transformacije, gdje je ρ ciklična permutacija koja ide od A do B, od B do C, itd. Na isti način, srednji i lijevi rotor se mogu označiti kao j i k rotacije M i L. Funkcija šifriranja u ovom slučaju može se prikazati na sljedeći način:

Procedure za korištenje Enigme

Na njemačkom oružane snage komunikacijski objekti su podijeljeni u različite mreže, svaka sa svojim vlastitim postavkama kodiranja za mašine Enigma. U engleskom dešifrirajućem centru Bletchley Park (eng. Bletchley Park ) ove komunikacijske mreže su nazivane ključevima i davali su im se kodna imena kao što su Crveni, zeblji ili morski pas. Svakoj jedinici koja radi na mreži dodijeljena su nova podešavanja za novi vremenski period. Da bi poruka bila ispravno šifrovana i dešifrovana, mašine pošiljaoca i primaoca su morale biti postavljene na isti način, tačnije, izbor rotora, početni položaj rotora i priključci na priključnu ploču morali su biti identični. Ove postavke su unaprijed dogovorene i zabilježene u posebnim knjigama šifriranja.

Početno stanje Enigma ključa za šifriranje uključuje sljedeće parametre:

• Položaj rotora: izbor rotora i njihova lokacija.
• Početne pozicije rotora: bira operater, različite za svaku poruku.
• Postavka prstena: položaj alfa prstena, isti kao i rotirajući uzorak.
• Postavke utikača: utičnice na patch panelu.

Enigma je dizajnirana da bude sigurna čak i kada je špijun poznavao rotirajuća kola, iako se u praksi postavke drže u tajnosti. Kod nepoznate šeme, ukupan broj mogućih konfiguracija može biti reda veličine 10 114 (oko 380 bita), sa poznatom šemom konekcija i drugim operativnim postavkama ova brojka pada na 10 23 (76 bita). Korisnici Enigme bili su sigurni u njenu sigurnost zbog velikog broja opcije. Bilo je nerealno ni početi birati moguću konfiguraciju.

Indikatori

Većina ključeva se čuvala samo određeno vrijeme, obično jedan dan. Međutim, za svaku novu poruku postavljani su novi početni položaji rotora. To je bilo zbog činjenice da ako je broj poruka poslanih s identičnim postavkama velik, onda kriptoanalitičar koji je temeljito proučio nekoliko poruka može pokupiti šifru za poruke koristeći analizu frekvencije. Slična ideja se koristi u principu "vektora inicijalizacije" u modernom šifriranju. Ove početne pozicije su poslane zajedno sa kriptogramom, prije šifrovanog teksta. Ovaj princip je nazvan "postupkom indikatora". A upravo je slabost takvih indikacionih procedura dovela do prvih uspješnih slučajeva razbijanja Enigma koda.

Poljski kriptoanalitičari su koristili jednu od ranih indikacionih procedura za probijanje koda. Procedura je bila da operater postavi mašinu prema listi postavki koje sadrže glavne početne pozicije rotora. Recimo da je glavna ključna riječ AOH. Operater je rotirao rotore rukom sve dok se na prozorima rotora nije pročitala riječ AOH. Operater je tada izabrao svoj ključ za novu poruku. Recimo da je operater odabrao riječ EIN. Ova riječ je postala ključ ove poruke. Zatim je operater još jednom uneo riječ EIN u mašinu kako bi izbjegao greške u prijenosu. Kao rezultat toga, nakon što je dvaput uneo riječ EIN, kriptogram je prikazao riječ XHTLOA, koja je prethodila tijelu glavne poruke. I na kraju, operater je ponovo okrenuo rotore u skladu sa odabranim ključem, u ovom primjeru EIN, a zatim unio glavni tekst poruke.

Po prijemu ove šifrirane poruke, cijela operacija je obavljena obrnutim redoslijedom. Operator prijema je uneo početna podešavanja u mašinu (ključna reč AOH) i uneo prvih šest slova primljene poruke (XHTLOA). U gornjem primjeru, prikazana je riječ EINEIN, što znači da je operater prijema shvatio da je ključna riječ EIN. Nakon toga, postavio je rotore u EIN poziciju i unio ostatak šifrirane poruke, primajući jasan dešifrovani tekst kao izlaz.

Ova metoda je imala dva nedostatka. Prvo, korištenje glavnih postavki ključa. Naknadno je ovo promijenjeno tako da je operater odabrao svoje početne pozicije za šifriranje indikatora i poslao početne pozicije u čistom tekstu. Drugi problem je bila ponovljivost indikatorske riječi koju je izabrao operater šifriranja, što je predstavljalo značajnu sigurnosnu grešku. Ključ poruke je šifriran dva puta, što je rezultiralo redovnom sličnošću između prvog i četvrtog, drugog i petog, trećeg i šestog karaktera. Ovaj nedostatak je omogućio poljskim razbijačima šifri da razbiju šifru Enigme još 1932. godine. Međutim, počevši od 1940. godine, Nijemci su promijenili procedure kako bi poboljšali sigurnost.

• "GREEN" je japanski klon Enigme, malo korišćene mašine koja sadrži četiri vertikalno raspoređena rotora.

• U SAD-u, kriptoanalitičar William Friedman izumio je "M-325", mašinu za šifriranje sličnu Enigmi u logičkim operacijama, ali drugačijeg dizajna.

• Jedinstvenu rotirajuću mašinu je 2002. godine izumila holandska kriptoanalitičarka Tatjana van Vark.

Enigma danas

Pokušaji "hakovanja" Enigme nisu do kraja objavljeni u javnosti

Vaša pažnja je pregledni materijal (recimo, bez detalja) o principu rada prilično poznate mašine za šifrovanje Enigma.

Mnogi su čuli da je u Drugom svjetskom ratu njemačka strana koristila specijalnu mašinu za šifriranje, Enigmu, za šifriranje.
Prema izvorima, ovaj uređaj je bio nova riječ u kriptografiji tog vremena.

Kako je radila?

Supstitucijska šifra

Za početak, trebali biste znati šta je "zamjenska šifra". Ovo je uobičajena zamjena jednog slova drugim. One. u takvoj šifri, umjesto slova "A", na primjer, koristi se "T", umjesto "B" - "S", itd.

Razbijanje takve šifre je prilično jednostavno. U prisustvu manje ili više duge šifrovane poruke, moguće je izvršiti analizu frekvencije i uporediti je sa učestalošću upotrebe slova u jeziku. One. ako u poruci ima mnogo slova “T” šifrovanih zamjenskom šifrom, onda je to jasan znak da se iza ovog slova krije neka vrsta samoglasnika (na primjer, “A” ili “O”, jer su obično ta slova najčešći na jeziku) .

Enigma uređaj

Enigma je bila poput dinamičke Cezarove šifre. One. U početku je na bubnjevima postavljena određena početna vrijednost (neka vrsta nasumične sjemenke), što je bilo ključno. Nadalje, prilikom kucanja slova, svako slovo je šifrovano Cezarovom šifrom, a zatim se ova šifra mijenjala u drugu.

Promjena šifre je omogućena uz pomoć rotora.

Rotori su bili diskovi koji su imali po 26 kontakata na svakoj strani, spojenih unutar rotora na određeni (slučajni) način. Prolaskom kroz rotor signal se pretvarao iz slova "A" u slovo "T", itd.

Bilo je nekoliko rotora i okretali su se nakon upisivanja svakog znaka (na način brojača bubnja).

Osim toga, postojao je i patch panel u koji ste mogli ubaciti žice koje su mijenjale slova u parovima. One. umetanjem žice jednim krajem u “A” utičnicu, a drugim krajem u “E”, zamenili ste ova slova.

Princip rada može se razumjeti gledajući dijagram strujnog kola:

Broj rotora je varirao različite godine i za razne namjene (npr. Enigme sa velikim brojem rotora korištene su u mornarici).

Da bi zakomplikovali hakovanje, operateri su svaki put različito kodirali često korišćene reči (imena). Na primjer, riječ "Minensuchboot" može biti napisana kao "MINENSUCHBOOT", "MINBOOT", "MMMBOOT" ili "MMM354"

Dodaci.

Kao i kod svakog popularnog uređaja, za Enigmu je postojao veliki broj dodataka (da, počelo je već tada). Na primjer, postojali su uređaji za automatsko štampanje (u normalnoj verziji kodiranje se vršilo paljenjem svjetala, čije je vrijednosti operater morao zapisati).

Osim toga, postojali su i daljinski štampači (na žicama, naravno). Tako da operater koji ubacuje šifrovanu poruku u mašinu nema pristup dešifrovanoj.