A német titkosítógépet "The Riddle"-nek hívták, nem egy piros szó miatt. Elkapásának története és a rádiólehallgatások dekódolása legendás, ehhez a filmművészet is nagyban hozzájárul. Mítoszok és igazságok a német kódolóról - anyagunkban.
Mint ismeretes, az üzenetek ellenfél általi lehallgatása csak megbízható védelemmel vagy titkosítással védekezhet. A titkosítás története évszázadokra nyúlik vissza – az egyik leghíresebb titkosítást Caesar-rejtjelnek hívják. Ezután a titkosítás és a visszafejtés folyamatának gépesítésére került sor: az Alberti-lemez, amelyet a 15. század 60-as éveiben készített Leon Battista Alberti, a titkosírásokról szóló traktátus szerzője, amely az egyik első könyv a titkosítás és visszafejtés művészetéről. , lejött hozzánk.
A második világháború alatt Németország által használt Enigma gép nem volt egyedülálló. De viszonylagos egyszerűségében és tömeges használatában különbözött a más országokban elfogadott hasonló eszközöktől: szinte mindenhol használható volt - terepen és tengeralattjárón egyaránt. Az Enigma története 1917-ig nyúlik vissza – akkor a holland Hugo Koch kapott rá szabadalmat. Munkája abból állt, hogy egyes betűket másokkal helyettesített a forgó görgők miatt.
Az Enigma gépezet dekódolásának történetét főleg a tengeralattjárókról szóló hollywoodi kasszasikerekből ismerjük. Ezeknek a filmeknek azonban a történészek szerint kevés közük van a valósághoz.
Például az U-571 című 2000-es film az amerikai tengerészek titkos küldetéséről szól, hogy elkapják az Enigma titkosítógépet az U-571 német tengeralattjáró fedélzetén. Az akció 1942-ben játszódik az Atlanti-óceán északi részén. Annak ellenére, hogy a film látványos, a benne elmesélt történet egyáltalán nem felel meg a történelmi tényeknek. Az U-571-es tengeralattjáró valóban szolgálatban volt náci Németország, de 1944-ben elsüllyesztették, és az amerikaiaknak csak a háború legvégén sikerült elkapniuk az Enigma írógépet, ez pedig nem játszott komoly szerepet a Győzelem közeledésében. Az alkotók egyébként a film végén történelmileg igaz tényekről számolnak be a kódoló rögzítéséről, de a film tanácsadójának, születésileg angolnak a ragaszkodására jelentek meg. Másrészt a film rendezője, Jonathan Mostov kijelentette, hogy kazettája "műalkotás". 
Az európai filmek ezzel szemben igyekeznek megőrizni a történelmi pontosságot, de van bennük szépirodalom is. Michael Apted 2001-es Enigma című filmje Tom Jericho matematikus történetét meséli el, akinek mindössze négy nap alatt meg kell oldania egy német titkosítógép frissített kódját. Természetesen a való életben sokkal tovább tartott a kódok megfejtése. Eleinte Lengyelország kriptológiai szolgálata foglalkozott ezzel. És matematikusok egy csoportja - Marian Rejewski, Heinrich Zygalski és Jerzy Rozicki - az elavult német titkosításokat tanulmányozva azt találta, hogy az úgynevezett napi kód, amelyet minden nap változtattak, a csatlakozók beállításaiból, a rotorok felszerelési sorrendjéből, a pozíciókból áll. a gyűrűk és a forgórész kezdeti beállításai . 1939-ben történt, még Lengyelország náci Németország általi elfoglalása előtt. Ezenkívül a lengyel „Cipher Bureau”, amelyet kifejezetten az Enigmával folytatott „harcra” hoztak létre, több példányban is rendelkezésre állt egy működő gépből, valamint egy Bomba elektromechanikus gépből, amely hat párosított német eszközből állt, és amelyek segítették a munkát. kódokat. Később ő lett a Bombe prototípusa – Alan Turing találmánya.
A lengyel félnek sikerült átadnia fejlesztéseit a brit különleges szolgálatoknak, amelyek további munkát szerveztek a "rejtély" feloldására. Egyébként a britek először a 20-as évek közepén érdeklődtek az Enigma iránt, azonban gyorsan elhagyták a kód megfejtésének gondolatát, nyilvánvalóan figyelembe véve, hogy ez lehetetlen. A második világháború kitörésével azonban megváltozott a helyzet: nagyrészt a rejtélyes gépezetnek köszönhetően Németország ellenőrizte az Atlanti-óceán felét, élelmiszerrel és lőszerrel vízbe fojtotta az európai konvojokat. Ilyen körülmények között Nagy-Britanniának és a Hitler-ellenes koalíció többi országának feltétlenül át kellett hatolnia az Enigma-rejtvényt.
Sir Alistair Dennison, a Codes and Cyphers Public School of Codes and Cyphers vezetője, amely a Bletchley Park hatalmas kastélyában, Londontól 50 mérföldre található, kitalált és végrehajtott egy titkos Ultra-műveletet, amelynek során Cambridge-ben és Oxfordban tehetséges diplomásokhoz fordult. a híres kriptográfus és matematikus Alan Turing . Turing az Enigma gép kódjainak feltörésével foglalkozó munkáját a 2014-ben bemutatott The Imitation Game című 2014-es filmnek szenteli. Turing még 1936-ban kifejlesztett egy absztrakt számítási "Turing-gépet", amely a számítógép modelljének tekinthető - egy olyan eszköz, amely képes megoldani bármilyen program formájában bemutatott problémát - műveletek sorozatát. A kódok és rejtjelek iskolájában a Hut 8 csoport vezetője volt, amely a német haditengerészet üzeneteinek kriptográfiai elemzéséért felelt, és számos módszert kidolgozott a német titkosítás feltörésére. Turing csoportja mellett 12 000 alkalmazott dolgozott a Bletchley Parkban. Az ő kemény munkájuknak köszönhető, hogy az Enigma kódok visszafejtésre kerültek, de nem sikerült minden titkosítást feltörni. Például a Triton titkosítás körülbelül egy évig működött sikeresen, és még akkor sem hozta meg a kívánt eredményt, amikor a Bletchley srácok feltörték, mivel túl sok idő telt el attól a pillanattól kezdve, hogy a titkosítást elkapták, és az információt továbbították a briteknek. tengerészek.
A helyzet az, hogy Winston Churchill parancsára minden visszafejtő anyagot csak a titkosszolgálatok vezetői és az MI6-ot vezető Sir Stuart Menzies kaptak meg. Ilyen óvintézkedéseket tettek azért, hogy a németek ne találgassanak a rejtjelek nyilvánosságra hozataláról. Ugyanakkor ezek az intézkedések nem mindig működtek, majd a németek megváltoztatták az Enigma beállításait, ami után a visszafejtési munka újra kezdődött.
Az Imitation Game a brit és a szovjet kriptográfusok kapcsolatát is érinti. A hivatalos London valóban nem volt biztos a Szovjetunió szakembereinek kompetenciájában, azonban Winston Churchill személyes megrendelésére 1941. július 24-én az Ultra bélyegzővel ellátott anyagokat Moszkvába szállították. Igaz, hogy kizárják annak lehetőségét, hogy ne csak az információforrást közöljék, hanem azt is, hogy Moszkva értesüljön a Bletchley Park létezéséről, minden anyagot titkos adatnak álcáztak. A Szovjetunióban azonban már 1939-ben értesültek az Enigma visszafejtésére irányuló munkáról, és három évvel később John Cairncross szovjet kém belépett a Kódok és Rejtjelek Állami Iskolájába, aki rendszeresen elküldte az összes szükséges információt Moszkvának.
Sokan csodálkoznak azon, hogy a Szovjetunió miért nem fejtette meg a német "Riddle" rádiólehallgatását szovjet csapatok két ilyen eszközt rögzített már 1941-ben, és ben Sztálingrádi csata Moszkvának még három készülék állt a rendelkezésére. A történészek szerint a modern elektronikus berendezések hiánya a Szovjetunióban abban az időben érintett.
1921. május 5-én egyébként a Cseka titkosítással és visszafejtéssel foglalkozó speciális osztályát hívták össze a Szovjetunióban. Az osztály dolgozói miatt nem sok, érthető okokból - az osztály a hírszerzésért és a kémelhárításért dolgozott - hirdetett győzelmet. Például számos ország diplomáciai kódexének nyilvánosságra hozatala már a húszas években. Rejtjel is készült - a híres "orosz kód", amelyet, mint mondják, senkinek sem sikerült megfejteni.
Az év szinte minden szakában ugyanúgy néz ki az angol vidék: zöld rétek, tehenek, középkori kinézetű házak és széles égbolt – hol szürke, hol vakító kék. Éppen az első módból a ritkább másodikba való átállás volt, amikor elővárosi vonat sietett velem a Bletchley állomásra. Nehéz elképzelni, hogy ezeknek a festői domboknak a környezetében fektették le a számítástechnika és a titkosírás alapjait. A közelgő séta a legérdekesebb múzeumban azonban minden lehetséges kétséget eloszlatott.
Ilyen festői helyet persze nem véletlenül választottak a britek: egy távoli faluban található, nem feltűnő, zöldtetős laktanya éppen arra volt szükség, hogy elrejtsenek egy szigorúan titkos katonai létesítményt, ahol folyamatosan dolgoztak a feltörésen. a tengely országainak titkosításai. Lehet, hogy a Bletchley Park kívülről nem lenyűgöző, de az itt végzett munka segített megfordítani a háború dagályát.
Cryptohuts
A háború idején a Bletchley Parkba a főkapun keresztül jutottak be, felmutatva az őröknek a belépőjegyet, és most a bejáratnál vesznek jegyet. Még egy kicsit elidőztem, hogy megnézzem a szomszédos ajándékboltot és az első világháborús hírszerzési technológia ideiglenes bemutatóját (szintén érdekes téma). De a fő dolog előttünk állt.
Valójában a Bletchley Park körülbelül húsz hosszú, egyszintes épület, amelyeket angolul kunyhónak hívnak, és általában „ház”-nak fordítják oroszra. Magamban „kunyhónak” neveztem őket, és egyiket a másikkal kombináltam. Rajtuk kívül található még egy kastély (alias Mansion), ahol a parancsnokság dolgozott és előkelő vendégeket fogadtak, valamint több segédépület: volt istállók, garázs, lakóépületek a személyzet számára.
Ugyanazok a házak
Tanya teljes pompájában 
Belül a birtok gazdagabbnak tűnik, mint a kunyhók Minden háznak megvan a saját száma, és ezeknek is van történelmi jelentése, biztosan találkozni fogsz velük a Bletchley Parkról szóló bármely történetben. A hatodikban például elfogott üzeneteket kaptak, a nyolcadikban kriptoanalízissel foglalkoztak (Alan Turing ott dolgozott), a tizenegyedikben számítógépek - „bombák” voltak. A negyedik házat később a haditengerészetben használt Enigma változat munkálataira osztották ki, a hetedik házat az Enigma témára és más rejtjelekre vonatkozó japán variációkhoz, az ötödikben pedig az Olaszországban, Spanyolországban és Portugáliában elfogott adásokat elemezték. valamint a német rendőrségi titkosítás. Nos, és így tovább.
A házakat bármilyen sorrendben megtekintheti. Legtöbbjük dekorációja nagyon hasonló: régi bútorok, régi dolgok, rongyos füzetek, plakátok, térképek a második világháborúból. Mindez persze nem feküdt itt nyolcvan évig: a házak előbb egyik állami szervezettől a másikba kerültek, majd elhagyták őket, és csak 2014-ben állították helyre a restaurátorok aprólékosan, megmentve a bontástól és múzeummá alakítva őket. .
Ezt – ahogy az Angliában szokás – nem csak óvatosan, hanem fikcióval is megközelítették: sok helyiségben színészek hangjai és olyan hangok hallatszanak a rejtett hangszórókból, amelyek azt a benyomást keltik, hogy javában zajlik a munka. Bemész, hallod az írógép hangját, valaki lépteit és a távolban egy rádiót, majd "lehallgatod" valaki élénk beszélgetését egy nemrég lehallgatott titkosításról.
De az igazi érdekesség az előrejelzések. Például ez a férfi, aki úgymond az asztalnál ül, üdvözölt, és röviden beszélt a helyi rendről.
Sok helyiségben szürkület uralkodik – így jobban láthatóak a vetületek A legérdekesebb persze az volt, hogy megnézzük Alan Turing asztalát. Az irodája a nyolcadik házban található, és nagyon szerénynek tűnik.
Így nézett ki Alan Turing asztala Nos, magát Turing kreációját - az Enigma visszafejtő gépet - a 11-es házban lehet megnézni ugyanott, ahol egykor a "bomba" legelső modelljét is összeszerelték.
Kriptológiai bomba
Lehet, hogy ez újdonság számodra, de nem Alan Turing volt az első, aki nyers erővel fejtette meg az Enigmát. Munkásságát Marian Rejewski lengyel kriptográfus kutatásai előzik meg. Egyébként ő nevezte „bombának” a visszafejtő gépet.
A lengyel "bomba" sokkal egyszerűbb volt. Ügyeljen a felül lévő rotorokra Miért "bomba"? Többféle változat létezik. Az egyik szerint például állítólag így hívták azt a Reevsky és munkatársai által szeretett fagylaltot, amelyet egy kávézóban árultak, nem messze a lengyel vezérkar titkosító irodájától, és ezt a nevet kölcsönözték. Sokkal egyszerűbb magyarázat, hogy a lengyelben a "bomba" szó használható olyan felkiáltásra, mint az "eureka!". Nos, egy nagyon egyszerű lehetőség: az autó úgy ketyegett, mint egy bomba.
Nem sokkal Lengyelország Németország általi elfoglalása előtt a lengyel mérnökök átadták a briteknek a német titkosítások dekódolásával kapcsolatos összes fejlesztést, beleértve a "bomba" rajzait, valamint az "Enigma" egy működő példányát - nem egy Német, de egy lengyel klón, amit még az invázió előtt sikerült kifejleszteniük. A lengyelek többi fejlesztését megsemmisítették, így Hitler hírszerzése nem sejtett semmit.
A probléma az volt, hogy a "bomba" lengyel változatát csak a három fix rotoros Enigma I géphez tervezték. A németek már a háború kezdete előtt beüzemelték az Enigma továbbfejlesztett változatait, ahol minden nap cserélték a rotorokat. Ezzel teljesen használhatatlanná vált a lengyel verzió.
Ha láttad a The Imitation Game-t, akkor már elég jól ismered a Bletchley Parkot. A rendező azonban nem tudott ellenállni, és többször is kitérett a valóságtól történelmi események. Konkrétan Turing nem saját kezűleg készítette el a "bomba" prototípusát, és soha nem nevezte Christophernek.
Népszerű angol színész, Cryptocode Podbirac, mint Alan Turing
A lengyel gép és Alan Turing elméleti munkája alapján a British Tabulating Machine Company mérnökei megalkották a "bombákat", amelyeket a Bletchley Parkba és más titkos létesítményekbe szállítottak. A háború végén már 210 autó volt, de az ellenségeskedés befejeztével Winston Churchill utasítására az összes "bombát" megsemmisítették.
Miért kellett a brit hatóságoknak lerombolniuk egy ilyen gyönyörű adatközpontot? Az a tény, hogy a „bomba” nem univerzális számítógép - kizárólag az Enigma által titkosított üzenetek dekódolására szolgál. Miután erre már nem volt szükség, a gépek is feleslegessé váltak, alkatrészeiket pedig el lehetett adni.
A másik ok egy olyan előérzet lehetett szovjet Únió a jövőben nem lesz legjobb barát Egyesült Királyság. Mi lenne, ha a Szovjetunió (vagy bárhol máshol) az Enigmához hasonló technológiát kezdene használni? Akkor jobb, ha nem demonstrálja senkinek, hogy képes gyorsan és automatikusan megnyitni a rejtjeleket.
Csak két "bomba" maradt fenn a háborús időkből - ezeket a GCHQ-hoz, az Egyesült Királyság Kormányzati Kommunikációs Központjához szállították (tekintsük a Bletchley Park modern analógját). Azt mondják, a hatvanas években leszerelték. De a GCHQ kedvesen beleegyezett, hogy a Bletchley-i múzeumot átadja a „bombák” régi rajzaival – sajnos, nem a legjobb állapotban és nem teljesen. Ennek ellenére a rajongóknak sikerült őket helyreállítani, majd több rekonstrukciót létrehozni. Most a múzeumban vannak.
Érdekes módon a háború alatt az első "bomba" gyártása körülbelül tizenkét hónapot vett igénybe, de a BCS Computer Conservation Society 1994-től kezdődő reenaktorai körülbelül tizenkét évig dolgoztak. Ami persze nem meglepő, tekintve, hogy a megtakarításaikon és a garázsaikon kívül semmilyen forrás nem állt rendelkezésükre.
Hogyan működött az Enigma?
Tehát "bombákat" használtak az üzenetek visszafejtésére, amelyeket az Enigma titkosítása után a kimeneten kaptak. De pontosan hogyan csinálja? Természetesen nem elemezzük részletesen az elektromechanikus áramkörét, de általános elv a munkát érdekes tudni. Nekem legalábbis érdekes volt ezt a történetet egy múzeumi dolgozó szavaiból hallgatni és leírni.
A "bomba" kialakítása nagyrészt magának az "Enigmának" köszönhető. Tulajdonképpen feltételezhetjük, hogy a „bomba” néhány tucat „Enigma”, amely úgy van összerakva, hogy a titkosítógép lehetséges beállításait rendezze.
A legegyszerűbb "Enigma" három rotoros. A Wehrmachtban széles körben használták, és a kialakítása azt sugallta, hogy egy közönséges katona használhatja, nem pedig matematikus vagy mérnök. Ez nagyon egyszerűen működik: ha a kezelő megnyomja mondjuk a P-t, a panelen lévő egyik betű alatt, például a Q betű alatt egy lámpa világít. Már csak a morze-kódra konvertálás és az átvitel marad.
Egy fontos szempont: ha újra megnyomja a P-t, nagyon kicsi az esélye annak, hogy ismét Q-t kapjon, mert minden alkalommal, amikor megnyomja a gombot, a rotor elmozdul egy pozíciót, és megváltoztatja az elektromos áramkör konfigurációját. Az ilyen titkosítást polialfabetikusnak nevezik. 
Nézd meg a három rotort a tetején. Ha például beírja a Q-t a billentyűzeten, akkor a Q helyére először Y, majd S-re, N-re, majd tükröződik (K-ra lesz), ismét háromszor változtatja meg, és a kimenet U lesz. , Q U-ként lesz kódolva. De mi van, ha U-t ír be? Szerezd meg a Q-t! Tehát a rejtjel szimmetrikus. Ez nagyon kényelmes volt katonai alkalmazásoknál: ha két helyen azonos beállításokkal rendelkeztek Enigmák, akkor az üzenetek szabadon továbbíthatók közöttük.
Ennek a sémának azonban van egy nagy hátulütője: a Q betű beírásakor a végén lévő tükröződés miatt semmilyen körülmények között nem lehetett Q-t kapni. A német mérnökök tudtak erről a tulajdonságról, de nem tulajdonítottak neki nagy jelentőséget, de a A britek lehetőséget találtak ennek kiaknázására. Honnan tudtak a britek az Enigma belsejéről? Az tény, hogy egy teljesen nem titkos fejlesztésen alapult. Az első szabadalmat 1919-ben nyújtották be, és egy olyan gépet írt le bankok és pénzintézetek számára, amely lehetővé tette a titkosított üzenetek cseréjét. Eladták a nyílt piacon, és a brit hírszerzésnek sikerült több példányt beszereznie. Saját példájukkal egyébként a brit Typex titkosítógép is elkészült, melyben a fent leírt hibát javították.
A legelső Typex modell. Akár öt rotor! A standard Enigma három rotorral rendelkezett, de összesen öt opció közül választhat, és mindegyiket bármelyik nyílásba beszerelheti. Pontosan ez tükröződik a második oszlopban - a rotorok számai abban a sorrendben, ahogyan azokat az autóba kell helyezni. Így már ebben a szakaszban hatvan beállítási lehetőség volt elérhető. Mindegyik rotor mellett egy gyűrű található az ábécé betűivel (a gép egyes verzióiban - a megfelelő számokkal). A gyűrűk beállításai a harmadik oszlopban találhatók. A legszélesebb oszlop már német kriptográfusok találmánya, ami az eredeti Enigmában nem szerepelt. Itt vannak azok a beállítások, amelyeket a beépülő modul segítségével a betűk párosításával állíthat be. Ez összezavarja az egész rendszert, és nehéz fejtörővé változtatja. Ha megnézi táblázatunk alsó sorát (a hónap első napja), akkor a beállítások a következők: a III, I és IV rotorok balról jobbra kerülnek a gépbe, a mellettük lévő gyűrűk beállítva 18-nál, 24-nél és 15-nél, majd a panelen az N betűk dugókkal és P, J és V stb. Ha mindezeket a tényezőket figyelembe vesszük, körülbelül 107 458 687 327 300 000 000 000 lehetséges kombináció létezik – több mint másodperc telt el az Ősrobbanás óta. Nem meglepő, hogy a németek rendkívül megbízhatónak tartották ezt az autót.
Az Enigmának számos változata volt, különösen a tengeralattjárókon négy rotorral rendelkező változatot használtak.
Enigma hack
A titkosítás feltörése, mint általában, lehetővé tette az emberek megbízhatatlanságát, hibáit és kiszámíthatóságát.
Az Enigma kézikönyve szerint az öt rotor közül hármat kell választani. A „bomba” három vízszintes szakasza egy-egy lehetséges pozíciót tesztelhet, vagyis egy autó a hatvan lehetséges kombinációból hármat tud egyszerre futtatni. Mindennek ellenőrzéséhez vagy húsz "bombára" vagy húsz egymást követő ellenőrzésre van szüksége.
A németek azonban kellemes meglepetést okoztak az angol kriptográfusoknak. Bevezették azt a szabályt, hogy a rotorok ugyanazt a helyzetét nem szabad megismételni egy hónapon belül, és két egymást követő napon sem. Úgy hangzik, mintha növelnie kellett volna a megbízhatóságot, de a valóságban éppen az ellenkező hatást váltotta ki. Kiderült, hogy a hónap végére jelentősen csökkent az ellenőrizendő kombinációk száma.
A második dolog, ami segített a visszafejtésben, a forgalomelemzés volt. A britek a háború legelejétől hallgatták és rögzítették Hitler hadseregének titkosított üzeneteit. Akkor még nem volt szó dekódolásról, de néha maga a kommunikáció ténye is fontos, plusz olyan jellemzők, mint az üzenet továbbításának gyakorisága, hossza, napszaka stb. Ezenkívül a háromszögelés segítségével meg lehetett határozni, honnan küldték az üzenetet.
Jó példa erre a közvetítések, amelyekről származtak Északi-tenger minden nap ugyanazokról a helyekről, ugyanabban az időben, ugyanazon a frekvencián. Mi lehet az? Kiderült, hogy meteorológiai hajókról van szó, amelyek naponta dicsőítették az időjárási adatokat. Milyen szavakat tartalmazhat egy ilyen adás? Természetesen "időjárás előrejelzés"! Az ilyen találgatások megnyitják az utat egy olyan módszer előtt, amelyet ma egyszerű szöveges támadásnak nevezünk, és akkoriban "nyomoknak" (cribs) neveztek.
Mivel tudjuk, hogy az "Enigma" soha nem állítja elő ugyanazokat a betűket, mint az eredeti üzenet, a "tipp"-et egymás után egyeztetnünk kell minden azonos hosszúságú részkarakterlánccal, és meg kell nézni, hogy vannak-e egyezések. Ha nem, akkor ez egy jelölt karakterlánc. Például, ha ellenőrizzük az „időjárás a Vizcayai-öbölben” (Wettervorhersage Biskaya) nyomot, akkor először kiírjuk a titkosított karakterláncra.
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 |
Látjuk, hogy az S betű önmagába van titkosítva. Ez azt jelenti, hogy a tippet egy karakterrel el kell tolni, és újra ellenőrizni kell. Ebben az esetben egyszerre több betű is megegyezik - mozgasson többet. Egyez az R-vel. Mozogjunk még kétszer, amíg el nem találunk egy potenciálisan érvényes részkarakterláncot.
Ha helyettesítő titkosítással lenne dolgunk, akkor ez lehet a vége. De mivel ez egy többalfabetikus rejtjel, szükségünk van az Enigma rotorok beállításaira és kezdeti pozícióira. Őket vették fel "bombák" segítségével. Ehhez először meg kell számozni egy betűpárt.
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 |
Ezután ennek a táblázatnak a alapján készítse el az úgynevezett "menüt" - egy diagramot, amely megmutatja, hogy az eredeti üzenet melyik betűje (vagyis "titkolja") melyik betűbe van titkosítva és milyen pozícióban. Ennek a sémának megfelelően a „bomba” van konfigurálva. 
A tárcsák mindegyike 26 pozíció egyikét foglalhatja el – egyet az ábécé minden egyes betűjéhez. Mindegyik dob mögött 26 érintkező található, melyeket vastag kábelek kötnek össze oly módon, hogy a gép megkeresi azokat a plug-in panelbeállításokat, amelyek a titkosított karakterlánc betűinek egymás utáni egyezését adják a tippel.
Mivel a „bomba” felépítése nem veszi figyelembe az „Enigmán” belüli kapcsolóberendezést, a munkavégzés során több lehetőséget ad, amelyeket a kezelőnek ellenőriznie kell. Némelyikük egyszerűen azért nem fog működni, mert az Enigmában csak egy dugó csatlakoztatható egy aljzathoz. Ha a beállítások nem megfelelőek, a kezelő újraindítja a gépet, hogy megkapja a következő opciót. Körülbelül tizenöt percen belül a „bomba” végigmegy az összes opción a tárcsák kiválasztott pozíciójához. Ha jól sejti, akkor hátra van a gyűrűk beállításainak kiválasztása - már automatizálás nélkül (nem merülünk bele a részletekbe). Ezután az Enigmával kompatibilis angol Typex gépeken a titkosításokat tiszta szöveggé fordították.
Így a „bombák” egész flottájával operáló britek a háború végére minden nap reggeli előtt tényleges beállításokat kaptak. Összesen körülbelül ötven csatornájuk volt a németeknek, amelyek közül sok az időjárás-előrejelzésnél sokkal érdekesebb dolgokat sugárzott.
Megérinthető
A Bletchley Park Múzeumban nemcsak körbenézhetsz, hanem saját kezűleg is megtapinthatod a dekódolást. Beleértve - érintőképernyős táblázatok segítségével. Mindegyik megadja a feladatát. Ebben például a Banbury (Banburismus) lapok kombinálását javasolják. Ez egy korai módszer az Enigma megfejtésére, amelyet a "bombák" létrehozása előtt használtak. Jaj, nappal nem lehetett így megfejteni valamit, éjfélkor pedig tök tökre fordult minden siker az újabb beállítások változtatása miatt.
Hamis "adatközpont" a Hut 11-ben
Mi van a 11-es számú házban, ahol korábban "szerver szoba" volt, ha az összes "bombát" megsemmisítették a múlt században? Hogy őszinte legyek, a lelkem mélyén még mindig reménykedtem, hogy eljövök ide, és mindent olyan formában találok, mint valamikor. Jaj, nem, de a terem még mindig nem üres.
Itt vannak ilyen vasszerkezetek rétegelt lemezekkel. Egyesek életnagyságú fényképeket mutatnak be a "bombákról", mások idézeteket az itt dolgozók történetéből. Többnyire nők voltak, köztük a WAF-ból. női szolgálat Brit légierő. A képen látható idézet elárulja, hogy a hurok váltása és a "bombák" gondozása egyáltalán nem volt egyszerű feladat, de kimerítő napi munka. A bábuk között egyébként egy újabb vetítéssorozat rejtőzik. A lány elmondja barátjának, hogy fogalma sem volt, hol fog szolgálni, és teljesen lenyűgözi, ami Bletchleyben történik. Nos, engem is meglepett a nem mindennapi kiállítás!
Összesen öt órát töltöttem a Bletchley Parkban. Ez alig volt elég ahhoz, hogy alaposan szemügyre vegyük a központi részt, és minden mást megpillanthassunk. Annyira érdekes volt, hogy észre sem vettem, hogyan telt el az idő, mígnem elkezdett fájni a lábam, és kértem, hogy menjek vissza - ha nem a szállodába, de legalább a vonathoz.
És a házak, a gyengén megvilágított irodák, a helyreállított "bombák" és a hosszú, kísérőszövegekkel ellátott standok mellett volt mit nézni. Az első világháború alatti kémkedésnek szentelt teremről már említettem, volt egy terem Lorenz dekódolásáról és a Colossus számítógép megalkotásáról is. A múzeumban egyébként megtaláltam magát a Kolosszust is, vagy inkább azt a részt, amit a reenaktoroknak sikerült felépíteniük.
A legkitartóbbakat már a Bletchley Park területén kívül egy kis számítógéptörténeti múzeum várja, ahol megismerkedhetnek Informatika Turing után alakult ki. Oda is néztem, de már gyors tempóban mentem. A BBC Micro-ból és a Spectrumból már eleget láttam máshol – megteheti például a szentpétervári Chaos Constructions fesztiválon. De élő „bombát” sehol sem találsz.
Az "Enigma" elektromos forgó rejtjelező gép története 1917-ben kezdődik a holland Hugo Koch szabadalommal. A következő évben a szabadalmat Arthur Scherbius vásárolta meg, aki kereskedelmi tevékenységet folytatott azzal, hogy a gép másolatait eladta magánszemélyeknek, valamint a német hadseregnek és haditengerészetnek. Az értékesítés az 1920-as évek közepéig gyenge volt, részben a magas ár miatt.
1924 júniusában a brit kriptográfiai szolgálat (40-es szoba) érdeklődött az eszköz iránt. Erre a célra az Enigmát gyártó német Chiffrier-maschinen AG cégtől egy sorozat gépet vásároltak. Az ügylet egyik feltétele egy szabadalom bejegyzése volt a Brit Szabadalmi Hivatalnál, melynek köszönhetően a kriptográfiai szolgáltatás hozzáférést kapott a kriptográfiai séma leírásához.
lengyel színpad
Az Enigmával titkosított üzenetek első lehallgatása 1926-ból származik. Olvassa el azonban őket hosszú idő nem tudta. 1929 januárjában véletlenül bekerült a varsói vámhivatalba egy doboz az Enigma kereskedelmi változatával. Németország kérte a doboz visszaszolgáltatását, ami után a lengyelek érdeklődni kezdtek a tartalma iránt. A lengyel Cipher Bureau megbízásából az AVA szakemberei tanulmányozták a gépet, köztük annak vezetője, Anthony Palth kriptoanalitikus, majd a dobozt elküldték a német nagykövetségre. A gép tanulmányozása nem tette lehetővé az üzenetek megfejtését, ráadásul a német hadsereg az Enigma saját, továbbfejlesztett változatát használta.
1928-29-ben Lengyelországban szervezték meg az első kriptográfiai matematikai kurzusokat. A közönség kéttucatnyi tudású matematikus diák volt német nyelv. A hallgatók közül hárman - Marian Rejewski, Henryk Zygalski és Jerzy Rozhitsky - a Cipher Bureau szolgálatába álltak. Ezt követően ők fogják megkapni az első eredményeket az Enigma kód megnyitásakor.
1931-ben Hans-Thilo Schmidt, a német védelmi minisztérium titkosítási irodájának egyik alkalmazottja, aki már Ashe ügynöke lett, elkezdte átadni az elavult kódokat a francia hírszerzésnek, amelyeket hivatalos kötelezettségeik szerint meg kellett semmisítenie. és átadta az Enigma katonai változatának használatára vonatkozó utasításokat is. Az okok között, amelyek Hans-Thilót erre késztették, többek között az anyagi jutalmak, a hazája iránti neheztelés, amely nem értékelte az első világháborúban elért sikereit, valamint testvére, Rudolf Schmidt katonai karrierje iránti irigysége. Az első két dokumentum a „Gebrauchsanweisung für die Chiffriermaschine Enigma” és a „Schlüsselanleitung für die Chiffriermaschine Enigma” volt. A francia és a brit hírszerzés azonban nem mutatott érdeklődést a kapott adatok iránt – valószínűleg azt hitték, hogy lehetetlen kinyitni az Enigma rejtjelét. Gustave Bertrand francia titkosszolgálat ezredes átadta az anyagokat a lengyel "Cipher Bureau"-nak, és 1939 őszéig folytatta az ügynök további információinak átadását.
- patch panel beállítások; (német Steckerverbindungen)
- a rotorok felszerelésének sorrendje; (német Walzenlage)
- gyűrű pozíciók; (németül: Ringstellung)
- a rotorok kezdeti beállításai. (német Kenngruppen)
A kezelőnek azonban nem kellett volna használnia napi kulcsüzenetek titkosítására. Ehelyett a kezelő új kulcsot talált ki három betű(német Spruchschlüssel) és kétszer titkosította a day kulccsal. Ezt követően a forgórészek beállításait a kitalált kulcsnak megfelelően módosították, és az üzenetet titkosították.
Marian erőfeszítései az üzenetküldési protokoll sérülékenységének, nevezetesen az üzenetkulcs ismétlődésének elemzésére irányultak. A napi üzenetekből az első hat betűt választották ki, és ezek alapján egy megfelelési táblázatot állítottak össze (Singh könyvéből vett példák):
| 1. üzenet | L | O | K | R | G | M | … | |
| 2. üzenet | M | V | T | x | Z | E | … | |
| 3. üzenet | J | K | T | M | P | E | … | |
| 4. üzenet | D | V | Y | P | Z | x | … |
| 1. levél | A | B | C | D | E | F | G | H | én | J | K | L | M | N | O | P | K | R | S | T | U | V | W | x | Y | Z |
| 4. levél | P | M | R | x |
Ha volt elég üzenet, akkor a táblázat teljesen megtelt.
| 1. levél | A | B | C | D | E | F | G | H | én | J | K | L | M | N | O | P | K | R | S | T | U | V | W | x | Y | Z |
| 4. levél | F | K | H | P | L | W | O | G | B | M | V | R | x | U | Y | C | Z | én | T | N | J | E | A | S | D | K |
A táblázat teljes verziójának sajátossága az volt, hogy míg a napi kulcs változatlan marad, a táblázat tartalma sem változik. És nagy valószínűséggel fordítva. Lehetne egy katalógust összeállítani a táblázatokból ... de a számuk 26!, ami ezt a munkát belátható időn belül lehetetlenné teszi. Reevsky megpróbált elkülöníteni néhány mintát a táblázatokból, vagy találni néhány szerkezeti mintát. És sikerült neki. Elkezdett gondolkodni a következő formájú levélláncokon:
| 1. levél | A | B | C | D | E | F | G | H | én | J | K | L | M | N | O | P | K | R | S | T | U | V | W | x | Y | Z |
| A→F→W→A | ↓ | ↓ | ↓ | |||||||||||||||||||||||
| 4. levél | F | K | H | P | L | W | O | G | B | M | V | R | x | U | Y | C | Z | én | T | N | J | E | A | S | D | K |
A teljes táblázat példájában 4 ilyen lánc van fent:
- A→F→W→A
- B → Q → Z → K → V → E → L → R → I → B
- C → H → G → O → Y → D → P → C
- J → M → X → S → T → N → U → J
Marian következő felfedezése az volt, hogy bár bizonyos betűk teljes mértékben a napi Enigma beállításától függtek, a láncok és betűk számát csak a rotorok beállításai határozták meg. Mivel a rotorok száma 3 volt (de bármilyen sorrendben lehetnek), és a kezdeti beállítás a latin ábécé három betűjéből állt, a lehetőségek száma megegyezett 3! ∗ 26 3 = 105456 (\displaystyle 3!*26^(3)=105456). Ez lényegesen kevesebb volt, mint 26!, ami lehetővé tette az épített (vagy ellopott) Enigma gépek felhasználásával az összes lehetséges láncot tartalmazó katalógus összeállítását. Ez a munka csaknem egy évig tartott, de az eredmény a német levelezés elolvasásának képessége lett.
Amint Singh rámutat, a probléma két részre (rotorbeállítások és dugaszolólap-beállítások) való felosztása tette lehetővé Rejewski számára, hogy megbirkózzon ezzel a feladattal, valamint a Cipher Bureau matematikusai és Schmidt segítsége is:
A nappali forgórész beállításainak visszaállítása után maradt a dugaszolólap beállításainak kiderítése. Titkosítási szempontból ez egy egyszerű monoalfabetikus titkosítás volt, ráadásul csak 6 pár betűhelyettesítésre korlátozódott. A szöveget gyakran nem is frekvencia-kriptoanalízisnek kellett alávetni, hanem csak olyan sorokat kellett nézni, mint az „alliveinbelrin” (angol. Berlinbe érkezik az R ↔ L helyettesítővel) és más, „szemmel” könnyen helyreállítható sorokat.
1934-ben Németország elkezdte újrakonfigurálni a rotorok helyzetét minden hónap helyett negyedévenként. Erre válaszul Marian Rejewski megtervezte a "ciklométer" nevű eszközt, amely gyorsan létrehozza a ciklusok katalógusát.
1938. december 15-én Németország hozzáadta a 4. és 5. rotort, 1939. január 1-jével pedig 6-ról 10-re növelte a csatlakozók számát. Mindez jelentősen megnehezítette az Enigma kriptoanalízisét.
PC Bruno
brit színpad
Az Enigma feltörésének további munkája a Station X-ben, egy titkos brit hírszerző központban, később Bletchley Park néven zajlott.
Személyzet
Alistair Denniston veterán katonai hírszerző tisztet nevezték ki a projekt vezetőjének. A visszafejtési munkát Denniston kollégája, a neves nyelvész és kriptoanalitikus, Alfred Knox ("Dilly" Knox) vezette a 40-es szobában. A munka általános megszervezéséért Gordon Welchman matematikaprofesszor volt felelős. Denniston intelligencia alapján kezdett kriptanalitikusokból toborozni: nyelvészeket, matematikusokat, sakkozókat, bajnok keresztrejtvényfejtőket, egyiptológusokat, sőt még paleontológusokat is. Különösen a híres sakkmester, Stuart Milner-Barry volt az egyik első, akit elfogadtak. A matematikusok között volt egy fiatal cambridge-i logikaprofesszor – Alan Turing.
Módszer
Az ellenséges rádióüzenetek lehallgatását több tucat vevőállomás végezte, amelyek kódneve „Y-station”. A Bletchley Park naponta több ezer ilyen üzenetet kapott. A Bletchley Parknak az Enigma pontos másolata állt a rendelkezésére, így az üzenetek megfejtése a lemezek telepítésének és a későbbi modelleknél a plug-in kapcsoló kiválasztására szorítkozott. A feladat bonyolultságát nehezítette, hogy a rotor beállításai naponta változtak, így három műszakban éjjel-nappal dolgoztak a dekódoló szolgáltatások.
Az Enigma kialakítása megfelelő használat mellett szinte teljes titoktartást biztosított. A gyakorlatban azonban az Enigma német használói gyakran hanyagak voltak, és nyomokat adtak a brit elemzőknek (ilyen szleng a nyomokra). angol diákok hívták kiságyak). Az ilyen hibák felhasználásán és rendszerezésén alapult a visszafejtési módszer.
Tippek bármilyen gyakran ismétlődő szöveg, például üdvözlet, számok (kiejtéssel kódolva: "egy", "kettő" stb.). Minden nyom bekerült egy kartotékba (Index) a kontextussal együtt: a rádiós kézírása, az adás helye és ideje stb.
A szükséges számú nyom hiányában, különösen a nagyobb hadműveletek előestéjén, különleges intézkedéseket tettek azok megszerzésére. Ennek a technikának a kódneve "kertészet" (eng. gardening). Például a következő sarki konvoj indulása előtt demonstratív bányászatot hajtottak végre a tenger egy bizonyos szakaszán. Ha az ellenség az aknamentesítés eredményét jelentette, előre jelezve ismert koordináták, ez megadta a kívánt támpontot.
Turing
A Bletchley Park egyik fő teoretikusa Alan Turing volt. A lengyel anyagok tanulmányozása után Turing arra a következtetésre jutott, hogy az üzenetek teljes felsorolásával a korábbi megközelítést többé nem lehet alkalmazni. Egyrészt több mint 30 lengyel típusú gép létrehozására lenne szükség, ami sokszorosa az "X állomás éves költségvetésének", másodsorban pedig arra lehet számítani, hogy Németország ki tudja javítani azt a tervezési hibát, amelyen a lengyel módszer alapult. . Ezért fejlődött natív módszer, a forrásszöveg karaktersorozatainak iterációja alapján.
Hamarosan a németek egy kapcsolókészülékkel egészítették ki az Enigma tervezését, ezzel jelentősen bővítve a kódopciók számát. A briteknél felmerült problémát Gordon Welchman oldotta meg, javaslatot téve az „átlós tábla” kialakítására. E munka eredményeként 1940 augusztusában megépült egy kriptoanalitikus gép. bomba. Idővel több mint 200 gépet telepítettek a Bletchley Parkba, ami lehetővé tette a visszafejtési arány napi két-háromezer üzenetre emelését.
Bár a Bombe részleteiben némi változáson ment keresztül, annak általános forma változatlan maradt: egy körülbelül egy tonna súlyú szekrény, egy két-három méteres előlap és rajta 36 rotorcsoport, mindegyikben három. A gép használata különleges készségeket igényelt, és nagymértékben függött a kísérők – a Női Királyi Tengerészeti Szolgálat női önkéntesei – képzettségétől. (Angol). Ezt követően, amikor a munka egy része az USA-ba került, a technológiákkal együtt a dolgozók egy részét is kiküldték.
"Élő" információ
Németország időről időre szerkezeti változtatásokat hajtott végre a gépen, vagy valamilyen módon megerősítette a kriptográfiai védelmet. Ilyen esetekben a Bletchley Park kriptanalitikusai tehetetlenek voltak, és sürgősen további munkára volt szükség, hogy megtalálják a változások leírását, vagy legalább az Enigma utasításainak és gépeinek új másolatait.
Titoktartás
– Ez az én piszkos tyúkom, aki aranytojást toj, de soha nem kacsint.
Winston Churchill a Bletchley Parkban
A brit kormány mindent megtett annak érdekében, hogy elrejtse a német titkosítások megfejtésében elért sikerét mind az ellenség, mind a Szovjetunió vezetése elől. Ennek érdekében az Ultra program adatain alapuló minden tevékenységet fedőműveleteknek kellett kísérniük, amelyek elfedik a valódi információforrást. Így a svájci Lucy szervezetet használták fel információk továbbítására az Ultra-tól a Szovjetunióba, amelynek a legenda szerint forrása volt a német vezetés csúcsán. A Lucytól kapott információkat a szovjet hírszerzés svájci rezidense, Rado Sándor továbbította a Szovjetuniónak.
Az "Ultra" álcázására fiktív felderítő repüléseket, rádiójátékokat stb.
Az Ultra program létezését szigorúan korlátozott kör ismerte, létszáma körülbelül tíz fő volt. A szükséges információkat a hadsereg és a haditengerészet parancsnokainak főhadiszállására kirendelt hírszerző egységek hálózata juttatta el rendeltetési helyére. Ugyanakkor az információ forrását nem hozták nyilvánosságra, ami néha oda vezetett, hogy a brit parancsnokság alábecsülte az Ultra meglehetősen megbízható információit, és nagy veszteségeket szenvedett (lásd a Glories repülőgép-hordozó elsüllyedését).
a Szovjetunió
A Nagy-Britannia által kapott információk között szerepelt a Szovjetunió inváziójának előkészületeiről szóló információ is. A forrás felfedésének kockázata ellenére az információt továbbították a szovjet kormánynak. Sztálin azonban nem hitt a támadás lehetőségében.
Eredményértékelések
Egyes szerzők rámutatnak arra, hogy modern szempontból az Enigma titkosítás nem volt túl megbízható. Abszolút megbízhatósága azonban egy időben nem ébresztett kétséget a német szakemberekben: a német parancsnokság a háború legvégéig bárhol kereste a minősített információk kiszivárogtatásának okait, de nem az Enigma nyilvánosságra hozatalában. Ezért vált a brit kódtörők sikere különösen értékes hozzájárulás a nácizmus feletti győzelemhez.
A háború után
Lásd még
Megjegyzések
- Voltak hibák is: a projektbe meghívottak között volt biológus, Jeffrey Tundy hadnagy, a kriptojátékosok
- Max Newman, Tom Flowers és más szakemberek később érkeztek a Bletchley Parkba a Tunny rejtjelezési munkája kapcsán.
- Az Enigma titkosítást nemcsak a hadsereg, a légiközlekedés és a haditengerészet használta, hanem a haditengerészet is katonai felderítés(Abwehr) Vasútiés egyéb szolgáltatások. Mindegyik a saját rotorbeállításait használta.
- A tervezés fontos hátránya volt, hogy nem lehetett egy betűt ugyanazzal a betűvel kódolni. Az Enigma ezen tulajdonságát széles körben használták a megfejtés során
- Turing észrevette, hogy az "egy" szám (német Eins) az üzenetek 90%-ában előfordul. Ezen az alapon egy speciális dekódolási módszert építettek fel - az "eins-algoritmust". Még egy üdvözlést is használtak kiságynak Heil Hitlerés durva káromkodás, amit különösen a Bletchley Park számos női személyzete szórakoztatott
- A lengyel gépet „bombának” (lengyelül Bomba kryptologiczna – kriptológiai bomba) hívták. Bomba angolul bomba. A neve az egyik változat szerint egy fagylalt desszert nevéből származik. Bomba glacee("Az egyik elmélet szerint a bomba a fagylaltról, bombe glacee-ről kapta a nevét, amelyet a gép feltalálásakor ettek." // Enigma: A kód harca, Hugh Sebag-Montefiore, 2002, ISBN 978-0 -471-43721-5).
- A Bombét a British Tabulating Machines gyártotta. (Angol); gép tervezés készült Főtervező Harold Keane Társaság Harold Keen).
- Az autók és a kísérők a Bletchley Park területén kívül, a környező falvakban helyezkedtek el.
- Az a verzió, miszerint az Ultra titkosságának megőrzése érdekében lemond Coventry védelméről, nem igaz, és kizárólag F. W. Winterbottom, a RAF tisztjének visszaemlékezésein alapul, aki nem férhetett hozzá ilyen információkhoz. Winterbottom változatát más emlékírók és történészek többször is megcáfolták.
- A Szovjetunió a Bletchley Park ügynökétől, John Cairncrosstól, a cambridge-i ötösök egyik tagjától kapott némi ismeretet az Ultra programról. A britek 1951-ig nem tudtak Cairncross szerepéről.
- F. Winterbotham azt írja, hogy a jövőben titoktartási okokból a britek nem osztottak meg információkat. Tehát Winterbotham szerint a Wehrmacht kurszki hadműveletét a Szovjetunióban más forrásokból tanulták meg. Nem szabad azonban elfelejteni, hogy Winterbotham könyve azelőtt megjelent, hogy a Lorenz-kód visszafejtését (1975) eltávolították a brit archívumból, és ő maga, a háború alatt a légierő tisztjeként, nem férhetett hozzá a titkos információkhoz. információk az Enigmáról. Az archív anyagok egyértelműen egy részletes terv Moszkvába történő átadásáról tanúskodnak
Talány
Három rotoros katonai német Enigma titkosítógép (címkés változat).
Az Enigmát a világ számos országában használták kereskedelmi célokra, valamint katonai és kormányzati szolgálatokban, de a legszélesebb körben a náci Németországban alkalmazták a második világháború idején - nevezetesen A Wehrmacht rejtélye (Wehrmacht Enigma) – a német katonai modell – a leggyakrabban a vita tárgya.
Ez a gép azért vált ismertté, mert a Hitler-ellenes Koalíció (pontosabban Nagy-Britannia) kriptanalitikusai meg tudták fejteni nagyszámú vele titkosított üzeneteket. Különösen ezekre a célokra hoztak létre egy gépet Turing Bombe kódnévvel, amely jelentős segítséget nyújtott Hitler-ellenes koalíció(pontosabban Nagy-Britannia) a háborúban. A segítségével a kriptoanalízissel nyert összes információ ULTRA kódnevet kapta.
Annak ellenére, hogy a modern kriptográfia szempontjából az Enigma titkosítás gyenge volt, a gyakorlatban csak ennek a tényezőnek a kombinációja másokkal (például kezelői hibák, eljárási hibák, ismert üzenetszöveg (például időjárás-jelentések továbbításakor) , Enigma példányok rögzítése és titkosítási könyvek) lehetővé tette a kódtörők számára az Enigma titkosítások feltörését és az üzenetek olvasását. Azt is tartják, hogy a második világháború egyik legerősebb titkosítása volt. És csak az, hogy a britek elkapjanak egy ép Enigmát egy tengeralattjáróról és egy bombázóról (ami alapvető fontosságú, ezek a tények a németek számára ismeretlenek maradtak), figyelembe véve Nagy-Britannia legmagasabb tudományos és magas technológiai szintjét, lehetővé tette ( intenzív és hosszadalmas ilyen irányú munka után) létrehozni egy ellen- Enigma. Nagy-Britannia vezetése jól megértette ennek a sikernek a jelentőségét és egyediségét - sikerét "hét pecséttel" hagyva, a végsőkig titokban tartva még a Hitler-ellenes koalíció partnerei előtt is.
Hozzávetőleges becslések szerint körülbelül 100 000 Enigma titkosítógépet adtak ki.
Leírás
Rotorok
|
Az Enigma rotor bal oldala, lapos elektromos érintkezők láthatók. |
A rotor jobb oldala, tűs érintkezők láthatók. A római V azonosítja a forgórész huzalozását. |
A rotorok az Enigma szíve. Mindegyik rotor körülbelül 10 cm átmérőjű, ebonitból vagy bakelitből készült tárcsa volt, a rotor egyik oldalán rugós csapokkal körben elhelyezve. A másik oldalon megfelelő számú lapos elektromos érintkező volt. A tűs és lapos érintkezők az ábécé betűinek feleltek meg (általában 26 betű volt A-tól Z-ig). Érintkezéskor a szomszédos rotorok érintkezői lezártak egy elektromos áramkört. A rotor belsejében minden csap egy laposhoz volt csatlakoztatva. A csatlakozási sorrend ettől eltérő lehet.
Három rotor és egy orsó, amelyhez rögzítik.
A forgórész önmagában egy nagyon egyszerű titkosítási típust hozott létre: a kezdetleges helyettesítő titkosítást. Például az E betű csapja csatlakoztatható a rotor másik oldalán lévő T betű csapjához. De ha több rotort használunk egy kötegben (általában három vagy négy), állandó mozgásuk miatt megbízhatóbb titkosítás érhető el.
| A rotor szétszerelve | Három sorba kapcsolt rotor | ||
|---|---|---|---|
 |
|
 |
|
Az Enigma katonai modelljeit különféle számú rotorral gyártották. Az első modell csak hármat tartalmazott. 1938. december 15-én öten voltak, de egyszerre csak hármat használtak az autóban. Az ilyen típusú rotorokat I-től V-ig római számokkal jelölték, és mindegyiknek volt egy-egy bevágása az ábécé gyűrűjének különböző helyein. A haditengerészeti modellek mindig több rotort tartalmaztak, mint mások: hat, hét vagy nyolc. Ezeket a kiegészítő rotorokat VI, VII és VIII jelzéssel látták el, mindegyik különböző bekötéssel. Mindegyikben volt két bemélyedés az „N” és „A” betűk közelében, ami biztosította a rotorok gyakoribb fordulását.
Az Enigma négyrotoros haditengerészeti modellje, az M4-nek egy további rotorja volt, bár a vékonyabb reflektor miatt a háromrotoros méretű volt. Ennek a rotornak két típusa volt: béta és gamma. Nem mozdult el a titkosítási folyamat során, de manuálisan be lehetett állítani a 26 különböző pozíció bármelyikére.
A rotorok lépcsőzetes mozgása
Az Enigma rotorok lépcsőzetes mozgása. Mindhárom kutya (zölddel jelölve) egyszerre mozog. Az első forgórésznél (1) a racsnis (piros) mindig be van kapcsolva, és minden billentyűleütéssel elfordul. Ebben az esetben az első forgórész bevágása lehetővé teszi, hogy a kilincs a második rotort (2) is beakassza, és a következő gombnyomáskor elfordul. A harmadik forgórész (3) nincs bekapcsolva, mivel a harmadik rotor kilincse nem illeszkedett a második bemélyedésébe, a kilincs egyszerűen elcsúszik a tárcsa felületén.
Mindegyik forgórész egy 26 fogas fogaskerékhez (racsnis) volt rögzítve, és egy csoport kilincs kapcsolta a fogaskerekek fogait. A kutyák a gép gombjának megnyomásával egy időben haladtak előre. Ha a kilincs elkapta a fogaskerék fogát, akkor a rotor elfordult egy lépést.
A katonai Enigma modellben minden rotor egy állítható hornyolt gyűrűhöz volt rögzítve. Az öt alaprotor (I-V) egy-egy mélyedést, míg a haditengerészeti modell (VI-VIII) kettőt tartalmazott. Egy bizonyos ponton a bevágás nekiütközött a kilincsnek, lehetővé téve, hogy ráakadjon a következő forgórész racsnijára, amikor a következő gombot megnyomják. Amikor a kutya nem esett a mélyedésbe, egyszerűen végigcsúszott a gyűrű felületén anélkül, hogy elkapta volna a felszerelést. Az egybevágásos rendszerben a második forgórész ugyanabban az időben lépett előre egy pozíciót, mint az első 26 rotor. Hasonlóképpen, a harmadik rotor ugyanannyi idő alatt lépett előre egy lépést, amikor a második 26 lépést tett meg. A gép sajátossága volt, hogy a második rotor is elfordult, ha a harmadik elfordult. Ez azt jelenti, hogy a második forgórész két egymást követő billentyűleütésre kétszer fordulhat meg - ez az úgynevezett "kétlépcsős mozgás" -, ami az időtartam csökkenését eredményezi.
A kétlépcsős mozgás megkülönbözteti a rotorok működését a normál kilométer-számlálótól. A kettős lépést a következőképpen valósítottuk meg: az első rotor elfordult, amitől a második is elfordult egy lépést. És ha a második forgórész a kívánt helyzetbe mozdult, akkor a harmadik kilincs bekapcsolta a harmadik fokozatot. A következő lépésben ez a kilincs meglökte a fogaskereket és előretolta azt, valamint a második rotort is.
Három lemezzel és csak egy bevágással az első és a második lemezen a gép periódusa 26x25x26 = 16900 volt. Az üzenetek általában nem haladták meg a pár száz karaktert, így nem áll fenn a veszélye annak, hogy megismétlődjenek a rotorok egyetlen üzenet írásakor.
A négyrotoros haditengerészeti modelleknél nem változtattak a mechanizmuson. Mindössze három kutya volt, vagyis a negyedik forgórész soha nem mozdult, hanem manuálisan be lehetett állítani a 26 pozíció valamelyikébe.
Amikor megnyomtak egy gombot, a rotorok addig forogtak, amíg az elektromos áramkör be nem zárult.
Enigma rotorok összeszerelve. Három mozgatható rotor van elhelyezve két rögzített rész között: a bemeneti gyűrű és a reflektor (a bal oldalon "B" felirattal).
Bemeneti kerék
Reflektor
A korai A és B modellek kivételével az utolsó rotort követte reflektor(Német Umkehrwalze), egy szabadalmaztatott részlet, amely megkülönböztette az Enigma családot az akkoriban kifejlesztett többi forgógéptől. A reflektor páronként kötötte össze az utolsó forgórész érintkezőit, bekapcsolva a forgórészeken áthaladó áramot ellentétes irány de más útvonalon. A reflektor jelenléte biztosította, hogy az Enigma által végrehajtott transzformáció involúció, vagyis a visszafejtés megegyezik a titkosítással. A reflektor jelenléte azonban lehetetlenné teszi bármely betű titkosítását önmagán keresztül. Ez komoly elvi hiba volt, ami később jól jött a dekódolóknak.
A kereskedelmi forgalomban kapható Enigma C modellben a reflektor két, a D modellben pedig 26 lehetséges pozícióban helyezhető el, de a titkosítási folyamat során mozdulatlan volt. Az Abwehrben használt modellben a reflektor elmozdult a titkosítás során, akárcsak a többi lemez.
Az Enigma katonai és repülési modelljeiben a reflektort felszerelték, de nem forogtak. Négy változatban létezett. Az első fajta A címkét kapott. A következő Umkehrwalze B, 1937. november 1-jén jelent meg. harmadik, Umkehrwalze C 1941-ben jelent meg. negyedik, Umkehrwalze D, amelyet először 1944. január 2-án vezettek be, lehetővé tette az Enigma kezelőjének, hogy szabályozza a kapcsolási beállításokat a reflektor belsejében.
Összekötő panel
Kapcsoló panel a gép elején. Legfeljebb 13 csatlakozás használható. A képen két betűpár (S-O és J-A) fel van cserélve.
Összekötő panel(Német Steckerbrett) lehetővé teszi a kezelő számára a vezetékcsatlakozások változtatását. 1930-ban jelent meg először a német hadsereg változataiban, és hamarosan a haditengerészeti változatokban is sikerrel használták. A javítópanel óriási mértékben hozzájárult a gép titkosításának bonyolultságához, még inkább, mint egy további rotor bevezetése. A csatlakozótábla nélküli Enigmával szinte kézzel is meg lehet birkózni, de egy csatlakozótábla hozzáadásával a betörők kénytelenek voltak speciális gépeket építeni.
A patch panelen elhelyezett kábel párosával kötötte össze a betűket, például az E és a Q párosával kötötte össze. A hatás az volt, hogy felcserélték ezeket a betűket, mielőtt és miután a jel áthaladt a rotorokon. Például amikor a kezelő megnyomta az E billentyűt, a jel a Q-ra került, és csak azután a bemeneti rotorra. Több ilyen pár (legfeljebb 13) használható egyszerre.
A javítópanelen minden betűnek két nyílása volt. A dugó behelyezése leválasztotta az adott betű felső aljzatát (a billentyűzettől távol) és az alsó aljzatot (a bemeneti rotorhoz). A kábel másik végén lévő dugót egy másik betű aljzataiba dugták be, ezzel átkapcsolva e két betű csatlakozását.
kiegészítők
A Model M4 Enigma egyik praktikus funkciója volt az úgynevezett "Schreibmax", egy kis nyomtató, amely mind a 26 betűt képes nyomtatni egy kis papírra. Ebben a tekintetben nem volt szükség további kezelőre az izzók figyelésére és a betűk lejegyzésére. A nyomtatóeszközt az Enigma tetejére szerelték fel, és egy villanykörte panelhez kötötték. A nyomtatóberendezés felszereléséhez el kellett távolítani a lámpák fedelét és az összes izzót. Ráadásul ez az újítás növelte a biztonságot: most a kommunikációs tisztnek nem kellett látnia az egyszerű szöveget. A nyomtatóberendezést a tengeralattjáró parancsnokának kabinjában helyezték el, és a kommunikációs tiszt csak a titkosított szöveget vitte be anélkül, hogy titkos információhoz jutott volna.
Egy másik tartozék egy külön távirányító panel volt izzókkal. A kiegészítő paneles változatnál az Enigma faháza szélesebb volt. Volt egy utólag csatlakoztatható világító paneles modell, de ehhez a Schreibmax nyomtatóhoz hasonlóan a gyári fénypanelt is ki kellett cserélni. A távoli panel lehetővé tette a dekódolt szöveg elolvasását a kezelő közreműködése nélkül. 1944-ben légierő bevezetett egy további dugaszolós kapcsolót "Uhr" (óra) néven. Ez egy kis doboz volt, amelyben egy 40 állású kapcsoló volt. Kicserélte a szabványos csatlakozókat. A dugók csatlakoztatása után, amint azt a kódlista minden napra meghatározza, a kezelő a kapcsolót e 40 pozíció valamelyikében módosíthatja. Mindegyik pozíció a dugaszoló vezetékek eltérő kombinációját eredményezte. A legtöbb ilyen dugaszolócsatlakozás – a szabványos csatlakozókkal ellentétben – nem volt párosítva.
Matematikai leírás
Az egyes betűk Enigma transzformációja matematikailag definiálható permutációk eredményeként. Tekintsünk egy háromrotoros hadseregmodellt. Tegyük fel, hogy a P a plugboard-ot, az U a reflektort, az L, M, R pedig a bal, középső és jobb rotor műveleteit jelenti. Ekkor az E titkosítás a következőképpen fejezhető ki:
Minden gombnyomás után a rotor elmozdul, megváltoztatva az átalakítást. Például, ha a jobb oldali R rotor i pozíciót forgat, akkor egy transzformáció történik, ahol ρ egy ciklikus permutáció, amely A-ból B-be, B-ből C-be megy, és így tovább. Ugyanígy a középső és bal oldali rotort j és k forgással M és L jelölhetjük. A titkosítási funkció ebben az esetben a következőképpen jeleníthető meg:
Eljárások az Enigma használatához
Németül fegyveres erők A kommunikációs létesítményeket különböző hálózatokra osztották, amelyek mindegyike saját kódolási beállításokkal rendelkezik az Enigma gépekhez. A Bletchley Park angol megfejtő központban (ang. Bletchley Park ) ezeket a kommunikációs hálózatokat kulcsoknak nevezték, és olyan kódneveket kaptak, mint például Red, Chaffinch vagy Shark. Minden hálózaton működő egységhez új beállításokat rendeltek új időszakra. Az üzenet helyes titkosítása és visszafejtése érdekében a küldő és fogadó gépeket azonos módon kellett beállítani, konkrétan a rotorok megválasztását, a rotorok kezdeti helyzetét és a dugaszoló aljzat csatlakozásait kellett megegyezni. Ezeket a beállításokat előre egyeztették, és speciális rejtjelkönyvekbe rögzítették.
Az Enigma titkosítási kulcs kezdeti állapota a következő paramétereket tartalmazza:
- A rotorok elhelyezkedése: a rotorok kiválasztása és elhelyezkedése.
- A rotorok kezdeti pozíciói: a kezelő választja ki, üzenetenként eltérő.
- Gyűrű beállítás: Alfa gyűrű pozíció, ugyanaz, mint a forgó minta.
- Dugóbeállítások: dugaszoló csatlakozások a patch panelen.
Az Enigmát úgy tervezték, hogy még akkor is biztonságos legyen, amikor a kém ismerte a forgó áramköröket, bár a gyakorlatban a beállításokat titokban tartják. Ismeretlen séma esetén a lehetséges konfigurációk teljes száma 10 114 (körülbelül 380 bit) nagyságrendű lehet, ismert kapcsolati sémával és egyéb működési beállításokkal ez a szám 10 23-ra (76 bit) csökken. Az Enigma felhasználói bíztak a biztonságában a nagy szám miatt opciók. Irreális volt még egy lehetséges konfiguráció kiválasztásának megkezdése is.
Mutatók
A legtöbb kulcsot csak egy bizonyos ideig tartották meg, általában egy napig. Azonban minden új üzenethez a rotorok új kezdeti pozíciói lettek beállítva. Ennek oka az volt, hogy ha az azonos beállításokkal elküldött üzenetek száma nagy, akkor egy több üzenetet alaposan áttanulmányozó kriptoanalizátor frekvenciaelemzés segítségével titkosíthatja az üzeneteket. Hasonló ötletet használnak a modern titkosításban az "inicializálási vektor" elve. Ezeket a kezdeti pozíciókat a kriptogrammal együtt küldték el, a rejtjelezett szöveg előtt. Ezt az elvet „indikátor eljárásnak” nevezték. És az ilyen indikációs eljárások gyengesége vezetett az első sikeres Enigma-kód feltöréséhez.
Az egyik korai indikációs eljárást lengyel kriptoanalitikusok használták a kód feltörésére. Az eljárás az volt, hogy a kezelőnek be kell állítania a gépet egy olyan beállításlista szerint, amely tartalmazza a rotorok fő kiindulási helyzetét. Tegyük fel, hogy a fő kulcsszó az AOH. A kezelő addig forgatta kézzel a rotorokat, amíg az AOH szót ki nem olvasták a rotor ablakaiban. A kezelő ezután saját kulcsot választott az új üzenethez. Tegyük fel, hogy az operátor az EIN szót választotta. Ez a szó lett ennek az üzenetnek a kulcsa. Ezután a kezelő még egyszer beírta az EIN szót a gépbe, hogy elkerülje az átviteli hibákat. Ennek eredményeként az EIN szó kétszeri beírása után a kriptogram az XHTLOA szót jelenítette meg, amely megelőzte a fő üzenet törzsét. Végül a kezelő ismét elfordította a rotorokat a kiválasztott kulcsnak, ebben a példában az EIN-nek megfelelően, majd beírta az üzenet fő szövegét.
A titkosított üzenet kézhezvétele után a teljes művelet fordított sorrendben történt. A fogadó kezelő beírta a kezdeti beállításokat a gépbe (AOH kulcsszó), és beírta a fogadott üzenet első hat betűjét (XHTLOA). A fenti példában az EINEIN szó jelent meg, ami azt jelenti, hogy a fogadó operátor megértette, hogy a kulcsszó az EIN. Ezt követően a rotorokat EIN pozícióba állította, és bevitte a titkosított üzenet többi részét, és egy tiszta, dekódolt szöveget kapott kimenetként.
Ennek a módszernek két hiányossága volt. Először is a fő kulcsbeállítások használata. Ezt később úgy változtatták meg, hogy a kezelő saját kezdeti pozíciókat választotta ki az indikátor titkosításához, és a kezdeti pozíciókat tiszta szöveggel küldte el. A második probléma a rejtjelkezelő által választott jelzőszó ismételhetősége volt, ami jelentős biztonsági hiba volt. Az üzenetkulcsot kétszer titkosították, ami szabályos hasonlóságot eredményezett az első és a negyedik, a második és az ötödik, a harmadik és a hatodik karakter között. Ez a hiányosság lehetővé tette a lengyel kódtörők számára, hogy már 1932-ben megtörjék az Enigma kódot. 1940-től azonban a németek megváltoztatták az eljárásokat a biztonság javítása érdekében.
- A "GREEN" az Enigma japán klónja, egy keveset használt gép, amely négy függőlegesen elhelyezett rotorral rendelkezik.
- Az Egyesült Államokban William Friedman kriptoanalitikus feltalálta az "M-325"-öt, egy rejtjelező gépet, amely logikai műveletekben hasonlít az Enigmához, bár felépítése eltérő.
- Az egyedülálló forgógépet 2002-ben Tatjana van Vark holland kriptoanalitikus találta fel.
Enigma ma
Az Enigma "feltörésére" tett kísérleteket egészen a végéig nem hozták nyilvánosságra
Az Ön figyelme egy áttekintő anyag (mondjuk, részletek nélkül) a meglehetősen jól ismert Enigma titkosítógép működési elvéről.
Sokan hallották, hogy a második világháborúban a német fél egy speciális titkosítógépet, az Enigmát használta a titkosításhoz.
A források szerint ez az eszköz új szó volt az akkori kriptográfiában.
Hogyan dolgozott?
Helyettesítő titkosítás
Először is tudnia kell, mi az a „Replacement Cipher”. Ez az egyik betű szokásos helyettesítése egy másikkal. Azok. egy ilyen titkosításban az "A" betű helyett például "T"-t használnak, "B" helyett - "S" stb.
Egy ilyen titkosítás feltörése meglehetősen egyszerű. Egy többé-kevésbé hosszú titkosított üzenet jelenlétében lehetőség van gyakoriságelemzés elvégzésére és összehasonlítására a nyelvben előforduló betűhasználat gyakoriságával. Azok. ha sok „T” betű van a helyettesítő titkosítással titkosított üzenetben, akkor ez egyértelmű jele annak, hogy valamiféle magánhangzó rejtőzik e betű mögött (például „A” vagy „O”, mert általában ezek a betűk a leggyakoribb a nyelvben) .
Enigma készülék
Az Enigma olyan volt, mint egy dinamikus Caesar-rejtjel. Azok. Kezdetben egy bizonyos kezdeti értéket állítottak be a dobokon (egyfajta véletlenszerű mag), ez volt a kulcs. Továbbá a betűk beírásakor minden betűt Caesar-rejtjellel titkosítottak, majd ez a titkosítás egy másikra változott.
A titkosítás cseréjét rotorok segítségével biztosítottuk.
A rotorok olyan tárcsák voltak, amelyeknek mindkét oldalán 26 érintkező volt, bizonyos (véletlen) módon a rotor belsejében összekapcsolva. A forgórészen áthaladva alakult át a jel „A” betűről „T” betűre stb.
Több rotor volt, és minden karakter beírása után fordultak (dobszámláló módjára).
Ezen kívül volt még egy patch panel, amibe páronként betűket váltó vezetékeket lehetett belehelyezni. Azok. A vezeték egyik végével az „A” aljzatba, a másik végével az „E” aljzatba dugva ezeket a betűket felcserélte.
A működési elv a kapcsolási rajz alapján érthető:
A rotorok száma változó volt különböző évekés különféle célokra (például a haditengerészetben nagy számú rotorral rendelkező Enigmákat használtak).
A hackelés bonyolítása érdekében az operátorok minden alkalommal másképp kódolták a gyakran használt szavakat (neveket). Például a „Minensuchboot” szót „MINENSUCHBOOT”, „MINBOOT”, „MMMBOOT” vagy „MMM354” néven írhatjuk.
Kiegészítők.
Mint minden népszerű készülékhez, az Enigmához is rengeteg tartozék készült (igen, már akkor elkezdődött). Voltak például automata nyomtatási eszközök (a normál változatban a kódolás világító lámpákkal történt, amelyek értékét a kezelőnek fel kellett írnia).
Ezen kívül voltak távoli nyomtatók (természetesen vezetékeken). Hogy a titkosított üzenetet a gépbe behajtó kezelő ne férhessen hozzá a dekódolthoz.