Mașina de cifrat germană a fost numită „Cicitoarea” nu pentru un cuvânt roșu. Istoria capturii ei și a decodării interceptărilor radio este legendară, iar cinematografia contribuie foarte mult la acest lucru. Mituri și adevăruri despre codificatorul german - în materialul nostru.

Interceptarea mesajelor de către adversar, după cum se știe, poate fi contracarată doar prin protecția sau criptarea lor fiabilă. Istoria criptării datează de secole în urmă - unul dintre cele mai faimoase cifruri se numește cifru Caesar. Apoi s-au încercat să mecanizeze procesul de criptare și decriptare: discul Alberti, creat în anii 60 ai secolului al XV-lea de Leon Battista Alberti, autorul A Treatise on Ciphers, una dintre primele cărți despre arta criptării și decriptării. , a ajuns la noi.

Mașina Enigma folosită de Germania în timpul celui de-al Doilea Război Mondial nu a fost unică. Dar se deosebea de dispozitivele similare adoptate de alte țări prin simplitatea sa relativă și utilizarea în masă: putea fi folosit aproape peste tot - atât pe teren, cât și pe submarin. Istoria Enigma datează din 1917 - atunci olandezul Hugo Koch a primit un brevet pentru aceasta. Munca ei a constat în înlocuirea unor litere cu altele datorită rolelor rotative.

Cunoaștem istoria decodării mașinii Enigma în principal din blockbusterele de la Hollywood despre submarine. Cu toate acestea, aceste filme, potrivit istoricilor, au puține în comun cu realitatea.

De exemplu, filmul din 2000 U-571 povestește despre misiunea secretă a marinarilor americani de a captura mașina de cifrat Enigma la bordul submarinului german U-571. Acțiunea are loc în 1942 în Atlanticul de Nord. În ciuda faptului că filmul este spectaculos, povestea spusă în el nu corespunde deloc cu faptele istorice. Submarinul U-571 era într-adevăr în serviciu Germania nazista, dar a fost scufundat în 1944, iar americanii au reușit să captureze mașina de scris Enigma abia la sfârșitul războiului, iar acest lucru nu a jucat un rol serios în apropierea Victoriei. Apropo, la finalul filmului, creatorii relatează fapte adevărate din punct de vedere istoric despre capturarea codificatorului, dar acestea au apărut la insistențele consultantului filmului, un englez de naștere. Pe de altă parte, regizorul filmului, Jonathan Mostov, a declarat că banda sa „este o operă de artă”.

Filmele europene, pe de altă parte, încearcă să mențină acuratețea istorică, dar există și o cotă de ficțiune în ele. Filmul lui Michael Apted, Enigma, din 2001, spune povestea lui Tom Jericho, un matematician care trebuie să rezolve codul actualizat al unei mașini de cifrat germane în doar patru zile. Desigur, în viața reală, a durat mult mai mult pentru a descifra codurile. La început, serviciul criptologic al Poloniei a fost angajat în acest lucru. Și un grup de matematicieni - Marian Rejewski, Heinrich Zygalski și Jerzy Rozicki - care studiau cifrurile germane învechite, au descoperit că așa-numitul cod zilnic, care era schimbat în fiecare zi, consta în setările plăcilor, ordinea de instalare a rotoarelor, pozițiile. ale inelelor si setarile initiale ale rotorului . S-a întâmplat în 1939, chiar înainte de capturarea Poloniei de către Germania nazistă. De asemenea, „Cipher Bureau” polonez, creat special pentru „lupta” cu Enigma, a avut la dispoziție mai multe exemplare ale unei mașini de lucru, precum și o mașină electromecanică Bomba, formată din șase dispozitive germane pereche, care au ajutat la lucrul cu coduri. Ea a fost cea care a devenit mai târziu prototipul Bombe - invenția lui Alan Turing.

Partea poloneză a reușit să-și transfere evoluțiile către serviciile speciale britanice, care au organizat lucrări ulterioare pentru a desluși „misterul”. Apropo, pentru prima dată britanicii au devenit interesați de Enigma la mijlocul anilor 20, totuși, au abandonat rapid ideea de a descifra codul, aparent considerând că era imposibil să facă acest lucru. Cu toate acestea, odată cu izbucnirea celui de-al Doilea Război Mondial, situația s-a schimbat: în mare măsură datorită mașinii misterioase, Germania a controlat jumătate din Atlantic, a înecat convoaiele europene cu alimente și muniții. În aceste condiții, Marea Britanie și alte țări ale coaliției anti-Hitler aveau neapărat nevoie să pătrundă ghicitoarea Enigma.

Sir Alistair Dennison, șeful Școlii Publice de Coduri și Cifrare, care se afla în uriașul castel din Bletchley Park, la 50 de mile de Londra, a conceput și desfășurat o operațiune secretă Ultra, apelând la absolvenți talentați de la Cambridge și Oxford, printre care se număra celebrul criptograf și matematician Alan Turing . Lucrarea lui Turing privind descifrarea codurilor mașinii Enigma este dedicată filmului din 2014 The Imitation Game, lansat în 2014. În 1936, Turing a dezvoltat o „mașină Turing” computațională abstractă, care poate fi considerată un model de computer - un dispozitiv capabil să rezolve orice problemă prezentată sub forma unui program - o secvență de acțiuni. La școala de coduri și cifruri, el a condus grupul Hut 8, responsabil pentru criptoanaliza mesajelor marinei germane și a dezvoltat o serie de metode pentru spargerea cifrului german. Pe lângă grupul lui Turing, la Bletchley Park lucrau 12.000 de angajați. Datorită muncii lor grele, codurile Enigma au cedat decriptării, dar nu a fost posibil să spargă toate cifrurile. De exemplu, cifrul Triton a funcționat cu succes aproximativ un an și chiar și atunci când băieții Bletchley l-au spart, nu a adus rezultatul dorit, deoarece a trecut prea mult timp din momentul în care cifrul a fost interceptat până când informația a fost transmisă britanicilor. marinari.

Chestia este că, din ordinul lui Winston Churchill, toate materialele de decriptare au fost primite doar de șefii serviciilor de informații și de Sir Stuart Menzies, care conducea MI6. Au fost luate astfel de precauții pentru a-i împiedica pe germani să ghicească despre dezvăluirea cifrurilor. În același timp, aceste măsuri nu au funcționat întotdeauna, apoi nemții au schimbat setările Enigma, după care munca de decriptare a început din nou.

Jocul Imitației atinge, de asemenea, relația dintre criptografii britanici și sovietici. Londra oficială nu era cu adevărat sigură de competența specialiștilor din Uniunea Sovietică, totuși, la ordinul personal al lui Winston Churchill, la 24 iulie 1941, materialele cu ștampila Ultra au fost transferate la Moscova. Adevărat, pentru a exclude posibilitatea dezvăluirii nu numai a sursei de informații, ci și a faptului că Moscova va afla despre existența Parcului Bletchley, toate materialele au fost deghizate în date sub acoperire. Cu toate acestea, în URSS au aflat despre munca de decriptare a Enigmei încă din 1939, iar trei ani mai târziu, spionul sovietic John Cairncross a intrat la Școala de Stat de Coduri și Cifre, care a trimis în mod regulat toate informațiile necesare la Moscova.

Mulți se întreabă de ce URSS nu a descifrat interceptările radio ale „ghicitoarei” germane, deși trupele sovietice a capturat două astfel de dispozitive încă din 1941 și în Bătălia de la Stalingrad Moscova mai avea trei dispozitive la dispoziție. Potrivit istoricilor, lipsa echipamentelor electronice moderne din URSS la acea vreme a afectat.

Apropo, un departament special al Cheka, care se ocupă de criptare și decriptare, a fost convocat în URSS la 5 mai 1921. Din cauza angajaților departamentului nu au fost foarte mulți, din motive evidente - departamentul a lucrat pentru informații și contrainformații - și-au anunțat victorii. De exemplu, dezvăluirea deja în anii douăzeci a codurilor diplomatice ale unui număr de țări. A fost creat și un cifru - faimosul „cod rus”, pe care, după cum se spune, nimeni nu a reușit să-l descifreze.

În aproape orice perioadă a anului, peisajul rural englezesc arată la fel: pajiști verzi, vaci, case cu aspect medieval și un cer larg - uneori gri, alteori albastru orbitor. Tocmai se trecea de la primul mod la al doilea mai rar, când tren de navetiști m-a grăbit la gara Bletchley. Este greu de imaginat că bazele informaticii și criptografiei au fost puse în împrejurimile acestor dealuri pitorești. Cu toate acestea, următoarea plimbare prin cel mai interesant muzeu a spulberat toate îndoielile posibile.

Un astfel de loc pitoresc, desigur, nu a fost ales de britanici întâmplător: o cazarmă discretă, cu acoperișuri verzi, situată într-un sat îndepărtat, era exact ceea ce era necesar pentru a ascunde o facilitate militară ultra-secretă, unde lucrau continuu la spargere. cifrurile ţărilor Axei. Parcul Bletchley poate să nu fie impresionant din exterior, dar munca care a fost făcută aici a ajutat la schimbarea valului războiului.

Cryptohuts

În timp de război, în Bletchley Park se intra pe poarta principală, prezentând un permis paznicilor, iar acum ei cumpără un bilet la intrare. Am zăbovit acolo puțin mai mult pentru a vedea magazinul de cadouri alăturat și afișarea temporară a tehnologiei de informații din Primul Război Mondial (de asemenea subiect interesant). Dar principalul era înainte.

De fapt, Bletchley Park are aproximativ douăzeci de clădiri lungi cu un etaj, care se numesc colibă ​​în engleză și sunt de obicei traduse în rusă ca „casă”. Le-am numit „colibe” pentru mine, combinând una cu alta. Pe lângă acestea, există un conac (aka Mansion), unde a funcționat comanda și au fost primiți oaspeți distinși, precum și mai multe clădiri auxiliare: foste grajduri, un garaj, clădiri rezidențiale pentru personal.

Aceleași case
Homestead în toată gloria ei
În interiorul moșiei arată mai bogat decât colibe

Fiecare casă are propriul său număr, iar aceste numere au sens istoric, cu siguranță îi veți întâlni în orice poveste despre Bletchley Park. În a șasea, de exemplu, au fost primite mesaje interceptate, în a opta au fost angajați în criptoanaliza (Alan Turing a lucrat acolo), în a unsprezecea au fost computere - „bombe”. A patra casă a fost alocată ulterior pentru lucrul la versiunea Enigma, care a fost folosită în marina, a șaptea - pentru variația japoneză pe tema Enigma și alte cifruri, în a cincea, au fost analizate transmisiile interceptate în Italia, Spania și Portugalia, precum și criptarea poliției germane. Ei bine, și așa mai departe.

Puteti vizita casele in orice ordine. Decorul în cele mai multe dintre ele este foarte asemănător: mobilier vechi, lucruri vechi, caiete zdrențuite, postere și hărți din cel de-al doilea război mondial. Toate acestea, desigur, nu au stat aici timp de optzeci de ani: casele au trecut mai întâi de la o organizație de stat la alta, apoi au fost abandonate, iar abia în 2014 restauratorii le-au restaurat cu meticulozitate, salvându-le de la demolare și transformându-le într-un muzeu. .

Acest lucru, așa cum se obișnuiește în Anglia, a fost abordat nu numai cu atenție, ci și cu ficțiune: în multe camere se aud voci ale actorilor și sunete din difuzoare ascunse care dau impresia că munca este în plină desfășurare. Intri și auzi sunetul unei mașini de scris, pașii cuiva și un radio în depărtare, apoi „asculti” conversația plină de viață a cuiva despre un cifru interceptat recent.

Dar adevărata curiozitate sunt proiecțiile. De exemplu, acest om, care stă parcă la masă, m-a salutat și a vorbit scurt despre ordinea locală.

În multe camere, amurgul domnește - pentru ca proiecțiile să poată fi văzute mai bine

Cel mai interesant lucru, desigur, a fost să te uiți la desktop-ul lui Alan Turing. Biroul lui este situat în casa a opta și arată foarte modest.

Așa arăta biroul lui Alan Turing

Ei bine, puteți privi creația lui Turing în sine - mașina de decriptare Enigma - din casa numărul 11 ​​- în același loc în care a fost asamblat la un moment dat primul model al „bombei”.

Bombă criptologică

Aceasta poate fi o știre pentru tine, dar Alan Turing nu a fost primul care a descifrat Enigma prin forță brută. Opera sa este precedată de cercetările criptografului polonez Marian Rejewski. Apropo, el a numit mașina de decriptare „bombă”.

„Bomba” poloneză a fost mult mai simplă. Acordați atenție rotoarelor de deasupra

De ce „bombă”? Există mai multe versiuni diferite. De exemplu, potrivit unuia, tipul de înghețată îndrăgit de Reevsky și colegi se numea așa, care a fost vândut într-o cafenea nu departe de biroul de criptare al Statului Major Polonez și au împrumutat acest nume. O explicație mult mai simplă este aceea că în poloneză cuvântul „bombă” poate fi folosit pentru o exclamație precum „eureka!”. Ei bine, o variantă foarte simplă: mașina ticăia ca o bombă.

Cu puțin timp înainte de capturarea Poloniei de către Germania, inginerii polonezi au predat britanicilor toate evoluțiile legate de decodarea cifrurilor germane, inclusiv desenele „bombei”, precum și o copie de lucru a „Enigmei” - nu o germană, dar o clonă poloneză, pe care au reușit să o dezvolte înainte de invazie. Restul evoluțiilor polonezilor au fost distruse astfel încât inteligența lui Hitler să nu bănuiască nimic.

Problema a fost că versiunea poloneză a „bombei” a fost proiectată doar pentru mașina Enigma I cu trei rotoare fixe. Chiar înainte de începerea războiului, germanii au comandat versiuni îmbunătățite ale Enigma, unde rotoarele erau înlocuite în fiecare zi. Acest lucru a făcut versiunea poloneză complet inutilizabilă.

Dacă ai vizionat The Imitation Game, ești deja destul de familiarizat cu Bletchley Park. Regizorul nu a putut rezista însă și a făcut mai multe abateri de la real evenimente istorice. În special, Turing nu a creat un prototip al „bombei” cu propria sa mână și nu a numit-o niciodată „Christopher”.

Popularul actor englez Cryptocode Podbirac ca Alan Turing

Bazându-se pe mașina poloneză și pe munca teoretică a lui Alan Turing, inginerii Companiei Britanice de Mașini de Tabulare au creat „bombele” care au fost furnizate către Bletchley Park și alte facilități secrete. Până la sfârșitul războiului, erau deja 210 mașini, dar odată cu sfârșitul ostilităților, toate „bombele” au fost distruse la ordinul lui Winston Churchill.

De ce au trebuit autoritățile britanice să distrugă un centru de date atât de frumos? Faptul este că „bomba” nu este un computer universal - este concepută exclusiv pentru decodarea mesajelor criptate de Enigma. Odată ce acest lucru nu a mai fost necesar, mașinile au devenit și ele inutile, iar componentele lor puteau fi vândute.

Un alt motiv poate fi fost o premoniție că Uniunea Sovieticăîn viitor nu va fi cel mai bun prieten REGATUL UNIT. Ce se întâmplă dacă URSS (sau oriunde altundeva) ar începe să folosească tehnologie similară Enigma? Atunci este mai bine să nu demonstrați nimănui capacitatea de a-și deschide cifrurile rapid și automat.

Doar două „bombe” au supraviețuit din timpul războiului - au fost transferate la GCHQ, Centrul de Comunicații al Guvernului Regatului Unit (luați în considerare analogul modern al Bletchley Park). Se spune că au fost demontate în anii şaizeci. Dar GCHQ a acceptat cu bunăvoință să ofere muzeului din Bletchley desene vechi ale „bombelor” - din păcate, nu în cea mai bună stare și nu în totalitate. Cu toate acestea, entuziaștii au reușit să le restaureze și apoi să creeze mai multe reconstrucții. Acum sunt în muzeu.

Interesant este că în timpul războiului, producția primei „bombe” a durat aproximativ douăsprezece luni, dar reenactorii de la BCS Computer Conservation Society, începând din 1994, au lucrat aproximativ doisprezece ani. Ceea ce, desigur, nu este surprinzător, având în vedere că nu aveau la dispoziție alte resurse decât economiile și garajele.

Cum a funcționat Enigma?

Deci, „bombele” au fost folosite pentru a decripta mesajele care au fost obținute la ieșire după criptarea Enigma. Dar cum face ea mai exact? Desigur, nu vom analiza în detaliu circuitul său electromecanic, dar principiu general munca este interesant de stiut. Cel puțin a fost interesant pentru mine să ascult și să notez această poveste din cuvintele unui lucrător al muzeului.

Designul „bombei” se datorează în mare măsură designului „Enigmei” în sine. De fapt, putem presupune că „bomba” este câteva zeci de „Enigme” reunite astfel încât să sorteze posibilele setări ale mașinii de criptare.

Cea mai simplă „Enigma” este cu trei rotoare. A fost folosit pe scară largă în Wehrmacht, iar designul său sugera că ar putea fi folosit de un soldat obișnuit, și nu de un matematician sau inginer. Funcționează foarte simplu: dacă operatorul apasă, să zicem, P, o lumină se va aprinde sub una dintre literele de pe panou, de exemplu, sub litera Q. Rămâne doar convertirea în codul Morse și transmiterea.

Un punct important: dacă apăsați din nou P, sunt foarte puține șanse să obțineți din nou Q. Pentru că de fiecare dată când apăsați butonul, rotorul se mișcă o poziție și modifică configurația circuitului electric. Un astfel de cifru se numește polialfabetic.


Uită-te la cele trei rotoare din partea de sus. Dacă, de exemplu, introduceți Q pe tastatură, atunci Q va fi mai întâi înlocuit cu Y, apoi cu S, cu N, apoi reflectat (se va dovedi K), schimbat din nou de trei ori și ieșirea va fi U. Astfel , Q va fi codificat ca U. Dar ce se întâmplă dacă tastați U? Obțineți Q! Deci cifrul este simetric. Acest lucru era foarte convenabil pentru aplicațiile militare: dacă două locuri aveau Enigme cu aceleași setări, mesajele puteau fi transferate liber între ele.

Această schemă are însă un mare dezavantaj: atunci când introduci litera Q, din cauza reflecției de la sfârșit, în niciun caz nu ai putut obține Q. Inginerii germani știau despre această caracteristică, dar nu i-au acordat prea multă importanță, dar britanicii au găsit o oportunitate de a o exploata . De unde știau britanicii despre interiorul Enigmei? Cert este că s-a bazat pe o dezvoltare complet non-secretă. Primul brevet pentru acesta a fost depus în 1919 și descria o mașină pentru bănci și instituții financiare care permitea schimbul de mesaje criptate. A fost vândut pe piața liberă, iar informațiile britanice au reușit să achiziționeze mai multe exemplare. După propriul exemplu, a fost făcută și mașina britanică de criptare Typex, în care a fost corectată defectul descris mai sus.

Primul model Typex. Cât cinci rotoare!

Enigma standard avea trei rotoare, dar puteai alege dintre cinci opțiuni în total și să instalezi fiecare dintre ele în orice slot. Acesta este exact ceea ce se reflectă în a doua coloană - numerele rotoarelor în ordinea în care ar trebui să fie introduse în mașină. Astfel, deja în această etapă, a fost posibil să obțineți șaizeci de opțiuni pentru setări. Lângă fiecare rotor este un inel cu literele alfabetului (în unele versiuni ale mașinii - numerele corespunzătoare). Setările pentru aceste inele sunt în a treia coloană. Cea mai largă coloană este deja o invenție a criptografilor germani, care nu se afla în Enigma originală. Iată setările care sunt setate folosind panoul de plug-in prin împerecherea literelor. Acest lucru încurcă întreaga schemă și o transformă într-un puzzle dificil. Dacă vă uitați la linia de jos a tabelului nostru (prima zi a lunii), atunci setările vor fi după cum urmează: rotoarele III, I și IV sunt plasate în mașină de la stânga la dreapta, inelele de lângă ele sunt setate la 18, 24 și 15, iar apoi literele N sunt conectate pe panou cu mufe și P, J și V și așa mai departe. Când sunt luați în considerare toți acești factori, există aproximativ 107.458.687.327.300.000.000.000 de combinații posibile - au trecut mai mult de secunde de la Big Bang. Nu este de mirare că germanii au considerat această mașină extrem de fiabilă.

Au existat multe variante ale Enigma, în special, o versiune cu patru rotoare a fost folosită pe submarine.

Hack Enigma

Ruperea cifrului, ca de obicei, a permis lipsa de încredere a oamenilor, greșelile lor și predictibilitatea.

Manualul Enigma spune să alegeți trei dintre cele cinci rotoare. Fiecare dintre cele trei secțiuni orizontale ale „bombei” poate testa o poziție posibilă, adică o mașină poate rula trei din șaizeci de combinații posibile simultan. Pentru a verifica totul, aveți nevoie fie de douăzeci de „bombe”, fie de douăzeci de verificări consecutive.

Cu toate acestea, germanii au făcut o surpriză plăcută criptografilor englezi. Ei au introdus o regulă conform căreia aceeași poziție a rotoarelor nu trebuie repetată în decurs de o lună și, de asemenea, timp de două zile la rând. Se pare că ar fi trebuit să crească fiabilitatea, dar în realitate a avut efectul opus. S-a dovedit că până la sfârșitul lunii, numărul de combinații care trebuiau verificate a fost redus semnificativ.

Al doilea lucru care a ajutat la decriptare a fost analiza traficului. Britanicii au ascultat și au înregistrat mesajele criptate ale armatei lui Hitler încă de la începutul războiului. Nu se vorbea atunci despre decodare, dar uneori este important însuși faptul comunicării, plus caracteristici precum frecvența la care a fost transmis mesajul, lungimea acestuia, ora din zi etc. De asemenea, folosind triangularea, a fost posibil să se determine de unde a fost trimis mesajul.

Un bun exemplu sunt emisiunile care au venit de la Marea Norduluiîn fiecare zi din aceleași locații, la aceeași oră, pe aceeași frecvență. Ce ar putea fi? S-a dovedit că acestea erau nave meteorologice, care glorificau zilnic datele meteo. Ce cuvinte pot fi cuprinse într-o astfel de transmisie? Desigur, „prognoza meteo”! Asemenea presupuneri deschid calea unei metode pe care astăzi o numim un atac de text simplu, iar în acele vremuri se numeau „indicii” (pătuțuri).

Deoarece știm că „Enigma” nu produce niciodată aceleași litere ca și mesajul original, trebuie să potrivim succesiv „hint” cu fiecare subșir de aceeași lungime și să vedem dacă există potriviri. Dacă nu, atunci este un șir candidat. De exemplu, dacă verificăm indiciul „vremea în Golful Biscaya” (Wettervorhersage Biskaya), atunci îl scriem mai întâi pe șirul criptat.

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

Vedem că litera S este criptată în sine. Aceasta înseamnă că indicația trebuie mutată cu un caracter și verificată din nou. În acest caz, mai multe litere se vor potrivi deodată - mutați mai multe. Se potrivește cu R. Deplasați-vă încă de două ori până când atingem un subșir potențial valid.

Dacă am avea de-a face cu un cifr de substituție, atunci acesta ar putea fi sfârșitul. Dar, deoarece acesta este un cifr polialfabetic, avem nevoie de setările și pozițiile inițiale ale rotoarelor Enigma. Aceștia au fost ridicați cu ajutorul „bombelor”. Pentru a face acest lucru, o pereche de litere trebuie mai întâi numerotate.

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

Și apoi, pe baza acestui tabel, întocmește așa-numitul „meniu” - o diagramă care arată ce literă a mesajului original (adică „sugestii”) în ce literă se presupune că este criptată și în ce poziție. Conform acestei scheme, „bomba” este configurată.


Fiecare dintre role poate ocupa una din cele 26 de poziții - câte una pentru fiecare literă a alfabetului cernută. În spatele fiecărei tobe se află 26 de contacte, care sunt conectate prin cabluri groase în așa fel încât aparatul să caute setările panoului de plug-in care oferă potriviri succesive ale literelor șirului criptat cu indiciu.

Deoarece structura „bombei” nu ia în considerare dispozitivul de comutare din interiorul „Enigma”, aceasta oferă mai multe opțiuni în timpul lucrului, pe care operatorul trebuie să le verifice. Unele dintre ele nu vor funcționa pur și simplu pentru că în Enigma doar o priză poate fi conectată la o priză. Dacă setările nu sunt adecvate, operatorul pornește din nou mașina pentru a obține următoarea opțiune. În aproximativ cincisprezece minute, „bomba” va trece prin toate opțiunile pentru poziția selectată a rolelor. Dacă este ghicit corect, atunci rămâne să selectați setările inelelor - deja fără automatizare (nu ne vom scufunda în detalii). Apoi, pe mașinile Typex în limba engleză modificate pentru compatibilitate cu Enigma, criptările au fost traduse în text clar.

Astfel, operând cu o întreagă flotă de „bombe”, britanicii, până la sfârșitul războiului, au primit setări reale în fiecare zi înainte de micul dejun. În total, nemții aveau aproximativ cincizeci de canale, dintre care multe difuzau lucruri mult mai interesante decât prognoza meteo.

Permis să atingă

În Muzeul Bletchley Park, nu numai că puteți privi în jur, ci și puteți atinge decodarea cu propriile mâini. Inclusiv - cu ajutorul tabelelor cu ecran tactil. Fiecare dintre ei își dă sarcina. În aceasta, de exemplu, se propune combinarea foilor de Banbury (Banburismus). Aceasta este o metodă timpurie de descifrare a Enigmei, care a fost folosită înainte de crearea „bombelor”. Din păcate, era imposibil să descifrezi așa ceva în timpul zilei, iar la miezul nopții toate reușitele s-au transformat într-un dovleac din cauza unei alte schimbări a setărilor.

„Centrul de date” fals în Hut 11

Ce este în casa numărul 11, unde era o „camera de servere”, dacă toate „bombele” au fost distruse în secolul trecut? Sincer să fiu, încă mai speram în adâncul sufletului meu să vin aici și să găsesc totul în aceeași formă ca odinioară. Vai, nu, dar sala încă nu este goală.

Iată astfel de structuri de fier cu foi de placaj. Unele prezintă fotografii în mărime naturală ale „bombelor”, altele prezintă citate din poveștile celor care au lucrat aici. Erau în mare parte femei, inclusiv din WAF - serviciu pentru femei Forțele aeriene britanice. Citatul din imagine ne spune că schimbarea buclelor și îngrijirea „bombelor” nu a fost deloc o sarcină ușoară, ci munca zilnică obositoare. Apropo, o altă serie de proiecții este ascunsă între manechine. Fata îi spune prietenei ei că habar nu avea unde va sluji și este complet uimită de ceea ce se întâmplă în Bletchley. Ei bine, am fost și eu uimit de expoziția neobișnuită!

Am petrecut un total de cinci ore la Bletchley Park. Acest lucru abia a fost suficient pentru a arunca o privire bine la partea centrală și a arunca o privire asupra tuturor celorlalte. A fost atât de interesant încât nici nu am observat cum a trecut timpul până când au început să mă doară picioarele și să cer să mă întorc – dacă nu la hotel, atunci măcar la tren.

Și pe lângă case, birouri slab luminate, „bombe” restaurate și standuri lungi cu texte însoțitoare, mai era ceva de văzut. Am menționat deja despre sala dedicată spionajului în timpul Primului Război Mondial, a existat și o sală despre decriptarea lui Lorenz și crearea computerului Colossus. Apropo, în muzeu am găsit și Colosul în sine, sau mai bine zis partea pe care au reușit să o construiască reenactorii.

Cel mai rezistent deja în afara teritoriului Bletchley Park așteaptă un mic muzeu de istorie a computerelor, unde vă puteți familiariza cu cum Inginerie calculator dezvoltat după Turing. M-am uitat si acolo, dar am mers deja intr-un ritm alert. Am văzut deja destule BBC Micro și Spectrum în alte locuri - o poți face, de exemplu, la festivalul Chaos Constructions din Sankt Petersburg. Dar nu vei găsi o „bombă” vie nicăieri.

Istoria mașinii electrice rotative de cifrat „Enigma” începe în 1917 cu un brevet primit de olandezul Hugo Koch. În anul următor, patentul a fost cumpărat de Arthur Scherbius, care a început activități comerciale prin vânzarea de copii ale mașinii atât persoanelor fizice, cât și armatei și marinei germane. Vânzările au fost slabe până la mijlocul anilor 1920, în parte din cauza prețului ridicat.

În iunie 1924, Serviciul Criptografic Britanic (Camera 40) a devenit interesat de dispozitiv. În acest scop, un lot de utilaje a fost achiziționat de la compania germană Chiffrier-maschinen AG, care producea Enigma. Unul dintre termenii acordului a fost înregistrarea unui brevet la Oficiul Britanic de Brevete, datorită căruia serviciul criptografic a primit acces la o descriere a schemei criptografice.

scena poloneză

Primele interceptări de mesaje criptate cu Enigma datează din 1926. Totuși, citește-le perioadă lungă de timp nu putea. În ianuarie 1929, o cutie cu o versiune comercială a Enigma a intrat accidental în vama din Varșovia. Germania a cerut returnarea cutiei, după care polonezii au devenit interesați de conținutul acesteia. În numele Biroului de Cifrare Polonez, aparatul a fost studiat de specialiștii AVA, inclusiv de șeful acesteia, criptoanalistul Anthony Palth, după care cutia a fost trimisă la ambasada Germaniei. Studiul mașinii nu a permis descifrarea mesajelor, în plus, armata germană a folosit propria versiune îmbunătățită a Enigma.

În 1928-29, în Polonia au fost organizate primele cursuri de matematică în criptografie. Publicul a fost două duzini de studenți la matematică cu cunoștințe Limba germană. Trei dintre studenți - Marian Rejewski, Henryk Zygalski și Jerzy Rozhitsky - au intrat în serviciul Biroului Cifrare. Ulterior, ei vor primi primele rezultate la deschiderea codului Enigma.

În 1931, un angajat al biroului de criptare al Ministerului German al Apărării, Hans-Thilo Schmidt, care devenise deja un agent al lui Ashe, a început să transfere coduri învechite către serviciile secrete franceze, pe care, conform atribuțiilor oficiale, trebuia să le distrugă, și, de asemenea, a transferat instrucțiuni pentru utilizarea versiunii militare a Enigma. Printre motivele care l-au determinat pe Hans-Thilo să facă acest lucru s-au numărat recompensele materiale și resentimentele față de țara natală, care nu i-a apreciat succesele în timpul Primului Război Mondial, și invidia față de cariera în armată a fratelui său Rudolf Schmidt. Primele două documente au fost „Gebrauchsanweisung für die Chiffriermaschine Enigma” și „Schlüsselanleitung für die Chiffriermaschine Enigma”. Cu toate acestea, serviciile de informații franceze și britanice nu s-au arătat interesate de datele primite - probabil s-a crezut că este imposibil să se deschidă cifrul Enigma. Colonelul de informații francez Gustave Bertrand a predat materialele „Biroului Cifrare” polonez și a continuat să le transmită informații suplimentare de la agent până în toamna anului 1939.

1. setările panoului de corecție; (germană Steckerverbindungen)
2. ordinea de instalare a rotoarelor; (Walzenlage germană)
3. pozițiile inelului; (germană: Ringstellung)
4. setarile initiale ale rotoarelor. (Kenngruppen german)

Cu toate acestea, operatorul nu ar fi trebuit să folosească cheia zilei pentru a cripta mesajele. În schimb, operatorul a venit cu o nouă cheie de la trei litere(germană Spruchschlüssel) și de două ori l-a criptat folosind cheia de zi. După aceea, setările rotoarelor au fost modificate în conformitate cu cheia inventată, iar mesajul a fost criptat.

Eforturile lui Marian s-au concentrat pe analizarea vulnerabilității protocolului de mesagerie și anume repetarea cheii mesajului. Din mesajele zilnice, primele șase litere au fost selectate și a fost întocmit un tabel de corespondență pe baza acestora (exemple luate din cartea lui Singh):

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

1 a litera

A

B

C

D

E

F

G

H

eu

J

K

L

M

N

O

P

Q

R

S

T

U

V

W

X

Y

Z

a 4-a litera

P

M

R

X

Dacă erau suficiente mesaje, atunci tabelul era umplut complet.

1 a litera

A

B

C

D

E

F

G

H

eu

J

K

L

M

N

O

P

Q

R

S

T

U

V

W

X

Y

Z

a 4-a litera

F

Q

H

P

L

W

O

G

B

M

V

R

X

U

Y

C

Z

eu

T

N

J

E

A

S

D

K

Particularitatea versiunii complete a tabelului a fost că, deși cheia zilnică rămâne neschimbată, conținutul tabelului nu se modifică. Și, cu un grad mare de probabilitate, invers. Ar fi posibil să se întocmească un catalog de tabele... dar numărul lor este 26!, ceea ce face ca această lucrare să fie imposibilă în viitorul apropiat. Reevsky a început să încerce să izoleze unele modele din tabele sau să găsească unele modele structurale. Și a reușit. El a început să ia în considerare lanțuri de litere de următoarea formă:

1 a litera

A

B

C

D

E

F

G

H

eu

J

K

L

M

N

O

P

Q

R

S

T

U

V

W

X

Y

Z

A→F→W→A

↓

↓

↓

a 4-a litera

F

Q

H

P

L

W

O

G

B

M

V

R

X

U

Y

C

Z

eu

T

N

J

E

A

S

D

K

În exemplul unui tabel complet, există 4 astfel de lanțuri de mai sus:

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

Următoarea descoperire a lui Marian a fost că, deși anumite litere depindeau în întregime de setarea zilnică a Enigma, numărul de lanțuri și litere din ele era stabilit doar de setările rotoarelor. Deoarece numărul de rotoare era 3 (dar puteau fi în orice ordine), iar setarea inițială a constat din trei litere ale alfabetului latin, numărul de opțiuni a fost egal cu 3! ∗ 26 3 = 105456 (\displaystyle 3!*26^(3)=105456). Aceasta a fost semnificativ mai mică de 26!, ceea ce a făcut posibilă, folosind mașinile Enigma construite (sau furate), să se întocmească un catalog care să conțină toate lanțurile posibile. Această lucrare a durat aproape un an, dar rezultatul a fost capacitatea de a citi corespondența germană.

După cum subliniază Singh, capacitatea de a împărți problema în două componente (setările rotorului și setările plugboard-ului) a permis lui Rejewski să facă față acestei sarcini, precum și ajutorul atât a matematicienilor Cipher Bureau, cât și a lui Schmidt:

După ce s-au restabilit setările rotorului de zi, a rămas să se descopere setările plăcii de conectare. Din punct de vedere criptografic, era un simplu cifru monoalfabetic, limitat suplimentar la doar 6 perechi de substituții de litere. Adesea, textul nici măcar nu trebuia supus criptoanalizei de frecvență, ci doar să se uite la linii precum „alliveinbelrin” (ing. ajunge la Berlin cu înlocuitorul R ↔ L) și altele care erau ușor de restaurat „cu ochi”.

În 1934, Germania a început să reconfigureze poziția rotoarelor în fiecare lună în loc de fiecare trimestru. Ca răspuns la aceasta, Marian Rejewski a proiectat un dispozitiv numit „ciclometru” pentru a recrea rapid un catalog de cicluri.

Pe 15 decembrie 1938, Germania a adăugat rotoarele al 4-lea și al 5-lea, iar la 1 ianuarie 1939 a crescut numărul de conexiuni de la 6 la 10. Toate acestea au îngreunat mult mai mult criptoanaliza lui Enigma.

PC Bruno

scena britanica

Lucrări suplimentare privind piratarea Enigma au avut loc la Station X, un centru secret de informații britanic cunoscut mai târziu sub numele de Bletchley Park.

Personal

Veteranul ofițer de informații militare Alistair Denniston a fost numit lider de proiect. Lucrarea de decriptare a fost condusă de colegul lui Denniston din Camera 40, renumitul lingvist și criptoanalist Alfred Knox („Dilly” Knox). Profesorul de matematică Gordon Welchman a fost responsabil pentru organizarea generală a lucrării. Denniston a început să recruteze o echipă de criptoanalisti pe baza abilităților mentale: lingviști, matematicieni, jucători de șah, campioni rezolvatori de cuvinte încrucișate, egiptologi și chiar paleontologi. În special, celebrul maestru de șah Stuart Milner-Barry a fost unul dintre primii acceptați. Printre matematicieni a fost un tânăr profesor de logică de la Cambridge - Alan Turing.

Metodă

Interceptarea mesajelor radio inamice era efectuată de zeci de posturi de recepție, care aveau numele de cod „Y-station”. Bletchley Park a primit mii de astfel de mesaje zilnic. Bletchley Park avea la dispoziție o copie exactă a Enigma, așa că descifrarea mesajelor s-a redus la selectarea instalării de discuri și, pentru modelele ulterioare, a unui comutator plug-in. Complexitatea sarcinii a fost exacerbată de faptul că setările rotorului se schimbau zilnic, astfel încât serviciile de decriptare au lucrat non-stop în trei schimburi.

Designul Enigmei, atunci când este utilizat corect, a asigurat un secret aproape complet. În practică, totuși, utilizatorii germani ai Enigma au fost adesea neglijenți, dând indicii analiștilor britanici (un astfel de argo pentru indicii). studenți englezi au fost sunați patuturi). Metoda de decriptare s-a bazat pe utilizarea și sistematizarea unor astfel de erori.

Sugestiile au fost orice texte repetate frecvent, cum ar fi felicitări, numere (codate după pronunție: „unu”, „două”, etc.). Toate indiciile au fost introduse într-un index de card (Index) împreună cu contextul: scrierea de mână a operatorului radio, locul și ora transmiterii etc.

În lipsa numărului necesar de indicii, mai ales în ajunul unor operațiuni majore, s-au luat măsuri speciale pentru obținerea acestora. Această tehnică a fost denumită de cod „grădinărit” (ing. grădinărit). De exemplu, înainte de plecarea următorului convoi polar, a fost efectuată o exploatare demonstrativă a unei anumite secțiuni a mării. Dacă inamicul a raportat rezultatele deminarii, indicând în prealabil coordonate cunoscute, asta a dat indiciul dorit.

Turing

Unul dintre principalii teoreticieni ai lui Bletchley Park a fost Alan Turing. După ce a studiat materialele poloneze, Turing a ajuns la concluzia că nu va mai fi posibil să se folosească abordarea anterioară cu o enumerare completă a mesajelor. În primul rând, ar necesita crearea a peste 30 de mașini de tip polonez, care a fost de multe ori bugetul anual al „Station X”, iar în al doilea rând, ar putea fi de așteptat ca Germania să poată corecta defectul de proiectare pe care s-a bazat metoda poloneză. . Prin urmare, s-a dezvoltat metoda nativa, bazat pe iterația secvențelor de caractere ale textului sursă.

În curând, germanii au adăugat un dispozitiv de comutare la designul Enigma, extinzând astfel semnificativ numărul de opțiuni de cod. Problema care a apărut britanici a fost rezolvată de Gordon Welchman, propunând proiectarea „tabliei diagonale”. În urma acestei lucrări, în august 1940, a fost construită o mașină criptoanalitică. bombă. De-a lungul timpului, în Bletchley Park au fost instalate peste 200 de mașini, ceea ce a făcut posibilă creșterea ratei de decriptare la două până la trei mii de mesaje pe zi.

Deși Bombe a suferit unele modificări în detaliu, este forma generala a rămas același: un dulap cântărind aproximativ o tonă, un panou frontal doi cu trei metri și 36 de grupuri de rotoare pe el, câte trei în fiecare. Utilizarea mașinii necesita abilități speciale și depindea în mare măsură de calificările însoțitorilor - femei voluntare de la Serviciul Naval Regal al Femeilor (Engleză). Ulterior, când o parte din muncă a fost transferată în SUA, împreună cu tehnologiile, au fost trimiși și unii dintre angajați.

Informații „în direct”.

Din când în când, Germania a făcut modificări structurale la mașină sau a întărit într-un fel protecția criptografică. În astfel de cazuri, criptoanaliștii din Bletchley Park au fost neputincioși și au fost necesare eforturi suplimentare pentru a găsi o descriere a modificărilor sau cel puțin copii noi ale instrucțiunilor și mașinilor Enigma.

Secretul

„Aceasta este găina mea cu buzunare care depune ouă de aur, dar nu chicotește niciodată”.

Winston Churchill pe Bletchley Park

Guvernul britanic a făcut tot posibilul pentru a-și ascunde succesul în descifrarea cifrurilor germane atât de inamic, cât și de conducerea URSS. În acest scop, toate acțiunile bazate pe date din programul Ultra urmau să fie însoțite de operațiuni de acoperire care maschează adevărata sursă de informații. Astfel, organizația elvețiană Lucy a fost folosită pentru a transfera informații de la Ultra către URSS, care, potrivit legendei, avea o sursă la vârful conducerii germane. Informațiile primite de la Lucy au fost transmise URSS de către rezidentul serviciilor secrete sovietice din Elveția, Sandor Rado.

Zboruri fictive de recunoaștere, joc radio etc. au fost folosite pentru a deghiza „Ultra”.

Existența programului Ultra era cunoscută unui cerc strict limitat de oameni, al căror număr era de aproximativ zece persoane. Informațiile necesare au fost transmise la destinație de către o rețea de unități de informații detașate la sediul comandanților armatei și marinei. În același timp, sursa informațiilor nu a fost dezvăluită, ceea ce a dus uneori la subestimarea de către comandamentul britanic a informațiilor destul de fiabile ale Ultra și pierderi mari (vezi scufundarea portavionului Glories).

URSS

Printre informațiile primite de Marea Britanie s-au numărat și informații despre pregătirile pentru invadarea URSS. În ciuda riscului dezvăluirii sursei, informația a fost transmisă guvernului sovietic. Cu toate acestea, Stalin nu credea în posibilitatea unui atac.

Evaluările rezultatelor

Unii autori subliniază că, din punct de vedere modern, cifrul Enigma nu era foarte fiabil. Cu toate acestea, la un moment dat fiabilitatea sa absolută nu a stârnit nicio îndoială în rândul specialiștilor germani: până la sfârșitul războiului, comandamentul german a căutat motivele scurgerii de informații clasificate oriunde, dar nu în dezvăluirea Enigma. De aceea, succesul spărgătoarelor de coduri britanice a devenit o contribuție deosebit de valoroasă la victoria asupra nazismului.

Dupa razboi

Vezi si

Note

1. Au fost și greșeli: printre cei invitați la proiect s-a numărat și un biolog, locotenentul comandant Jeffrey Tundy, specialist în criptogamers
2. Max Newman, Tom Flowers și alți specialiști au venit la Bletchley Park mai târziu în legătură cu munca la cifrul Tunny.
3. Cifrul Enigma a fost folosit nu numai de armată, aviație și marina, ci și informații militare(Abwehr) Calea ferata si alte servicii. Toți au folosit propriile setări ale rotorului.
4. Un dezavantaj important al designului a fost imposibilitatea de a codifica o literă cu aceeași literă. Această caracteristică a Enigmei a fost utilizată pe scară largă în descifrare
5. Turing a observat că numărul „unu” (Eins german) apare în 90% dintre mesaje. Pe această bază, a fost construită o metodă specială de decriptare - „algoritmul eins”. Chiar și un salut era folosit ca pătuț traiasca Hitlerși înjurături nepoliticoase, care au fost amuzate în special de numeroșii personal feminin din Bletchley Park
6. Mașina poloneză a fost numită „bomba” (Polish Bomba kryptologiczna - Cryptological bomb). Bomb în engleză bombă. Numele său, conform unei versiuni, provine de la numele unui desert cu înghețată. Bomb glacee("O teorie a fost că bomba a fost numită după înghețata, bombe glacee, care era mâncată când a fost inventată mașina." // Enigma: The Battle for the Code, de Hugh Sebag-Montefiore, 2002, ISBN 978-0 -471-43721-5).
7. Bombe a fost produs de British Tabulating Machines. (Engleză); proiectarea mașinii realizată Designer sef Compania Harold Keane Harold Keen).
8. Mașinile și însoțitorii au fost amplasate în afara zonei Bletchley Park, în satele din jur.
9. Versiunea renunțării la protecția Coventry pentru a păstra secretul Ultra nu este adevărată și se bazează doar pe amintirile lui F. W. Winterbottom, un ofițer RAF care nu a avut acces la astfel de informații. Versiunea lui Winterbottom a fost respinsă în mod repetat de alți memoristi și istorici.
10. URSS avea cunoștințe despre programul Ultra de la agentul său din Bletchley Park - John Cairncross, unul dintre membrii Cambridge Five. Britanicii nu au fost conștienți de rolul lui Cairncross până în 1951.
11. F. Winterbotham scrie că în viitor, din motive de secret, britanicii nu au împărtășit informații. Deci, potrivit lui Winterbotham, operațiunea Kursk a Wehrmacht-ului din URSS a fost aflată din alte surse. Trebuie avut în vedere însă că cartea lui Winterbotham a fost publicată înainte ca decriptarea codului Lorenz (1975) să fie scoasă din arhivele britanice, iar el însuși, fiind ofițer al Forțelor Aeriene în timpul războiului, nu a avut acces la secrete. informații despre Enigma. Materialele de arhivă mărturisesc fără echivoc transferul la Moscova a unui plan detaliat

Enigmă

Mașină militară germană de cifrat Enigma cu trei rotoare (versiunea cu etichete).

Enigma a fost folosită în scopuri comerciale, precum și în servicii militare și guvernamentale în multe țări ale lumii, dar a fost folosită cel mai pe scară largă în Germania nazistă în timpul celui de-al Doilea Război Mondial - și anume Enigma Wehrmacht-ului (Enigma Wehrmacht) - modelul militar german - este cel mai adesea subiect de discuție.

Această mașină a câștigat notorietate deoarece criptoanalistii Coaliției Anti-Hitler (mai precis, Marea Britanie) au reușit să descifreze un numar mare de mesajele criptate cu acesta. În special în aceste scopuri, a fost creată o mașină cu numele de cod Turing Bombe, care a oferit asistență semnificativă Coaliția anti-Hitler(mai precis, Marea Britanie) în război. Toate informațiile obținute prin criptoanaliza cu ajutorul acesteia au primit numele de cod ULTRA.

În ciuda faptului că, din punctul de vedere al criptografiei moderne, cifrul Enigma a fost slab, în ​​practică doar o combinație a acestui factor cu alții (cum ar fi erorile operatorului, defecte de procedură, textul mesajului cunoscut (de exemplu, la transmiterea rapoartelor meteorologice) , capturi ale instanțelor Enigma și cărți de criptare) au permis celor care depășesc codul să spargă cifrurile Enigma și să citească mesaje. De asemenea, se crede că a fost unul dintre cele mai puternice cifre ale celui de-al Doilea Război Mondial. Și doar capturarea de către britanici a unei Enigme intacte dintr-un submarin și un bombardier (ceea ce este de o importanță fundamentală, aceste fapte au rămas necunoscute germanilor), ținând cont de cel mai înalt nivel științific și tehnologic al Marii Britanii, a permis acest lucru ( după o muncă intensă şi îndelungată în această direcţie) pentru a crea o contra- Enigma. Importanța și unicitatea acestui succes a fost bine înțeleasă de conducerea Marii Britanii - lăsându-și succesul „cu șapte peceți”, păstrându-l secret până la final chiar și de la partenerii din coaliția Anti-Hitler.

A fost lansat, conform estimărilor aproximative, aproximativ 100.000 de mașini de cifrat Enigma.

Descriere

Rotoare

Partea stângă a rotorului Enigma, contacte electrice plate vizibile.

Partea dreaptă a rotorului, contactele pin vizibile. Roman V identifică cablajul rotorului.

Rotoarele sunt inima Enigma. Fiecare rotor era un disc cu diametrul de aproximativ 10 cm, realizat din ebonită sau bachelit, cu știfturi cu arc pe o parte a rotorului dispuși în cerc. Pe de altă parte, a existat un număr corespunzător de contacte electrice plate. Contactele pin și plate corespundeau literelor din alfabet (de obicei erau 26 de litere de la A la Z). La contact, contactele rotoarelor adiacente au închis un circuit electric. În interiorul rotorului, fiecare știft a fost conectat la unul dintre cei plate. Ordinea de conectare poate fi diferită.

Trei rotoare și un ax de care sunt atașate.

În sine, rotorul a produs un tip foarte simplu de criptare: cifrul de substituție rudimentar. De exemplu, pinul pentru litera E ar putea fi conectat la pinul pentru litera T de pe cealaltă parte a rotorului. Dar atunci când folosiți mai multe rotoare într-un pachet (de obicei trei sau patru), datorită mișcării lor constante, se obține un cifr mai fiabil.

Rotorul dezasamblat			Trei rotoare conectate în serie
	inel crestat punct de marcare pentru contactul „A” inel alfabetic contacte conservate cablare pin contacte pârghie cu arc pentru reglarea inelului mânecă degetul inelar roată cu clichet

Modelele militare ale Enigma au fost produse cu diferite numere de rotoare. Primul model conținea doar trei. Pe 15 decembrie 1938 erau cinci, dar doar trei erau folosite în mașină în același timp. Aceste tipuri de rotoare erau marcate cu cifre romane de la I la V și fiecare avea o crestătură situată în locuri diferite în inelul alfabetului. Modelele navale au conținut întotdeauna mai multe rotoare decât altele: șase, șapte sau opt. Aceste rotoare suplimentare au fost marcate VI, VII și VIII, toate cu cablaje diferite. Toate au conținut două adâncituri în apropierea literelor „N” și „A”, care asigurau întoarceri mai dese ale rotoarelor.

Un model naval cu patru rotoare al Enigma, M4 avea un rotor suplimentar, deși avea aceeași dimensiune ca și cel cu trei rotoare datorită unui reflector mai subțire. Au existat două tipuri de acest rotor: Beta și Gamma. Nu s-a mișcat în timpul procesului de criptare, dar putea fi setat manual în oricare dintre cele 26 de poziții diferite.

Mișcare eșalonată a rotoarelor

Mișcarea în trepte a rotoarelor Enigma. Toți cei trei câini (marcați cu verde) se mișcă în același timp. Pentru primul rotor (1), clichetul (roșu) este întotdeauna cuplat și se rotește la fiecare apăsare a tastei. În acest caz, crestătura de pe primul rotor permite clichetului să prindă și al doilea rotor (2), acesta se va întoarce data viitoare când tasta este apăsată. Al treilea rotor (3) nu este cuplat, deoarece clichetul celui de-al treilea rotor nu s-a încadrat în locașul celui de-al doilea, clichetul va aluneca pur și simplu pe suprafața discului.

Fiecare rotor a fost atașat la un angrenaj cu 26 de dinți (clichet), iar un grup de clichete cuplează dinții angrenajului. Câinii s-au deplasat înainte în același timp cu apăsarea unei taste de pe mașină. Dacă clichetul a prins un dinte de viteză, atunci rotorul s-a rotit cu un pas.

În modelul militar Enigma, fiecare rotor era atașat la un inel crestat reglabil. Cele cinci rotoare de bază (I-V) aveau câte o adâncime fiecare, în timp ce modelul naval (VI-VIII) avea două. La un moment dat, crestătura s-a lovit de clichetul, permițându-i să se prindă de clichetul următorului rotor atunci când tasta a fost apăsată următoarea. Când câinele nu a căzut în locaș, pur și simplu a alunecat de-a lungul suprafeței inelului fără a prinde uneltele. În sistemul cu o singură crestătură, al doilea rotor a avansat cu o poziție în același timp cu primul rotor 26. În mod similar, al treilea rotor a avansat cu o treaptă în același timp în care al doilea a făcut 26 de pași. O caracteristică a mașinii era că al doilea rotor se învârtea și dacă al treilea se învârtea. Aceasta înseamnă că al doilea rotor s-ar putea întoarce de două ori la două apăsări succesive de taste – așa-numita „mișcare în doi pași” – rezultând o scădere a perioadei.

Mișcarea în două trepte distinge funcționarea rotoarelor de un kilometraj normal. Pasul dublu a fost implementat astfel: primul rotor s-a rotit, făcându-l și pe cel de-al doilea să se rotească cu o treaptă. Și, dacă al doilea rotor s-a mutat în poziția dorită, atunci al treilea clichet a cuplat a treia treaptă de viteză. În pasul următor, acest clichet a împins angrenajul și a avansat-o și, de asemenea, a avansat al doilea rotor.

Cu trei discuri și doar o crestătură în primul și al doilea disc, mașina avea o perioadă de 26x25x26 = 16900. De regulă, mesajele nu depășeau câteva sute de caractere și, prin urmare, nu exista riscul de a repeta pozițiile rotoare atunci când scrieți un singur mesaj. .

În modelele navale cu patru rotoare, mecanismul nu a fost modificat. Erau doar trei câini, adică al patrulea rotor nu sa mișcat niciodată, dar putea fi setat manual într-una din cele 26 de poziții.

Când era apăsată o tastă, rotoarele se învârteau până când circuitul electric era închis.

Rotoare Enigma asamblate. Trei rotoare mobile sunt plasate între două părți fixe: inelul de intrare și reflectorul (etichetat „B” în stânga).

Roata de intrare

Reflector

Cu excepția modelelor A și B timpurii, ultimul rotor a fost urmat de reflector(Limba germana Umkehrwalze), un detaliu patentat care a distins familia Enigma de alte mașini rotative dezvoltate la acea vreme. Reflectorul a conectat contactele ultimului rotor în perechi, comutând curentul prin rotoare direcție inversă dar pe un alt traseu. Prezența reflectorului a asigurat că transformarea efectuată de Enigma este involuție, adică decriptarea este aceeași cu criptarea. Cu toate acestea, prezența unui reflector face imposibilă criptarea oricărei litere prin ea însăși. Acesta a fost un defect conceptual grav, care mai târziu a fost util pentru decriptori.

În modelul comercial Enigma C, reflectorul putea fi plasat în două poziții diferite, iar în modelul D, în 26 de poziții posibile, dar era staționar în timpul procesului de criptare. În modelul folosit în Abwehr, reflectorul s-a deplasat în timpul criptării, ca și restul discurilor.

În modelele militare și aviatice ale Enigma, reflectorul a fost instalat, dar nu s-a rotit. A existat în patru soiuri. Primul soi a fost etichetat A. Următorul, Umkehrwalze B, a fost lansat la 1 noiembrie 1937. al treilea, Umkehrwalze C apărut în 1941. Al patrulea, Umkehrwalze D, introdus pentru prima dată pe 2 ianuarie 1944, a permis operatorului Enigma să controleze setările de comutare din interiorul reflectorului.

Panou de corecție

Panou de comutare din partea din față a mașinii. Pot fi utilizate până la 13 conexiuni. Două perechi de litere (S-O și J-A) sunt schimbate în fotografie.

Panou de corecție(Limba germana Steckerbrett) permite operatorului să varieze conexiunile firelor. A apărut pentru prima dată în versiunile armatei germane în 1930 și în curând a fost folosit cu succes și în versiunile navale. Panoul de corecție a adus o contribuție imensă la complexitatea criptării mașinii, chiar mai mult decât introducerea unui rotor suplimentar. O Enigma fără tablă poate fi tratată aproape manual, dar odată cu adăugarea unei plăci, hoții au fost nevoiți să construiască mașini speciale.

Cablul, plasat pe panoul de corecție, a conectat literele în perechi, de exemplu, E și Q ar putea fi conectate în perechi. Efectul a fost schimbarea acestor litere înainte și după trecerea semnalului prin rotoare. De exemplu, când operatorul a apăsat E, semnalul a fost trimis către Q și abia apoi către rotorul de intrare. Mai multe astfel de perechi (până la 13) ar putea fi folosite simultan.

Fiecare literă de pe panoul de corecție avea două sloturi. Introducerea unui ștecher a deconectat priza de sus (departe de tastatură) și priza de jos (la rotorul de intrare) a acelei litere. Ștecherul de la celălalt capăt al cablului a fost introdus în prizele altei litere, schimbând astfel conexiunile acestor două litere.

Accesorii

O caracteristică la îndemână folosită pe modelul M4 Enigma a fost așa-numita „Schreibmax”, o imprimantă mică care putea tipări toate cele 26 de litere pe o foaie mică de hârtie. În acest sens, nu a fost nevoie de un operator suplimentar care să monitorizeze becurile și să noteze literele. Dispozitivul de imprimare a fost montat deasupra Enigma și a fost conectat la un panou de becuri. Pentru instalarea dispozitivului de imprimare a fost necesar să scoateți capacele de la lămpi și toate becurile. În plus, această inovație a sporit securitatea: acum ofițerul de comunicații nu trebuia să vadă textul simplu. Dispozitivul de imprimare a fost instalat în cabina comandantului submarinului, iar ofițerul de comunicații a introdus doar textul criptat fără a avea acces la informații clasificate.

Un alt accesoriu a fost un panou separat de la distanță cu becuri. În varianta cu panou suplimentar, carcasa din lemn a lui Enigma era mai lată. Exista un model de panou de lumină care putea fi conectat ulterior, dar acest lucru a necesitat, ca și în cazul imprimantei Schreibmax, ca panoul de lumină din fabrică să fie înlocuit. Panoul de la distanță permitea unei persoane să citească textul decodat fără participarea unui operator. În 1944 forțelor aeriene a introdus un comutator suplimentar numit „Uhr” (ore). Era o cutie mică care conținea un comutator cu 40 de poziții. A înlocuit mufele standard. După conectarea mufelor, așa cum este stabilit în lista de coduri pentru fiecare zi, operatorul poate schimba comutatorul în una dintre aceste 40 de poziții. Fiecare poziție a dus la o combinație diferită de cablare a prizei. Majoritatea acestor conexiuni, spre deosebire de mufele standard, au fost neîmperecheate.

Descriere matematică

Transformarea Enigma pentru fiecare literă poate fi definită matematic ca rezultat al permutărilor. Luați în considerare un model de armată cu trei rotoare. Să presupunem că P înseamnă plugboard, U reprezintă reflector și L, M, R reprezintă acțiunile rotorului din stânga, mijloc și, respectiv, drept. Atunci criptarea E poate fi exprimată astfel:

După fiecare apăsare de tastă, rotorul se mișcă, schimbând transformarea. De exemplu, dacă rotorul drept R rotește i pozițiile, are loc o transformare, unde ρ este o permutare ciclică care merge de la A la B, de la B la C și așa mai departe. În același mod, rotoarele din mijloc și din stânga pot fi notate ca j și k rotații M și L. Funcția de criptare în acest caz poate fi afișată după cum urmează:

Proceduri de utilizare a Enigma

In germana forte armate facilitățile de comunicații au fost împărțite în diferite rețele, fiecare cu propriile setări de codare pentru mașinile Enigma. În centrul englez de descifrare Bletchley Park (ing. Parcul Bletchley ) aceste rețele de comunicații au fost denumite chei și au primit nume de cod precum Red, Chaffinch sau Shark. Fiecărei unități care operează în rețea i-au fost atribuite noi setări pentru o nouă perioadă de timp. Pentru ca un mesaj să fie criptat și decriptat corect, mașinile emițător și receptor trebuiau configurate în același mod, mai precis, alegerea rotoarelor, pozițiile inițiale ale rotorilor și conexiunile plugboard trebuiau să fie identice. Aceste setări au fost negociate în prealabil și înregistrate în cărți speciale de cifrare.

Starea inițială a cheii de criptare Enigma include următorii parametri:

• Amplasarea rotoarelor: alegerea rotoarelor și locația acestora.
• Pozițiile inițiale ale rotoarelor: selectate de operator, diferite pentru fiecare mesaj.
• Setarea soneriei: Poziția inelului alfa, la fel ca modelul rotativ.
• Setări priză: conexiuni priză pe panoul de corecție.

Enigma a fost concepută pentru a fi sigură chiar și atunci când spionul cunoștea circuitele rotative, deși în practică setările sunt ținute secrete. Cu o schemă necunoscută, numărul total de configurații posibile poate fi de ordinul a 10 114 (aproximativ 380 de biți), cu o schemă cunoscută de conexiuni și alte setări operaționale, această cifră scade la 10 23 (76 de biți). Utilizatorii Enigma erau încrezători în siguranța sa datorită numărului mare de Opțiuni. Era nerealist să începem chiar să selectați o posibilă configurație.

Indicatori

Majoritatea cheilor au fost păstrate doar pentru o anumită perioadă de timp, de obicei o zi. Cu toate acestea, pentru fiecare mesaj nou, au fost setate noi poziții inițiale ale rotoarelor. Acest lucru s-a datorat faptului că, dacă numărul de mesaje trimise cu setări identice este mare, atunci un criptoanalist care a studiat temeinic mai multe mesaje poate ridica un cifr pentru mesaje folosind analiza frecvenței. O idee similară este folosită în principiul „vectorului de inițializare” în criptarea modernă. Aceste poziții inițiale au fost trimise împreună cu criptograma, înaintea textului cifrat. Acest principiu a fost numit „procedura indicatoare”. Și slăbiciunea unor astfel de proceduri de indicare a fost cea care a dus la primele cazuri de succes de încălcare a codului Enigma.

Una dintre primele proceduri de indicare a fost folosită de criptoanalistii polonezi pentru a sparge codul. Procedura a fost ca operatorul să configureze mașina conform unei liste de setări care conține principalele poziții inițiale de pornire ale rotoarelor. Să presupunem că cuvântul cheie principal este AOH. Operatorul a rotit rotoarele cu mâna până când a fost citit cuvântul AOH în ferestrele rotorului. Operatorul și-a ales apoi propria cheie pentru noul mesaj. Să presupunem că operatorul a selectat cuvântul EIN. Acest cuvânt a devenit cheia acestui mesaj. Apoi, operatorul a mai introdus cuvântul EIN în aparat încă o dată pentru a evita erorile de transmisie. Ca urmare, după ce a introdus de două ori cuvântul EIN, criptograma a afișat cuvântul XHTLOA, care a precedat corpul mesajului principal. Și, în cele din urmă, operatorul a rotit din nou rotoarele în conformitate cu cheia selectată, în acest exemplu EIN, apoi a introdus textul principal al mesajului.

La primirea acestui mesaj criptat, întreaga operațiune a fost efectuată în ordine inversă. Operatorul de primire a introdus setările inițiale în aparat (cuvântul cheie AOH) și a introdus primele șase litere ale mesajului primit (XHTLOA). În exemplul de mai sus, a fost afișat cuvântul EINEIN, ceea ce înseamnă că operatorul de primire a înțeles că cuvântul cheie este EIN. După aceea, a pus rotoarele în poziția EIN și a introdus restul mesajului criptat, primind un text clar decriptat ca rezultat.

Această metodă a avut două neajunsuri. În primul rând, utilizarea setărilor principale ale tastei. Ulterior, aceasta a fost schimbată astfel încât operatorul și-a ales propriile poziții inițiale pentru criptarea indicatorului și a trimis pozițiile inițiale în text clar. A doua problemă a fost repetabilitatea cuvântului indicator ales de operatorul de cifrare, ceea ce a reprezentat un defect semnificativ de securitate. Cheia de mesaj a fost criptată de două ori, rezultând o asemănare regulată între primul și al patrulea, al doilea și al cincilea, al treilea și al șaselea caracter. Acest neajuns le-a permis celor polonezi să spargă codul Enigma încă din 1932. Cu toate acestea, începând cu 1940, germanii au schimbat procedurile pentru a îmbunătăți securitatea.

• „GREEN” este o clonă japoneză a Enigma, o mașină puțin folosită care conține patru rotoare dispuse vertical.

• În SUA, criptoanalistul William Friedman a inventat „M-325”, o mașină de cifrat similară cu Enigma în operațiuni logice, deși diferită ca design.

• Mașina rotativă unică a fost inventată în 2002 de criptoanalistul olandez Tatjana van Vark.

Enigma azi

Încercările de „hack” a Enigma nu au fost făcute publice până la sfârșit

Atenția dumneavoastră este un material de recenzie (să zicem, fără detalii) despre principiul de funcționare al destul de cunoscută mașină de criptare Enigma.

Mulți au auzit că, în al Doilea Război Mondial, partea germană a folosit o mașină specială de criptare, Enigma, pentru criptare.
Potrivit surselor, acest dispozitiv era un cuvânt nou în criptografia de atunci.

Cum a lucrat?

Cifrul de substituție

Pentru început, ar trebui să știți ce este un „Cifrul de înlocuire”. Aceasta este înlocuirea obișnuită a unei litere cu alta. Acestea. într-un astfel de cifr, în loc de litera „A”, de exemplu, se folosește „T”, în loc de „B” - „S”, etc.

Spărgerea unui astfel de cifr este destul de simplă. În prezența unui mesaj criptat mai mult sau mai puțin lung, este posibil să se efectueze o analiză de frecvență și să o compare cu frecvența de utilizare a literelor în limbă. Acestea. dacă există multe litere „T” în mesajul criptat cu cifrul de înlocuire, atunci acesta este un semn clar că în spatele acestei litere se ascunde un fel de vocală (de exemplu, „A” sau „O”, deoarece, de obicei, aceste litere sunt cel mai frecvent în limbă) .

Dispozitiv Enigma

Enigma era ca un cifr Caesar dinamic. Acestea. Inițial, pe tobe a fost setată o anumită valoare inițială (un fel de sămânță aleatorie), care a fost cheia. Mai mult, la tastarea literelor, fiecare literă a fost criptată cu un cifru Caesar, iar apoi acest cifru s-a schimbat cu altul.

Schimbarea cifrului a fost asigurată cu ajutorul rotoarelor.

Rotoarele erau discuri care aveau 26 de contacte pe fiecare parte, conectate în interiorul rotorului într-un anumit mod (aleatoriu). Trecând prin rotor semnalul a fost convertit de la litera „A” la litera „T”, etc.

Erau mai multe rotoare și se învârteau după tastarea fiecărui caracter (în felul unui numărător de tambur).

În plus, exista și un panou de corecție în care puteai introduce fire care schimbau literele în perechi. Acestea. prin introducerea firului cu un capăt în mufa „A”, iar cu celălalt capăt în „E”, ați schimbat aceste litere.

Principiul de funcționare poate fi înțeles analizând schema circuitului:

Numărul de rotoare a variat în ani diferitiși în diverse scopuri (de exemplu, enigmele cu un număr mare de rotoare au fost folosite în marina).

Pentru a complica hacking-ul, operatorii au codificat cuvintele (numele) folosite frecvent în mod diferit de fiecare dată. De exemplu, cuvântul „Minensuchboot” ar putea fi scris ca „MINENSUCHBOOT”, „MINBOOT”, „MMMBOOT” sau „MMM354”

Accesorii.

Ca și în cazul oricărui dispozitiv popular, a existat un număr mare de accesorii pentru Enigma (da, a început deja atunci). De exemplu, existau dispozitive de auto-printare (în versiunea normală, codarea se făcea prin aprinderea luminilor, ale căror valori trebuia să le noteze operatorul).

În plus, existau imprimante la distanță (pe fire, desigur). Astfel încât operatorul care introduce mesajul criptat în mașină să nu aibă acces la cel decriptat.