Ποιος αποκρυπτογράφησε τη μηχανή κρυπτογράφησης Enigma; Ασφάλεια πληροφοριών κατά τον Β' Παγκόσμιο Πόλεμο: hacking Enigma

Όμως το Γερμανικό Ναυτικό ήταν το πρώτο που χρησιμοποίησε το Enigma. Ήταν ένα μοντέλο Funkschlüssel C του 1925. Το 1934, το Ναυτικό υιοθέτησε μια ναυτική τροποποίηση του στρατιωτικού οχήματος (Funksschlüssel M ή M3). Εκείνη την εποχή, ο στρατός χρησιμοποιούσε μόνο 3 ρότορες και στο M3, για μεγαλύτερη ασφάλεια, μπορούσες να επιλέξεις 3 ρότορες από τους 5. Το 1938, 2 ακόμη ρότορες προστέθηκαν στο κιτ, το 1939, 1 ακόμη, έτσι έγινε είναι δυνατό να επιλέξετε 3 από τους 8 ρότορες. Και τον Φεβρουάριο του 1942, ο γερμανικός στόλος υποβρυχίων εξοπλίστηκε με ένα M4 με 4 ρότορες. Η φορητότητα διατηρήθηκε: ο ανακλαστήρας και ο 4ος ρότορας ήταν λεπτότεροι από το συνηθισμένο. Μεταξύ των Enigmas μαζικής παραγωγής, το M4 ήταν το πιο ασφαλές. Είχε έναν εκτυπωτή (Schreibmax) σε μορφή απομακρυσμένου πίνακα στην καμπίνα του διοικητή και ο σηματοδότης δούλευε με κρυπτογραφημένο κείμενο, χωρίς πρόσβαση σε απόρρητα δεδομένα. Υπήρχε όμως και ειδικός, ειδικός εξοπλισμός. Το Abwehr (στρατιωτική νοημοσύνη) χρησιμοποίησε ένα Enigma G με 4 ρότορες. Το επίπεδο κρυπτογράφησης ήταν τόσο υψηλό που άλλες γερμανικές αρχές δεν μπορούσαν να το διαβάσουν. Για λόγους φορητότητας (27x25x16 cm), η Abwehr εγκατέλειψε το patch panel. Ως αποτέλεσμα, οι Βρετανοί κατάφεραν να χακάρουν την ασφάλεια του μηχανήματος, γεγονός που περιέπλεξε πολύ το έργο των Γερμανών πρακτόρων στη Βρετανία. Το "Enigma T" ("μηχανή Tirpitz") δημιουργήθηκε ειδικά για την επικοινωνία με τη σύμμαχό του Ιαπωνία. Με 8 ρότορες, η αξιοπιστία ήταν πολύ υψηλή, αλλά το μηχάνημα δεν χρησιμοποιήθηκε σχεδόν καθόλου. Με βάση το M4, ανέπτυξαν το μοντέλο M5 με ένα σετ 12 ρότορων (4 εργάσιμοι/8 αντικαταστάσιμοι). Και το M10 είχε εκτυπωτή για ανοιχτά/κλειστά κείμενα. Και τα δύο μηχανήματα είχαν μια άλλη καινοτομία - έναν ρότορα πλήρωσης κενού, ο οποίος αύξησε σημαντικά την ισχύ της κρυπτογράφησης. Ο Στρατός και η Πολεμική Αεροπορία κρυπτογραφούσαν μηνύματα σε ομάδες των 5 χαρακτήρων, το Ναυτικό - σε ομάδες των 4 χαρακτήρων. Για να είναι πιο δύσκολη η αποκρυπτογράφηση των υποκλοπών του εχθρού, τα κείμενα δεν περιείχαν περισσότερους από 250 χαρακτήρες. τα μακριά ήταν σπασμένα σε μέρη και κρυπτογραφήθηκαν με διαφορετικά κλειδιά. Για να αυξηθεί η ασφάλεια, το κείμενο ήταν φραγμένο με «σκουπίδια» («γράμματα σαλάτα»). Το καλοκαίρι του 1945 σχεδιάστηκε να επανεξοπλιστούν όλα τα είδη στρατευμάτων με M5 και M10, αλλά ο χρόνος τελείωσε.

Έτσι, οι γείτονες ήταν «τυφλοί» στις στρατιωτικές προετοιμασίες της Γερμανίας. Η ραδιοεπικοινωνιακή δραστηριότητα των Γερμανών αυξήθηκε πολλαπλάσια και κατέστη αδύνατο να αποκρυπτογραφηθούν οι υποκλοπές. Οι Πολωνοί ήταν οι πρώτοι που ανησύχησαν. Ενώ παρακολουθούσαν τον επικίνδυνο γείτονά τους, τον Φεβρουάριο του 1926, ξαφνικά δεν μπορούσαν να διαβάσουν την κρυπτογράφηση του Γερμανικού Ναυτικού και από τον Ιούλιο του 1928, την κρυπτογράφηση του Ράιχσβερ. Έγινε σαφές: μεταπήδησαν στην κρυπτογράφηση μηχανών. Στις 29 Ιανουαρίου, το τελωνείο της Βαρσοβίας βρήκε ένα «χαμένο» δέμα. Το σκληρό αίτημα του Βερολίνου να το επιστρέψει τράβηξε την προσοχή στο κουτί. Υπήρχε ένα εμπορικό Enigma. Μόνο μετά τη μελέτη δόθηκε στους Γερμανούς, αλλά αυτό δεν βοήθησε να αποκαλυφθούν τα κόλπα τους και είχαν ήδη μια ενισχυμένη έκδοση του μηχανήματος. Ειδικά για την καταπολέμηση του Enigma, η πολωνική στρατιωτική υπηρεσία δημιούργησε το Cipher Bureau των καλύτερων μαθηματικών που μιλούσαν άπταιστα γερμανικά. Ήταν τυχεροί μόνο μετά από 4 χρόνια μαρκαρίσματος. Η τύχη ήρθε με τη μορφή ενός αξιωματικού του γερμανικού Υπουργείου Άμυνας, που «αγοράστηκε» το 1931 από τους Γάλλους. Ο Hans-Thilo Schmidt ("Agent Asche"), υπεύθυνος για την καταστροφή των ξεπερασμένων κωδικών του τότε Enigma με 3 ρότορες, τους πούλησε στους Γάλλους. Τους πήρα και οδηγίες για αυτό. Ο χρεοκοπημένος αριστοκράτης χρειαζόταν χρήματα και προσβλήθηκε από την πατρίδα του, που δεν εκτιμούσε τις υπηρεσίες του στον Α' Παγκόσμιο Πόλεμο. Οι γαλλικές και βρετανικές μυστικές υπηρεσίες δεν έδειξαν ενδιαφέρον για αυτά τα δεδομένα και τα παρέδωσαν στους Πολωνούς συμμάχους τους. Το 1932, ο ταλαντούχος μαθηματικός Marian Rejewski και η ομάδα του έσπασαν τη μηχανή του θαύματος: «Τα έγγραφα του Ashe έγιναν μάννα από τον ουρανό: όλες οι πόρτες άνοιξαν αμέσως». Η Γαλλία παρείχε στους Πολωνούς πληροφορίες πρακτόρων μέχρι τον πόλεμο και κατάφεραν να δημιουργήσουν έναν προσομοιωτή Enigma, που τον αποκαλούσαν «βόμβα» (ένα είδος παγωτού δημοφιλές στην Πολωνία). Ο πυρήνας του ήταν 6 Enigmas συνδεδεμένα σε ένα δίκτυο, ικανό να ταξινομήσει και τις 17.576 θέσεις των τριών ρότορων, δηλαδή όλες τις πιθανές επιλογές κλειδιών, σε 2 ώρες. Η δύναμή της ήταν αρκετή για να ανοίξει τα κλειδιά του Ράιχσβερ και της Πολεμικής Αεροπορίας, αλλά δεν μπορούσε να χωρίσει τα κλειδιά του Ναυτικού. Οι «βόμβες» κατασκευάστηκαν από την εταιρεία AVA Wytwurnia Radiotechniczna (ήταν η εταιρεία που αναπαρήγαγε το γερμανικό «Enigma» το 1933 - 70 κομμάτια!). 37 ημέρες πριν από την έναρξη του Β' Παγκοσμίου Πολέμου, οι Πολωνοί μετέδωσαν τις γνώσεις τους στους συμμάχους, δίνοντάς τους από μία «βόμβα» ο καθένας. Οι Γάλλοι, συντετριμμένοι από τη Βέρμαχτ, έχασαν το αυτοκίνητό τους, αλλά οι Βρετανοί μετέτρεψαν το δικό τους σε μια πιο εξελιγμένη μηχανή κυκλόμετρου, που έγινε το κύριο όργανο του προγράμματος Ultra. Αυτό το πρόγραμμα ενάντια στο Enigma ήταν το καλύτερα κρυμμένο μυστικό της Βρετανίας. Τα μηνύματα που αποκρυπτογραφήθηκαν εδώ ταξινομήθηκαν ως Ultra, κάτι που είναι υψηλότερο από το Top Secret. Bletchley Park: Station X: Μετά τον Πρώτο Παγκόσμιο Πόλεμο, οι Βρετανοί έκοψαν τους κρυπτολόγους τους. Ο πόλεμος με τους Ναζί ξεκίνησε - και όλες οι δυνάμεις έπρεπε να κινητοποιηθούν επειγόντως. Τον Αύγουστο του 1939, μια ομάδα ειδικών στην παραβίαση κωδικών μπήκε στο κτήμα Bletchley Park, 50 μίλια από το Λονδίνο, με το πρόσχημα μιας παρέας κυνηγών. Εδώ, στο κέντρο αποκρυπτογράφησης Station X, που βρισκόταν υπό τον προσωπικό έλεγχο του Churchill, συγκλίνονταν όλες οι πληροφορίες από ραδιοφωνικούς σταθμούς παρακολούθησης στη Μεγάλη Βρετανία και στο εξωτερικό. Η εταιρεία "British Tabulating Machines" κατασκεύασε εδώ την πρώτη μηχανή αποκωδικοποίησης "Turing bomb" (αυτή ήταν η κύρια βρετανική κροτίδα), ο πυρήνας της οποίας ήταν 108 ηλεκτρομαγνητικά τύμπανα. Δοκίμασε όλες τις επιλογές για το κλειδί κρυπτογράφησης δεδομένης της γνωστής δομής του αποκρυπτογραφούμενου μηνύματος ή μέρους του απλού κειμένου. Κάθε τύμπανο, περιστρεφόμενο με ταχύτητα 120 στροφών ανά λεπτό, δοκίμασε 26 επιλογές γραμμάτων σε μία πλήρη περιστροφή. Κατά τη λειτουργία, το μηχάνημα (3,0 x 2,1 x 0,61 m, βάρος 1 t) χτυπούσε σαν ρολόι, κάτι που επιβεβαίωσε το όνομά του. Για πρώτη φορά στην ιστορία, κρυπτογράφηση που δημιουργήθηκαν μαζικά από μια μηχανή επιλύθηκαν επίσης από τη μηχανή.

Για να λειτουργήσει, ήταν απαραίτητο να γνωρίζουμε τις φυσικές αρχές του Enigma μέχρι την παραμικρή λεπτομέρεια, και οι Γερμανοί το άλλαζαν συνεχώς. Η βρετανική διοίκηση έθεσε το καθήκον: να αποκτήσει νέα αντίγραφα της μηχανής με κάθε κόστος. Ένα στοχευμένο κυνήγι ξεκίνησε. Πρώτα, πήραν ένα Luftwaffe Enigma με ένα σετ κλειδιά από ένα Junkers που καταρρίφθηκε στη Νορβηγία. Η Βέρμαχτ, συντρίβοντας τη Γαλλία, προχώρησε τόσο γρήγορα που μια εταιρεία σήμανσης ξεπέρασε τη δική της και συνελήφθη. Η συλλογή Enigma αναπληρώθηκε από τον στρατό. Αντιμετωπίστηκαν γρήγορα: η κρυπτογράφηση της Wehrmacht και της Luftwaffe άρχισε να εμφανίζεται στο τραπέζι των βρετανικών κεντρικών γραφείων σχεδόν ταυτόχρονα με τη γερμανική. Το πιο περίπλοκο χρειαζόταν απεγνωσμένα - το ναυτικό Μ3. Γιατί; Το κύριο μέτωπο για τους Βρετανούς ήταν το θαλάσσιο μέτωπο. Ο Χίτλερ προσπάθησε να τους στραγγαλίσει με αποκλεισμό, διακόπτοντας την προμήθεια τροφίμων, πρώτων υλών, καυσίμων, εξοπλισμού και πυρομαχικών στη νησιωτική χώρα. Το όπλο της ήταν ο υποβρύχιος στόλος του Ράιχ. Η ομαδική τακτική των «αγώνων λύκων» τρομοκρατούσε τους Αγγλοσάξονες, οι απώλειές τους ήταν τεράστιες ήξεραν για την ύπαρξη του M3: 2 ρότορες αιχμαλωτίστηκαν στο υποβρύχιο U-33 και οδηγίες για αυτό στο U-13. Κατά τη διάρκεια επιδρομής κομάντο στα νησιά Lofoten (Νορβηγία) στο γερμανικό περιπολικό σκάφος "Crab" κατέλαβαν 2 ρότορες από το M3 και κλειδιά για τον Φεβρουάριο, οι Γερμανοί κατάφεραν να πνίξουν το αυτοκίνητο. Επιπλέον, αποδείχθηκε εντελώς τυχαία ότι υπήρχαν γερμανικά μη στρατιωτικά πλοία που έπλεαν στον Ατλαντικό, τα οποία είχαν ειδικές επικοινωνίες επί του σκάφους. Έτσι, το αντιτορπιλικό Griffin του Βασιλικού Ναυτικού επιθεώρησε το φερόμενο ως ολλανδικό αλιευτικό Polaris στα ανοικτά των ακτών της Νορβηγίας. Το πλήρωμα, αποτελούμενο από δυνατούς τύπους, κατάφερε να πετάξει δύο σακούλες στη θάλασσα και οι Βρετανοί έπιασαν έναν από αυτούς. Υπήρχαν έγγραφα για τη συσκευή κρυπτογράφησης. Επιπλέον, κατά τη διάρκεια του πολέμου, η διεθνής ανταλλαγή δεδομένων για τον καιρό σταμάτησε - και οι «ψαράδες» που μετατράπηκαν από το Ράιχ πήγαν στον ωκεανό. Στο πλοίο είχαν Enigma και ρυθμίσεις για κάθε μέρα για 2-3 μήνες, ανάλογα με τη διάρκεια του ταξιδιού. Ανέφεραν τακτικά τον καιρό και ήταν εύκολο να βρεθούν. Οι ειδικές δυνάμεις του Βασιλικού Ναυτικού βγήκαν για να αναχαιτίσουν τους «μετεωρολόγους». Τα γρήγορα αντιτορπιλικά έβαλαν τον εχθρό στην κυριολεξία. Πυροβολώντας, προσπάθησαν να μην βυθίσουν τον «Γερμανό», αλλά να οδηγήσουν το πλήρωμά του σε πανικό και να αποτρέψουν την καταστροφή ειδικού εξοπλισμού. Στις 7 Μαΐου 1941, η τράτα Μόναχο αναχαιτίστηκε, αλλά ο ασυρματιστής κατάφερε να πετάξει τα κλειδιά Enigma και May στη θάλασσα. Αλλά στο χρηματοκιβώτιο του καπετάνιου βρήκαν τα κλειδιά για τον Ιούνιο, ένα βιβλίο κωδικών επικοινωνίας μικρής εμβέλειας, ένα κωδικοποιημένο ημερολόγιο καιρού και ένα πλέγμα συντεταγμένων του Πολεμικού Ναυτικού. Για να αποκρύψει τη σύλληψη, ο αγγλικός Τύπος έγραψε: «Τα πλοία μας, σε μάχη με το γερμανικό Μόναχο, συνέλαβαν το πλήρωμά του, το οποίο εγκατέλειψε το πλοίο βυθίζοντάς το». Η εξόρυξη βοήθησε: ο χρόνος από την υποκλοπή ενός μηνύματος έως την αποκρυπτογράφηση του μειώθηκε από 11 ημέρες σε 4 ώρες! Όμως τα κλειδιά είχαν λήξει και χρειάζονταν νέα. 9 Μαΐου 1941 Η κύρια σύλληψη έγινε στις 8 Μαΐου 1941 κατά τη σύλληψη του υποβρυχίου U-110 του υπολοχαγού Julius Lemp, το οποίο επιτέθηκε στη συνοδεία OV-318. Μετά τον βομβαρδισμό του U-110, τα σκάφη συνοδείας την ανάγκασαν να βγει στην επιφάνεια. Ο καπετάνιος του αντιτορπιλικού HMS Bulldog πήγε να κριάρι, αλλά, βλέποντας ότι οι Γερμανοί πηδούσαν στη θάλασσα πανικόβλητοι, έφυγε εγκαίρως. Έχοντας διεισδύσει στο μισοβυθισμένο σκάφος, η ομάδα επιβίβασης ανακάλυψε ότι η ομάδα δεν είχε καν προσπαθήσει να καταστρέψει τα μυστικά μέσα επικοινωνίας. Εκείνη την ώρα, ένα άλλο πλοίο παρέλαβε τους επιζώντες Γερμανούς από το νερό και τους κλείδωσε στο αμπάρι για να κρύψει τι συνέβαινε. Αυτό ήταν πολύ σημαντικό. Το U-110 λήφθηκε: ένα λειτουργικό Enigma M3, ένα σετ ρότορες, κλειδιά για τον Απρίλιο-Ιούνιο, οδηγίες κρυπτογράφησης, ραδιογραφήματα, κορμούς (προσωπικό, πλοήγηση, σήμα, ραδιοεπικοινωνίες), θαλάσσιοι χάρτες, διαγράμματα ναρκοπεδίων στη Βόρεια Θάλασσα και στα ανοικτά της Γαλλίας, οδηγίες λειτουργίας για σκάφη τύπου IXB. Η λεία συγκρίθηκε με τη νίκη στη Μάχη του Τραφάλγκαρ, οι ειδικοί την αποκαλούσαν «δώρο από τον ουρανό». Ο ίδιος ο βασιλιάς Γεώργιος VI παρέδωσε τα βραβεία στους ναυτικούς: «Αξίζετε περισσότερα, αλλά τώρα δεν μπορώ να το κάνω» (μέσω του συστήματος απονομής, οι Γερμανοί πράκτορες θα μπορούσαν να είχαν ανακαλύψει το γεγονός της απώλειας του αυτοκινήτου). Η σύλληψη του U-110 δεν αποκαλύφθηκε παρά το 1958. Το πληγωμένο σκάφος βυθίστηκε για να τηρηθεί το απόρρητο. Ο λοχαγός Λεμπ πέθανε. Η ανάκριση των υπόλοιπων Γερμανών αποκάλυψε ότι δεν γνώριζαν για την απώλεια του μυστικού. Για κάθε περίπτωση, λαμβάνονταν μέτρα παραπληροφόρησης, μπροστά στους κρατούμενους θρηνούσαν και μετάνιωσαν: «Δεν ήταν δυνατό να προσγειωθεί στο σκάφος, ξαφνικά βυθίστηκε». Για λόγους μυστικότητας, κωδικοποίησαν ακόμη και τη σύλληψή της: «Επιχείρηση Primrose». Συγκλονισμένος από την επιτυχία, ο First Sea Lord Pound ανέφερε μέσω ραδιοφώνου: «Τα θερμά μου συγχαρητήρια. Το λουλούδι σου είναι σπάνιας ομορφιάς». Τα τρόπαια από την U-110 έφεραν πολλά οφέλη. Έχοντας λάβει νέες πληροφορίες, οι χάκερ του Bletchley Park άρχισαν να διαβάζουν τακτικά τις επικοινωνίες μεταξύ των αρχηγείων των υποβρυχίων δυνάμεων του Ράιχ και των σκαφών στον ωκεανό, διαχωρίζοντας τα περισσότερα από τα μηνύματα που προστατεύονται από τον κώδικα Hydra. Αυτό βοήθησε στην παραβίαση άλλων κωδίκων του Πολεμικού Ναυτικού: «Neptune» (για βαριά πλοία), «Zuyd» και «Medusa» (για τη Μεσόγειο Θάλασσα), κ.λπ. ”) στον Ατλαντικό ). Το κέντρο επιχειρησιακών πληροφοριών έμαθε τις λεπτομέρειες των παράκτιων ταξιδιών των Γερμανών, τα σχέδια εξόρυξης των παράκτιων υδάτων, το χρονοδιάγραμμα των υποβρυχίων επιδρομών κ.λπ. δ. Οι θαλάσσιες συνοδείες άρχισαν να παρακάμπτουν τις «αγέλες λύκων»: από τον Ιούνιο έως τον Αύγουστο, οι «λύκοι Doenitz» βρήκαν μόνο το 4% των νηοπομπών στον Ατλαντικό, από τον Σεπτέμβριο έως τον Δεκέμβριο - 18%. Όμως οι Γερμανοί, πιστεύοντας ότι το U-110 είχε πάρει το μυστικό του στην άβυσσο, δεν άλλαξαν το σύστημα επικοινωνίας. Ναύαρχος Ντόενιτς: «Ο Λεμπ έκανε το καθήκον του και πέθανε ως ήρωας». Ωστόσο, μετά τη δημοσίευση του βιβλίου του Roskill «The Secret Capture» το 1959, ο ήρωας έγινε, στα μάτια των Γερμανών βετεράνων, ένας απατεώνας που είχε αμαυρώσει την τιμή του: «Δεν εκτέλεσε την εντολή να καταστρέψει μυστικά υλικά! Εκατοντάδες από τα σκάφη μας βυθίστηκαν, χιλιάδες υποβρύχιοι πέθαναν μάταια», «αν δεν είχε πεθάνει στα χέρια των Βρετανών, θα έπρεπε να τον είχαμε πυροβολήσει». Και τον Φεβρουάριο του 1942, το M4 με 4 ρότορες αντικατέστησε το M3 με 3 ρότορες σε σκάφη. Το Bletchley Park χτύπησε ξανά σε τοίχο. Το μόνο που έμενε ήταν να ελπίζουμε για την κατάληψη ενός νέου οχήματος, κάτι που συνέβη στις 30 Οκτωβρίου 1942. Την ημέρα αυτή, το U-559 του Λοχαγού-Υλοχαγού Heidtmann βορειοανατολικά του Πορτ Σάιντ υπέστη σοβαρές ζημιές από βρετανικές βόμβες βάθους. Βλέποντας ότι το σκάφος βυθιζόταν, το πλήρωμα πήδηξε στη θάλασσα χωρίς να καταστρέψει τον εξοπλισμό κρυπτογράφησης. Την βρήκαν ναύτες του αντιτορπιλικού Petard. Μόλις παρέδωσαν τα κλοπιμαία στο πάρτι επιβίβασης που έφτασε εγκαίρως, το παραβιασμένο σκάφος ανατράπηκε ξαφνικά και δύο τολμηροί (Κόλιν Γκρέζιερ, Άντονι Φασόν) πήγαν μαζί του σε βάθος χιλιομέτρου. Τα λάφυρα ήταν τα μπροσούρα M4 και "Brief Call Sign Log"/"Brief Weather Code", τυπωμένα με διαλυτό μελάνι σε ροζ στυπόχαρτο, τα οποία ο ασυρματιστής έπρεπε να ρίξει στο νερό με το πρώτο σημάδι κινδύνου. Ήταν με τη βοήθειά τους που στις 13 Δεκεμβρίου 1942 άνοιξαν οι κωδικοί, οι οποίοι έδωσαν αμέσως στο αρχηγείο ακριβή στοιχεία για τις θέσεις 12 γερμανικών σκαφών. Μετά από ένα διάλειμμα 9 μηνών (black-out), άρχισε ξανά η ανάγνωση κρυπτογραφημάτων, η οποία δεν σταμάτησε μέχρι το τέλος του πολέμου. Από εδώ και πέρα, η καταστροφή των «αγώνων λύκων» στον Ατλαντικό ήταν μόνο θέμα χρόνου. Αμέσως μετά την έξοδό τους από το νερό, τα γερμανικά υποβρύχια γδύθηκαν εντελώς και όλα τα ρούχα τους αφαιρέθηκαν για να αναζητήσουν έγγραφα που ενδιαφέρουν τη νοημοσύνη (για παράδειγμα, πίνακες κωδικών της μηχανής κρυπτογράφησης Enigma). Έχει αναπτυχθεί μια ολόκληρη τεχνολογία για τέτοιες λειτουργίες. Χρησιμοποιήθηκαν βόμβες για να εξαναγκάσουν το σκάφος να βγει στην επιφάνεια και άρχισαν να βομβαρδίζουν με πολυβόλα για να μην αρχίσουν να βυθίζονται οι Γερμανοί που έμεναν στο σκάφος. Εν τω μεταξύ, ένα πάρτι επιβίβασης την πλησίαζε, με στόχο να ψάξει για «κάτι σαν γραφομηχανή δίπλα στον ραδιοφωνικό σταθμό», «δίσκους με διάμετρο 6 ιντσών», τυχόν περιοδικά, βιβλία, χαρτιά αυτό δεν ήταν πάντα δυνατό. Συχνά άνθρωποι πέθαιναν χωρίς να αποκτήσουν κάτι νέο. Συνολικά, οι Βρετανοί κατέλαβαν 170 Enigmas, συμπεριλαμβανομένων. μέρη 3–4 θάλασσα Μ4. Αυτό κατέστησε δυνατή την επιτάχυνση της διαδικασίας αποκρυπτογράφησης. Όταν ενεργοποιήθηκαν ταυτόχρονα 60 «βόμβες» (δηλαδή, 60 σετ των 108 τροχών), η αναζήτηση λύσης μειώθηκε από 6 ώρες σε 6 λεπτά. Αυτό κατέστησε ήδη δυνατή την ταχεία απόκριση σε ακάλυπτες πληροφορίες. Στην κορύφωση του πολέμου, 211 «βόμβες» λειτουργούσαν όλο το εικοσιτετράωρο, διαβάζοντας έως και 3 χιλιάδες γερμανικά μηνύματα κρυπτογράφησης καθημερινά. Εξυπηρετήθηκαν σε βάρδιες από 1.675 γυναίκες χειριστές και 265 μηχανικούς. Όταν ο Σταθμός Χ δεν μπορούσε πλέον να αντιμετωπίσει την τεράστια ροή των ραδιοφωνικών υποκλοπών, μέρος της δουλειάς μεταφέρθηκε στις Ηνωμένες Πολιτείες. Μέχρι την άνοιξη του 1944, 96 «βόμβες Turing» δούλευαν εκεί και είχε δημιουργηθεί ένα ολόκληρο εργοστάσιο αποκρυπτογράφησης. Στο αμερικανικό μοντέλο, με τις 2000 σ.α.λ., η αποκωδικοποίηση ήταν 15 φορές πιο γρήγορη. Η αντιπαράθεση με το Μ4 έχει γίνει αγγαρεία. Στην πραγματικότητα, αυτό ήταν το τέλος του αγώνα με το Enigma.

Η ιστορία της ηλεκτρικής περιστροφικής μηχανής κρυπτογράφησης Enigma ξεκινά το 1917 με ένα δίπλωμα ευρεσιτεχνίας που έλαβε ο Ολλανδός Hugo Koch. Το επόμενο έτος, το δίπλωμα ευρεσιτεχνίας αγοράστηκε από τον Arthur Scherbius, ο οποίος ξεκίνησε εμπορικές δραστηριότητες πουλώντας αντίγραφα της μηχανής τόσο σε ιδιώτες όσο και στον γερμανικό στρατό και ναυτικό. Οι πωλήσεις ήταν φτωχές μέχρι τα μέσα της δεκαετίας του 1920, εν μέρει λόγω της υψηλής τιμής.

Τον Ιούνιο του 1924, η βρετανική υπηρεσία κρυπτογράφησης (Room 40) άρχισε να ενδιαφέρεται για τον σχεδιασμό της μηχανής. Για το σκοπό αυτό, αγοράστηκε μια παρτίδα μηχανημάτων από τη γερμανική εταιρεία Chiffrier-maschinen AG, η οποία παρήγαγε το Enigma. Ένας από τους όρους της συμφωνίας ήταν η καταχώριση διπλώματος ευρεσιτεχνίας στο Βρετανικό Γραφείο Διπλωμάτων Ευρεσιτεχνίας, το οποίο έδωσε στην κρυπτογραφική υπηρεσία πρόσβαση σε μια περιγραφή του κρυπτογραφικού συστήματος.

Πολωνική σκηνή

Οι πρώτες υποκλοπές μηνυμάτων που κρυπτογραφήθηκαν χρησιμοποιώντας το Enigma χρονολογούνται από το 1926. Ωστόσο, δεν μπορούσαν να τα διαβάσουν για πολύ καιρό. Τον Ιανουάριο του 1929, ένα κουτί που περιείχε μια εμπορική έκδοση του Enigma κατέληξε κατά λάθος στο τελωνείο της Βαρσοβίας. Η Γερμανία ζήτησε να επιστρέψει το κουτί και μετά οι Πολωνοί ενδιαφέρθηκαν για το περιεχόμενό του. Εκ μέρους του πολωνικού γραφείου κρυπτογράφησης, το μηχάνημα εξετάστηκε από ειδικούς της εταιρείας AVA, συμπεριλαμβανομένου του επικεφαλής της, του κρυπτοαναλυτή Anthony Palth, και στη συνέχεια το κουτί στάλθηκε στη γερμανική πρεσβεία. Η μελέτη του μηχανήματος δεν επέτρεψε την αποκρυπτογράφηση των μηνυμάτων, επιπλέον, ο γερμανικός στρατός χρησιμοποίησε τη δική του, βελτιωμένη έκδοση του Enigma.

Το 1928-29 οργανώθηκαν στην Πολωνία τα πρώτα μαθηματικά μαθήματα κρυπτογραφίας. Οι ακροατές ήταν δύο δωδεκάδες μαθητές μαθηματικών με γνώση γερμανικών. Τρεις από τους μαθητές - οι Marian Rejewski, Henryk Zygalski και Jerzy Rozycki - μπήκαν στην υπηρεσία του Cipher Bureau. Στη συνέχεια, είναι αυτοί που θα λάβουν τα πρώτα αποτελέσματα στο σπάσιμο του κώδικα Enigma.

Το 1931, ένας υπάλληλος του γραφείου κωδικών του γερμανικού Υπουργείου Άμυνας, ο Hans-Thilo Schmidt, ο οποίος είχε ήδη γίνει πράκτορας Ashe, άρχισε να μεταφέρει απαρχαιωμένους κωδικούς στη γαλλική υπηρεσία πληροφοριών, τους οποίους, σύμφωνα με τα επίσημα καθήκοντά του, έπρεπε να καταστρέψει. , και παρέδωσε επίσης οδηγίες για τη χρήση της στρατιωτικής έκδοσης του Enigma. Μεταξύ των λόγων που ώθησαν τον Hans-Thilo να το κάνει αυτό ήταν η υλική ανταμοιβή, η δυσαρέσκεια για την πατρίδα του, η οποία δεν εκτιμούσε τις επιτυχίες του κατά τον Πρώτο Παγκόσμιο Πόλεμο, και ο φθόνος για τη στρατιωτική καριέρα του αδελφού του Rudolf Schmidt. Τα δύο πρώτα έγγραφα ήταν το "Gebrauchsanweisung für die Chiffriermaschine Enigma" και το "Schlüsselanleitung für die Chiffriermaschine Enigma". Ωστόσο, η γαλλική και βρετανική υπηρεσία πληροφοριών δεν έδειξαν ενδιαφέρον για τα δεδομένα που ελήφθησαν - ίσως πίστευαν ότι ήταν αδύνατο να σπάσει ο κώδικας Enigma. Ο συνταγματάρχης των γαλλικών μυστικών υπηρεσιών Gustave Bertrand διαβίβασε τα υλικά στο πολωνικό "Cipher Bureau" και συνέχισε να τους μεταδίδει περαιτέρω πληροφορίες από τον πράκτορα μέχρι το φθινόπωρο του 1939.

Ρυθμίσεις του πίνακα ενημέρωσης κώδικα. (Γερμανικά: Steckerverbindungen)
διαδικασία εγκατάστασης ρότορα. (Γερμανικά: Walzenlage)
θέσεις δακτυλίου? (Γερμανικά: Ringstellung)
αρχικές ρυθμίσεις ρότορα. (Γερμανικά: Kenngruppen)

Ωστόσο, ο χειριστής δεν θα έπρεπε να έχει χρησιμοποιήσει κλειδί ημέραςκρυπτογράφηση μηνυμάτων. Αντίθετα, ο χειριστής βρήκε ένα νέο κλειδί τριών γραμμάτων (γερμανικά: Spruchschlüssel) και εις διπλούντο κρυπτογραφήθηκε χρησιμοποιώντας το κλειδί ημέρας. Μετά από αυτό, οι ρυθμίσεις των ρότορων άλλαξαν σύμφωνα με το κλειδί που επινοήθηκε και το μήνυμα κρυπτογραφήθηκε.

Οι προσπάθειες του Marian επικεντρώθηκαν στην ανάλυση της ευπάθειας του πρωτοκόλλου ανταλλαγής μηνυμάτων, δηλαδή στην επανάληψη του κλειδιού μηνυμάτων. Τα πρώτα έξι γράμματα επιλέχθηκαν από καθημερινά μηνύματα και καταρτίστηκε ένας πίνακας αντιστοιχίας με βάση τους (παραδείγματα από το βιβλίο του Singh):

Μήνυμα 1	μεγάλο	Ο	κ	R	σολ	Μ	…
Μήνυμα 2	Μ	V	Τ	Χ	Ζ	μι	…
Μήνυμα 3	J	κ	Τ	Μ	Π	μι	…
Μήνυμα 4	ρε	V	Υ	Π	Ζ	Χ	…

1ο γράμμα	ΕΝΑ	σι	ντο	ρε	μι	φά	σολ	H	Εγώ	J	κ	μεγάλο	Μ	Ν	Ο	Π	Q	R	μικρό	Τ	U	V	W	Χ	Υ	Ζ
4η επιστολή				Π						Μ		R	Χ

Αν υπήρχαν αρκετά μηνύματα, ο πίνακας γέμιζε εντελώς.

1ο γράμμα	ΕΝΑ	σι	ντο	ρε	μι	φά	σολ	H	Εγώ	J	κ	μεγάλο	Μ	Ν	Ο	Π	Q	R	μικρό	Τ	U	V	W	Χ	Υ	Ζ
4η επιστολή	φά	Q	H	Π	μεγάλο	W	Ο	σολ	σι	Μ	V	R	Χ	U	Υ	ντο	Ζ	Εγώ	Τ	Ν	J	μι	ΕΝΑ	μικρό	ρε	κ

Η ιδιαιτερότητα της πλήρους έκδοσης του πίνακα ήταν ότι ενώ το κλειδί ημέρας παραμένει αμετάβλητο, τα περιεχόμενα του πίνακα επίσης δεν αλλάζουν. Και, με μεγάλο βαθμό πιθανότητας, το αντίστροφο. Θα ήταν δυνατό να δημιουργηθεί ένας κατάλογος πινάκων... ωστόσο, υπάρχουν 26 από αυτούς!, γεγονός που καθιστά αδύνατη αυτή την εργασία στο προβλεπόμενο χρονικό διάστημα. Ο Rejewski άρχισε να προσπαθεί να εντοπίσει κάποια μοτίβα από τους πίνακες ή να βρει κάποια δομικά μοτίβα. Και τα κατάφερε. Άρχισε να εξετάζει αλυσίδες γραμμάτων της ακόλουθης μορφής:

1ο γράμμα	ΕΝΑ	σι	ντο	ρε	μι	φά	σολ	H	Εγώ	J	κ	μεγάλο	Μ	Ν	Ο	Π	Q	R	μικρό	Τ	U	V	W	Χ	Υ	Ζ
A → F → W → A	↓					↓																	↓
4η επιστολή	φά	Q	H	Π	μεγάλο	W	Ο	σολ	σι	Μ	V	R	Χ	U	Υ	ντο	Ζ	Εγώ	Τ	Ν	J	μι	ΕΝΑ	μικρό	ρε	κ

Στο παράδειγμα του πλήρους πίνακα παραπάνω υπήρχαν 4 τέτοιες αλυσίδες:

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

Η επόμενη ανακάλυψη του Marian ήταν ότι παρόλο που τα συγκεκριμένα γράμματα εξαρτιόνταν εξ ολοκλήρου από την καθημερινή ρύθμιση του Αίνιγμα, ο αριθμός των αλυσίδων και των γραμμάτων σε αυτά καθοριζόταν μόνο από τις ρυθμίσεις των ρότορων. Δεδομένου ότι ο αριθμός των ρότορων ήταν 3 (αλλά θα μπορούσαν να είναι με οποιαδήποτε σειρά) και η αρχική ρύθμιση αποτελούνταν από τρία γράμματα του λατινικού αλφαβήτου, ο αριθμός των επιλογών ήταν ίσος με 3! ∗ 26 3 = 105456 (\displaystyle 3!*26^(3)=105456). Αυτό ήταν σημαντικά μικρότερο από 26!, γεγονός που κατέστησε δυνατή, χρησιμοποιώντας κατασκευασμένες (ή κλεμμένες) μηχανές Enigma, τη σύνταξη ενός καταλόγου που περιέχει όλες τις πιθανές αλυσίδες. Αυτό το έργο κράτησε σχεδόν ένα χρόνο, αλλά το αποτέλεσμα ήταν η ικανότητα ανάγνωσης γερμανικής αλληλογραφίας.

Όπως σημειώνει ο Singh, ήταν η δυνατότητα διαίρεσης του προβλήματος σε δύο στοιχεία (ρυθμίσεις ρότορα και ρυθμίσεις πίνακα ενημέρωσης κώδικα) που επέτρεψε στον Rejewski να αντιμετωπίσει αυτήν την εργασία, καθώς και η βοήθεια τόσο των μαθηματικών του Cypher Bureau όσο και του Schmidt:

Μόλις αποκατασταθούν οι ρυθμίσεις του ρότορα για το μήνυμα κατά τη διάρκεια της ημέρας, το μόνο που έμεινε ήταν να καταλάβουμε τις ρυθμίσεις του πίνακα ενημέρωσης κώδικα. Από κρυπτογραφική άποψη, ήταν ένας απλός μονοαλφαβητικός κρυπτογράφηση, που περιορίστηκε περαιτέρω σε μόνο 6 ζεύγη αντικαταστάσεων γραμμάτων. Το κείμενο συχνά δεν χρειαζόταν καν να υποβληθεί σε κρυπτανάλυση συχνότητας, αλλά απλώς να ρίξει μια πιο προσεκτική ματιά σε γραμμές όπως το "alliveinbelrin" (τα αγγλικά φτάνουν στο Βερολίνο με την αντικατάσταση R ↔ L) και άλλες, που ήταν εύκολο να ανακτηθούν "με τα μάτια". .»

Το 1934, η Γερμανία άρχισε να αλλάζει τη θέση του ρότορα κάθε μήνα αντί για κάθε τρίμηνο. Ως απάντηση σε αυτό, ο Marian Rejewski σχεδίασε μια συσκευή που ονομάζεται "κυκλόμετρο" για να αναδημιουργήσει γρήγορα έναν κατάλογο κύκλων.

Στις 15 Δεκεμβρίου 1938, η Γερμανία πρόσθεσε τον 4ο και τον 5ο ρότορα και την 1η Ιανουαρίου 1939 αύξησε τον αριθμό των συνδέσεων του patch panel από 6 σε 10. Όλα αυτά έκαναν την κρυπτανάλυση Enigma σημαντικά πιο δύσκολη.

PC Bruno

Βρετανική σκηνή

Περαιτέρω εργασίες για το σπάσιμο του Enigma έλαβαν χώρα στο μυστικό βρετανικό κέντρο πληροφοριών Station X, αργότερα γνωστό ως Bletchley Park.

Προσωπικό

Ο βετεράνος των στρατιωτικών πληροφοριών Alistair Denniston διορίστηκε διευθυντής έργου. Η εργασία αποκρυπτογράφησης ηγήθηκε από τον συνάδελφο του Ντένιστον στο δωμάτιο Νο. 40, τον διάσημο γλωσσολόγο και κρυπτοαναλυτή Άλφρεντ Νοξ («Dilly» Knox). Ο καθηγητής μαθηματικών Gordon Welchman ήταν υπεύθυνος για τη συνολική οργάνωση της εργασίας. Ο Ντένιστον άρχισε να στρατολογεί ένα επιτελείο κρυπτοαναλυτών με βάση τη νοητική ικανότητα: γλωσσολόγους, μαθηματικούς, σκακιστές, πρωταθλητές λύτες σταυρόλεξων, αιγυπτιολόγους, ακόμη και παλαιοντολόγους. Συγκεκριμένα, ο διάσημος σκακίστας Stuart Milner-Barry ήταν από τους πρώτους που έγιναν δεκτοί. Μεταξύ των μαθηματικών ήταν και ένας νεαρός καθηγητής λογικής από το Κέμπριτζ - ο Άλαν Τούρινγκ.

Μέθοδος

Η υποκλοπή ραδιοφωνικών μηνυμάτων του εχθρού πραγματοποιήθηκε από δεκάδες σταθμούς λήψης με την κωδική ονομασία «Y-station». Χιλιάδες τέτοια μηνύματα έφταναν στο Bletchley Park κάθε μέρα. Το Bletchley Park είχε στη διάθεσή του ένα ακριβές αντίγραφο του Enigma, έτσι η αποκωδικοποίηση των μηνυμάτων περιορίστηκε στην επιλογή της εγκατάστασης δίσκων και, για μεταγενέστερα μοντέλα, ενός διακόπτη βύσματος. Η δυσκολία της εργασίας επιδεινώθηκε από το γεγονός ότι οι ρυθμίσεις του ρότορα άλλαζαν καθημερινά, έτσι οι υπηρεσίες αποκρυπτογράφησης δούλευαν όλο το εικοσιτετράωρο σε τρεις βάρδιες.

Το σχέδιο Enigma, όταν χρησιμοποιήθηκε σωστά, εξασφάλιζε σχεδόν απόλυτη μυστικότητα. Στην πράξη, ωστόσο, οι Γερμανοί χρήστες Enigma έκαναν συχνά απρόσεκτες ενέργειες που έδιναν υποδείξεις σε Βρετανούς αναλυτές (τέτοιοι υποδείξεις στην αργκό των Άγγλων φοιτητών ονομάζονταν κούνιες). Η μέθοδος αποκρυπτογράφησης βασίστηκε στη χρήση και συστηματοποίηση τέτοιων σφαλμάτων.

Συμβουλές ήταν τυχόν κείμενα που επαναλαμβάνονταν συχνά, όπως χαιρετισμοί, αριθμοί (κωδικοποιημένα κατά την προφορά: «ένα», «δύο», κ.λπ.). Όλες οι ενδείξεις εισήχθησαν σε ένα ευρετήριο αρχείου (Ευρετήριο) μαζί με το πλαίσιο: το χειρόγραφο του χειριστή ασυρμάτου, τον τόπο και τον χρόνο μετάδοσης κ.λπ.

Ελλείψει του απαιτούμενου αριθμού ενδείξεων, ιδιαίτερα τις παραμονές μεγάλων επιχειρήσεων, ελήφθησαν ειδικά μέτρα για την απόκτησή τους. Αυτή η τεχνική ονομάστηκε «gardening» (αγγλικά: gardening). Για παράδειγμα, πριν από την αναχώρηση της επόμενης πολικής συνοδείας, πραγματοποιήθηκε επιδεικτική εξόρυξη ορισμένης περιοχής της θάλασσας. Εάν ο εχθρός ανέφερε τα αποτελέσματα της εκκαθάρισης ναρκών υποδεικνύοντας προηγουμένως γνωστές συντεταγμένες, αυτό έδινε την επιθυμητή ένδειξη.

Τούρινγκ

Ένας από τους κύριους θεωρητικούς στο Bletchley Park ήταν ο Alan Turing. Αφού μελέτησε το πολωνικό υλικό, ο Turing κατέληξε στο συμπέρασμα ότι η χρήση της προηγούμενης προσέγγισης με πλήρη αναζήτηση μηνυμάτων δεν θα λειτουργούσε πλέον. Πρώτον, αυτό θα απαιτούσε τη δημιουργία περισσότερων από 30 μηχανών πολωνικού τύπου, που ήταν πολλαπλάσιο του ετήσιου προϋπολογισμού του Σταθμού Χ, και δεύτερον, θα μπορούσε να αναμένεται ότι η Γερμανία θα μπορούσε να διορθώσει το σχεδιαστικό ελάττωμα στο οποίο βασίστηκε η πολωνική μέθοδος. Ως εκ τούτου, ανέπτυξε τη δική του μέθοδο βασισμένη στην απαρίθμηση αλληλουχιών χαρακτήρων στο κείμενο πηγής.

Σύντομα οι Γερμανοί πρόσθεσαν μια συσκευή μεταγωγής στο σχέδιο Enigma, επεκτείνοντας έτσι σημαντικά τον αριθμό των επιλογών κώδικα. Το πρόβλημα που προέκυψε για τους Βρετανούς επιλύθηκε από τον Gordon Welchman, προτείνοντας το σχεδιασμό ενός «διαγώνιου πίνακα». Ως αποτέλεσμα αυτής της εργασίας, μια κρυπτοαναλυτική μηχανή κατασκευάστηκε τον Αύγουστο του 1940 Bombe. Με την πάροδο του χρόνου, περισσότερα από 200 μηχανήματα εγκαταστάθηκαν στο Bletchley Park, τα οποία κατέστησαν δυνατή την αύξηση του ρυθμού αποκρυπτογράφησης σε δύο έως τρεις χιλιάδες μηνύματα την ημέρα.

Αν και το Bombe υπέστη κάποιες αλλαγές στη λεπτομέρεια, η συνολική του εμφάνιση παρέμεινε η ίδια: ένα ντουλάπι βάρους περίπου ενός τόνου, ένα μπροστινό πάνελ δύο επί τρία μέτρα και 36 ομάδες ρότορες πάνω του, τρεις στο καθένα. Η χρήση του μηχανήματος απαιτούσε ειδικές δεξιότητες και εξαρτιόταν σε μεγάλο βαθμό από τα προσόντα του προσωπικού χειρισμού - εθελόντριες κοπέλες από τη Γυναικεία Βασιλική Ναυτική Υπηρεσία (Αγγλικά). Στη συνέχεια, όταν μέρος της εργασίας μεταφέρθηκε στις Η.Π.Α., κάποιοι από τους εργαζόμενους στάλθηκαν μαζί με την τεχνολογία.

«Ζωντανή» ενημέρωση

Κατά καιρούς, η Γερμανία έκανε αλλαγές σχεδιασμού στο μηχάνημα ή ενίσχυε με κάποιο τρόπο την κρυπτογραφική προστασία. Σε τέτοιες περιπτώσεις, οι κρυπτοαναλυτές από το Bletchley Park ήταν ανίσχυροι και για περαιτέρω εργασία ήταν επειγόντως απαραίτητο να βρεθεί μια περιγραφή των αλλαγών ή τουλάχιστον νέα αντίγραφα οδηγιών και μηχανών Enigma.

Μυστικότητα

«Αυτή είναι η κότα μου που γεννάει χρυσά αυγά, αλλά δεν τρυπάει ποτέ».

Ο Winston Churchill στο Bletchley Park

Η βρετανική κυβέρνηση έκανε ό,τι ήταν δυνατό για να κρύψει τις επιτυχίες στην αποκρυπτογράφηση των γερμανικών κωδίκων τόσο από τον εχθρό όσο και από την ηγεσία της ΕΣΣΔ. Για το σκοπό αυτό, όλες οι ενέργειες που βασίζονται σε δεδομένα από το πρόγραμμα Ultra έπρεπε να συνοδεύονται από λειτουργίες κάλυψης που συγκαλύπτουν την πραγματική πηγή πληροφοριών. Έτσι, για τη μετάδοση πληροφοριών Ultra στην ΕΣΣΔ χρησιμοποιήθηκε η ελβετική οργάνωση Lucy, η οποία, σύμφωνα με το μύθο, είχε μια πηγή στην κορυφή της γερμανικής ηγεσίας. Οι πληροφορίες που ελήφθησαν από τη Λούσι διαβιβάστηκαν στην ΕΣΣΔ από τον κάτοικο της σοβιετικής υπηρεσίας πληροφοριών στην Ελβετία Σάντορ Ράντο.

Για το καμουφλάζ του Ultra χρησιμοποιήθηκαν πλασματικές αναγνωριστικές πτήσεις, ραδιοφωνικά παιχνίδια κ.λπ.

Η ύπαρξη του προγράμματος Ultra ήταν γνωστή σε έναν αυστηρά περιορισμένο κύκλο ανθρώπων, ο αριθμός των οποίων ήταν περίπου δέκα άτομα. Οι απαραίτητες πληροφορίες διαβιβάστηκαν στον προορισμό του από ένα δίκτυο μονάδων πληροφοριών που είχαν ανατεθεί στο αρχηγείο του στρατού και των διοικητών του ναυτικού. Η πηγή των πληροφοριών δεν αποκαλύφθηκε, γεγονός που οδήγησε μερικές φορές στη βρετανική διοίκηση να υποτιμήσει τις απολύτως αξιόπιστες πληροφορίες της Ultra και να προκαλέσει μεγάλες απώλειες (Βλ. Η βύθιση του αεροπλανοφόρου Glories).

ΕΣΣΔ

Μεταξύ των πληροφοριών που έλαβε η Μεγάλη Βρετανία ήταν πληροφορίες σχετικά με τις προετοιμασίες για εισβολή στην ΕΣΣΔ. Παρά τον κίνδυνο αποκάλυψης της πηγής, οι πληροφορίες μεταφέρθηκαν στη σοβιετική κυβέρνηση. Ωστόσο, ο Στάλιν δεν πίστευε στην πιθανότητα επίθεσης.

Βαθμολογίες αποτελεσμάτων

Ορισμένοι συγγραφείς επισημαίνουν ότι από μια σύγχρονη άποψη, ο κρυπτογράφηση Enigma δεν ήταν πολύ αξιόπιστος. Ωστόσο, κάποτε η απόλυτη αξιοπιστία του δεν δημιούργησε αμφιβολίες μεταξύ των Γερμανών ειδικών: μέχρι το τέλος του πολέμου, η γερμανική διοίκηση έψαχνε τους λόγους για τις διαρροές μυστικών πληροφοριών οπουδήποτε, αλλά όχι στην αποκάλυψη του Enigma. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η επιτυχία των βρετανών κωδικοποιητών έγινε μια ιδιαίτερα πολύτιμη συμβολή στη νίκη επί του ναζισμού.

Μετά τον πόλεμο

δείτε επίσης

Σημειώσεις

Υπήρχαν επίσης λάθη: μεταξύ εκείνων που προσκλήθηκαν στο έργο ήταν ο βιολόγος Υποπλοίαρχος Geoffrey Tandi, ειδικός σε cryptogamers
Ο Max Newman, ο Tom Flowers και άλλοι ειδικοί ήρθαν στο Bletchley Park αργότερα σε σχέση με την εργασία στον κρυπτογράφημα Tunney.
Ο κώδικας Enigma χρησιμοποιήθηκε όχι μόνο από τον στρατό, την αεροπορία και το ναυτικό, αλλά και από τις στρατιωτικές πληροφορίες (Abwehr), τους σιδηρόδρομους και άλλες υπηρεσίες. Όλοι χρησιμοποίησαν τις δικές τους ρυθμίσεις ρότορα.
Ένα σημαντικό ελάττωμα του σχεδιασμού ήταν η αδυναμία κωδικοποίησης ενός γράμματος με το ίδιο γράμμα. Αυτό το χαρακτηριστικό του Enigma χρησιμοποιήθηκε ευρέως στην αποκρυπτογράφηση
Ο Turing παρατήρησε ότι ο αριθμός «ένα» (γερμανικά: Eins) εμφανίζεται στο 90% των μηνυμάτων. Σε αυτή τη βάση, δημιουργήθηκε μια ειδική μέθοδος αποκρυπτογράφησης - ο "αλγόριθμος eins". Ακόμη και ο χαιρετισμός χρησιμοποιήθηκε ως κούνια Χάιλ Χίτλερκαι αγενείς κατάρες, που διασκέδασαν ιδιαίτερα το πολυάριθμο γυναικείο προσωπικό του Bletchley Park
Η πολωνική μηχανή ονομαζόταν «βόμβα» (Πολωνικά: Bomba kryptologiczna - Κρυπτολογική βόμβα). Στην αγγλική βόμβα - βόμβα. Το όνομά του, σύμφωνα με μια εκδοχή, προέρχεται από το όνομα ενός γλυκού παγωτού. παγετώνας Bombe(«Μια θεωρία ήταν ότι η μπόμπα πήρε το όνομά της από το παγωτό, bomba glacee, που έτρωγε όταν εφευρέθηκε η μηχανή.» // Enigma: The Battle for the Code, By Hugh Sebag-Montefiore, 2002, ISBN 978-0 -471-43721-5).
Το Bombe κατασκευάστηκε από την British Tabulating Machines. (Αγγλικά); Ο σχεδιασμός του αυτοκινήτου έγινε από τον επικεφαλής σχεδιαστή της εταιρείας, Harold Keene. Χάρολντ Κιν).
Τα μηχανήματα και το προσωπικό συντήρησης βρίσκονταν έξω από το πάρκο Bletchley στα γύρω χωριά.
Η εκδοχή της άρνησης προστασίας του Κόβεντρι προκειμένου να διατηρηθεί η μυστικότητα του Ultra είναι αναληθής και βασίζεται αποκλειστικά στις αναμνήσεις του F.W. Winterbottam, ενός αξιωματικού της RAF που δεν είχε πρόσβαση σε τέτοιες πληροφορίες. Η εκδοχή του Winterbottam έχει διαψευσθεί επανειλημμένα από άλλους απομνημονευματολόγους και ιστορικούς.
Η ΕΣΣΔ είχε κάποιες πληροφορίες για το πρόγραμμα Ultra από τον πράκτορά της στο Bletchley Park - John Cairncross, ένα από τα μέλη των Cambridge Five. Οι Βρετανοί αγνοούσαν τον ρόλο του Cairncross μέχρι το 1951.
Ο F. Winterbotham γράφει ότι αργότερα, για λόγους μυστικότητας, οι Βρετανοί δεν μοιράστηκαν πληροφορίες. Έτσι, σύμφωνα με τον Winterbotham, η Wehrmacht στην ΕΣΣΔ έμαθε για την επιχείρηση Kursk από άλλες πηγές. Πρέπει ωστόσο να ληφθεί υπόψη ότι το βιβλίο του Winterbotham εκδόθηκε πριν από τον αποχαρακτηρισμό των βρετανικών αρχείων για την αποκρυπτογράφηση του κώδικα Lorenz (1975) και ο ίδιος, ως αξιωματικός της Πολεμικής Αεροπορίας κατά τη διάρκεια του πολέμου, δεν είχε πρόσβαση σε μυστικές πληροφορίες για το Enigma. Το αρχειακό υλικό δείχνει ξεκάθαρα τη μεταφορά ενός λεπτομερούς σχεδίου στη Μόσχα

Βασισμένο σε υλικά από τη διατριβή «Μηχανές κρυπτογράφησης και συσκευές αποκρυπτογράφησης κατά τον Δεύτερο Παγκόσμιο Πόλεμο», που υποστηρίχθηκε στο Πανεπιστήμιο του Chemnitz (Γερμανία) το 2004.

Εισαγωγή.Για το ευρύ κοινό, η λέξη «Αίνιγμα» (στα ελληνικά - ένας γρίφος) είναι συνώνυμη με τις έννοιες «μηχανή κρυπτογράφησης» και «σπάσιμο κώδικα», που έχουν φροντίσει ταινίες για υποβρύχια και παρόμοια μυθιστορήματα που έχουν ελάχιστα κάνει με την πραγματικότητα. Λίγα είναι γνωστά στο ευρύ κοινό για το γεγονός ότι υπήρχαν και άλλες μηχανές κρυπτογράφησης, για τις οποίες δημιουργήθηκαν ειδικές μηχανές αποκρυπτογράφησης για να «σπάσουν» και για τις συνέπειες που είχε αυτό στον Δεύτερο Παγκόσμιο Πόλεμο.

Και δεν αποτελεί έκπληξη: υπάρχουν πολύ λίγες πληροφορίες σχετικά με αυτό σε δημοφιλείς εκδόσεις. Και οι διαθέσιμες πληροφορίες εκεί είναι συνήθως είτε ανεπαρκείς είτε αναξιόπιστες. Αυτό είναι ακόμη πιο λυπηρό γιατί το σπάσιμο των κωδικών κρυπτογράφησης είχε εξαιρετικά σημαντική ιστορική σημασία για την πορεία του πολέμου, αφού οι σύμμαχοι (στον αντιχιτλερικό συνασπισμό), χάρη στις πληροφορίες που αποκτήθηκαν με αυτόν τον τρόπο, είχαν σημαντικά πλεονεκτήματα, μπόρεσαν να αντισταθμίσουν κάποιες παραλείψεις του πρώτου μισού του πολέμου και μπόρεσαν να χρησιμοποιήσουν βέλτιστα τους πόρους τους στο δεύτερο μισό του πολέμου. Σύμφωνα με Αγγλοαμερικανούς ιστορικούς, αν δεν υπήρχε η παραβίαση των γερμανικών κωδικών κρυπτογράφησης, ο πόλεμος θα είχε διαρκέσει δύο χρόνια περισσότερο, θα απαιτούνταν πρόσθετες απώλειες και είναι επίσης πιθανό να είχε ρίξει ατομική βόμβα. Γερμανία.

Αλλά δεν θα ασχοληθούμε με αυτό το ζήτημα, αλλά θα περιοριστούμε στις επιστημονικές, τεχνικές και οργανωτικές συνθήκες που συνέβαλαν στην αποκάλυψη των γερμανικών κωδικών κρυπτογράφησης. Και αυτό που είναι ιδιαίτερα σημαντικό είναι πώς και γιατί κατέστη δυνατή η ανάπτυξη μηχανικών μεθόδων «hacking» και η επιτυχής χρήση τους.
Η παραβίαση των κωδικών Enigma και των κωδικών άλλων μηχανών κρυπτογράφησης παρείχε στους συμμάχους πρόσβαση όχι μόνο σε στρατιωτικές-τακτικές πληροφορίες, αλλά και σε πληροφορίες από το Υπουργείο Εξωτερικών, την αστυνομία, τα SS και τους σιδηροδρόμους. Αυτό περιλαμβάνει επίσης αναφορές από τις χώρες του Άξονα, ιδιαίτερα την ιαπωνική διπλωματία, και τον ιταλικό στρατό. Οι Σύμμαχοι έλαβαν επίσης πληροφορίες για την εσωτερική κατάσταση στη Γερμανία και τους συμμάχους της.

Μόνο στην Αγγλία, μια ομάδα χιλιάδων μυστικών υπηρεσιών εργάστηκε για να αποκρυπτογραφήσει τους κωδικούς. Το έργο αυτό επιμελήθηκε προσωπικά ο Πρωθυπουργός της Αγγλίας Ουίνστον Τσόρτσιλ, ο οποίος γνώριζε τη σημασία αυτού του έργου από την εμπειρία του Πρώτου Παγκοσμίου Πολέμου, όταν ήταν Γραμματέας του Ναυτικού της βρετανικής κυβέρνησης. Ήδη τον Νοέμβριο του 1914, διέταξε την αποκρυπτογράφηση όλων των τηλεγραφημάτων του εχθρού που είχαν υποκλαπεί. Διέταξε επίσης να αποκρυπτογραφηθούν τα τηλεγραφήματα που είχαν υποκλαπεί προηγουμένως για να κατανοηθεί η σκέψη της γερμανικής διοίκησης. Αυτό είναι απόδειξη της διορατότητάς του. Το πιο διάσημο αποτέλεσμα αυτής της δραστηριότητας ήταν ο εξαναγκασμός της εισόδου των ΗΠΑ στον Πρώτο Παγκόσμιο Πόλεμο.
Εξίσου διορατική ήταν η δημιουργία αγγλικών σταθμών ακρόασης -τότε μια εντελώς νέα ιδέα- ειδικά ακούγοντας την ραδιοφωνική κίνηση των εχθρικών πλοίων.

Ακόμη και τότε και στην περίοδο μεταξύ των δύο παγκοσμίων πολέμων, ο Τσόρτσιλ ταύτισε τέτοιες δραστηριότητες με ένα νέο είδος όπλου. Τέλος, ήταν σαφές ότι ήταν απαραίτητο να ταξινομήσουμε τις δικές μας ραδιοεπικοινωνίες. Και όλα αυτά έπρεπε να μείνουν κρυφά από τον εχθρό. Υπάρχουν μεγάλες αμφιβολίες ότι οι ηγέτες του Τρίτου Ράιχ τα αντιλήφθηκαν όλα αυτά. Στην ηγεσία της Wehrmacht (OKW) υπήρχε ένα τμήμα με μικρό αριθμό κρυπτολόγων και με το έργο της «ανάπτυξης μεθόδων για την αποκάλυψη ραδιοφωνικών μηνυμάτων του εχθρού» και μιλούσαμε για αξιωματικούς ραδιοεπικοινωνιών πρώτης γραμμής, οι οποίοι είχαν επιφορτιστεί με παρέχοντας στους διοικητές της πρώτης γραμμής τακτικές πληροφορίες για τον τομέα τους στο μέτωπο. Στον γερμανικό στρατό, οι μηχανές κρυπτογράφησης που χρησιμοποιήθηκαν δεν αξιολογήθηκαν από κρυπτολόγους (από την άποψη της ποιότητας κρυπτογράφησης και των δυνατοτήτων πυρόλυσης), αλλά από ειδικούς τεχνικούς.

Οι Σύμμαχοι ακολούθησαν τη σταδιακή βελτίωση της γερμανικής τεχνολογίας κρυπτογράφησης και επίσης βελτίωσαν τις μεθόδους διάρρηξης των κωδικών κρυπτογράφησης. Οι Γερμανοί απέδωσαν γεγονότα που έδειχναν την επίγνωση των Συμμάχων σε προδοσία και κατασκοπεία. Επιπλέον, στο Τρίτο Ράιχ δεν υπήρχε συχνά σαφής υποταγή και οι υπηρεσίες κρυπτογράφησης διαφορετικών κλάδων του στρατού όχι μόνο δεν αλληλεπιδρούσαν μεταξύ τους, αλλά έκρυβαν τις δεξιότητές τους από τους κρυπτογράφους άλλων κλάδων του στρατού, καθώς « διαγωνισμός» ήταν η σειρά της ημέρας. Οι Γερμανοί δεν προσπάθησαν να ξεδιαλύνουν τους Συμμαχικούς κωδικούς κρυπτογράφησης, αφού είχαν λίγους κρυπτολόγους γι' αυτό, και αυτούς που είχαν εργαστεί απομονωμένοι ο ένας από τον άλλον. Η εμπειρία των Άγγλων κρυπτολόγων έχει δείξει ότι η κοινή εργασία μιας μεγάλης ομάδας κρυπτολόγων κατέστησε δυνατή την επίλυση σχεδόν όλων των εργασιών που ανατέθηκαν. Προς το τέλος του πολέμου, άρχισε μια σταδιακή μετάβαση στον τομέα της κρυπτογράφησης από την εργασία με βάση τη μηχανή στην εργασία που βασίζεται σε υπολογιστή.

Οι μηχανές κρυπτογράφησης σε στρατιωτικές υποθέσεις χρησιμοποιήθηκαν για πρώτη φορά στη Γερμανία το 1926. Αυτό ώθησε τους πιθανούς αντιπάλους της Γερμανίας να αναπτύξουν τις δικές τους μεθόδους κρυπτογράφησης και αποκρυπτογράφησης. Για παράδειγμα, η Πολωνία ασχολήθηκε με αυτό το θέμα και πρώτα έπρεπε να αναπτύξει τα θεωρητικά θεμέλια της κρυπτολογίας μηχανών, καθώς οι «χειροκίνητες» μέθοδοι δεν ήταν κατάλληλες για αυτό. Ένας μελλοντικός πόλεμος θα απαιτούσε την αποκρυπτογράφηση χιλιάδων ραδιοφωνικών μηνυμάτων κάθε μέρα. Πολωνοί ειδικοί ήταν οι πρώτοι που άρχισαν να εργάζονται για την κρυπτολογική ανάλυση μηχανών το 1930. Μετά το ξέσπασμα του πολέμου και την κατοχή της Πολωνίας και της Γαλλίας, το έργο αυτό συνεχίστηκε από Άγγλους ειδικούς. Η θεωρητική εργασία του μαθηματικού A. Turing ήταν ιδιαίτερα σημαντική εδώ. Ξεκινώντας το 1942, η παραβίαση των κωδικών κρυπτογράφησης έγινε εξαιρετικά σημαντική, καθώς η γερμανική διοίκηση χρησιμοποιούσε όλο και περισσότερο ραδιοεπικοινωνίες για τη μετάδοση των εντολών της. Ήταν απαραίτητο να αναπτυχθούν εντελώς νέες μέθοδοι κρυπτολογικής ανάλυσης για μηχανές αποκρυπτογράφησης.

Ιστορική αναφορά.
Ο Ιούλιος Καίσαρας ήταν ο πρώτος που χρησιμοποίησε κρυπτογράφηση κειμένου. Τον 9ο αιώνα, ο Άραβας μελετητής Al-Kindi εξέτασε για πρώτη φορά το πρόβλημα της αποκρυπτογράφησης του κειμένου. Το έργο των Ιταλών μαθηματικών του 15ου και 16ου αιώνα ήταν αφιερωμένο στην ανάπτυξη μεθόδων κρυπτογράφησης. Η πρώτη μηχανική συσκευή εφευρέθηκε το 1786 από έναν Σουηδό διπλωμάτη, μια τέτοια συσκευή ήταν επίσης στη διάθεση του Αμερικανού Προέδρου Τζέφερσον το 1795. Μόνο το 1922 αυτή η συσκευή βελτιώθηκε από τον Αμερικανό κρυπτόλογο του στρατού Mauborn. Χρησιμοποιήθηκε για την κρυπτογράφηση τακτικών μηνυμάτων μέχρι το ξέσπασμα του Β' Παγκοσμίου Πολέμου. Διπλώματα ευρεσιτεχνίας για τη βελτίωση της χρηστικότητας (αλλά όχι για την ασφάλεια κρυπτογράφησης) εκδόθηκαν από το Γραφείο Διπλωμάτων Ευρεσιτεχνίας των ΗΠΑ ξεκινώντας το 1915. Όλα αυτά έπρεπε να χρησιμοποιηθούν για την κρυπτογράφηση της επαγγελματικής αλληλογραφίας. Παρά τις πολυάριθμες βελτιώσεις στις συσκευές, ήταν σαφές ότι μόνο η κρυπτογράφηση σύντομου κειμένου ήταν αξιόπιστη.

Στο τέλος του Πρώτου Παγκοσμίου Πολέμου και τα πρώτα χρόνια μετά από αυτόν, εμφανίστηκαν αρκετές εφευρέσεις, που δημιουργήθηκαν από ερασιτέχνες για τους οποίους αυτό ήταν ένα είδος χόμπι. Ας ονομάσουμε δύο από αυτούς: τον Hebern και τον Vernam, και οι δύο Αμερικανοί, κανένας από τους δύο, πιθανότατα, δεν είχε ακούσει ποτέ για την επιστήμη της κρυπτολογίας. Ο τελευταίος από τους δύο μάλιστα εφάρμοσε κάποιες πράξεις της Boolean λογικής, τις οποίες εκείνη την εποχή λίγοι γνώριζαν εκτός από επαγγελματίες μαθηματικούς. Οι επαγγελματίες κρυπτολόγοι άρχισαν να βελτιώνουν περαιτέρω αυτές τις μηχανές κρυπτογράφησης, γεγονός που κατέστησε δυνατή την αύξηση της ασφάλειάς τους έναντι της πειρατείας.

Από το 1919 Οι Γερμανοί σχεδιαστές άρχισαν επίσης να κατοχυρώνουν με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας τις εξελίξεις τους, ένας από τους πρώτους ήταν ο μελλοντικός εφευρέτης του Enigma, ο Arthur Scherbius (1878 - 1929). Αναπτύχθηκαν τέσσερις παραλλαγές παρόμοιων μηχανών, αλλά δεν υπήρχε εμπορικό ενδιαφέρον για αυτές, πιθανώς επειδή τα μηχανήματα ήταν ακριβά και δύσκολα στη συντήρηση. Ούτε το Πολεμικό Ναυτικό ούτε το Υπουργείο Εξωτερικών δέχτηκαν τις προτάσεις του εφευρέτη και έτσι προσπάθησε να προσφέρει τη μηχανή κρυπτογράφησης του στους μη στρατιωτικούς τομείς της οικονομίας. Ο στρατός και το Υπουργείο Εξωτερικών συνέχισαν να χρησιμοποιούν κρυπτογράφηση χρησιμοποιώντας βιβλία.

Ο Άρθουρ Σέρμπιους πήγε να εργαστεί στην εταιρεία που αγόρασε το δίπλωμα ευρεσιτεχνίας του για μια μηχανή κρυπτογράφησης. Αυτή η εταιρεία συνέχισε να βελτιώνει το Enigma ακόμα και μετά το θάνατο του συγγραφέα της. Στη δεύτερη έκδοση (Enigma B), η μηχανή ήταν μια τροποποιημένη ηλεκτρική γραφομηχανή, στη μία πλευρά ήταν εξοπλισμένη με μια συσκευή κρυπτογράφησης με τη μορφή 4 αντικαταστάσιμων ρότορων. Η εταιρεία παρουσίασε ευρέως το μηχάνημα και το διαφήμισε ως μη παραβιασμένο. Οι αξιωματικοί του Ράιχσβερ ενδιαφέρθηκαν για αυτήν. Το γεγονός είναι ότι το 1923 δημοσιεύθηκαν τα απομνημονεύματα του Τσόρτσιλ, στα οποία μίλησε για τις κρυπτολογικές του επιτυχίες. Αυτό προκάλεσε σοκ στην ηγεσία του γερμανικού στρατού. Οι Γερμανοί αξιωματικοί έμαθαν ότι οι περισσότερες στρατιωτικές και διπλωματικές επικοινωνίες τους είχαν αποκρυπτογραφηθεί από Βρετανούς και Γάλλους ειδικούς! Και ότι αυτή η επιτυχία καθορίστηκε σε μεγάλο βαθμό από την αδυναμία της ερασιτεχνικής κρυπτογράφησης, που επινοήθηκε από ερασιτέχνες κρυπτολόγους, αφού η γερμανική στρατιωτική κρυπτολογία απλώς δεν υπήρχε. Όπως ήταν φυσικό, άρχισαν να αναζητούν ισχυρές μεθόδους κρυπτογράφησης για στρατιωτικές επικοινωνίες. Ως εκ τούτου, άρχισαν να ενδιαφέρονται για το Enigma.

Το Enigma είχε αρκετές τροποποιήσεις: Α, Β, Γ κ.λπ. Η τροποποίηση C θα μπορούσε να εκτελεί τόσο κρυπτογράφηση όσο και αποκρυπτογράφηση μηνυμάτων. δεν απαιτούσε πολύπλοκη συντήρηση. Αλλά τα προϊόντα της δεν ήταν ακόμη ανθεκτικά στο hacking, επειδή οι δημιουργοί δεν συμβουλεύτηκαν επαγγελματίες κρυπτολόγους. Χρησιμοποιήθηκε από το Γερμανικό Ναυτικό από το 1926 έως το 1934. Η επόμενη τροποποίηση, το Enigma D, ήταν επίσης εμπορική επιτυχία. Στη συνέχεια, από το 1940, χρησιμοποιήθηκε στις σιδηροδρομικές μεταφορές στις κατεχόμενες περιοχές της Ανατολικής Ευρώπης.
Το 1934 Το γερμανικό ναυτικό άρχισε να χρησιμοποιεί μια άλλη τροποποίηση του Enigma I.

Είναι περίεργο το γεγονός ότι Πολωνοί κρυπτολόγοι προσπάθησαν να αποκρυπτογραφήσουν γερμανικά ραδιοφωνικά μηνύματα που ταξινομήθηκαν από αυτό το μηχάνημα και τα αποτελέσματα αυτής της εργασίας έγιναν κατά κάποιο τρόπο γνωστά στη γερμανική υπηρεσία πληροφοριών. Στην αρχή, οι Πολωνοί είχαν επιτυχία, αλλά οι γερμανικές μυστικές υπηρεσίες που τους «παρακολουθούσαν» το ανέφεραν στους κρυπτολόγους τους και αυτοί άλλαξαν τους κωδικούς. Όταν αποδείχθηκε ότι οι Πολωνοί κρυπτολόγοι δεν μπορούσαν να σπάσουν μηνύματα κρυπτογραφημένα με Enigma -1, οι επίγειες δυνάμεις, η Βέρμαχτ, άρχισαν επίσης να χρησιμοποιούν αυτό το μηχάνημα. Μετά από κάποια βελτίωση, ήταν αυτή η μηχανή κρυπτογράφησης που έγινε η κύρια στον Δεύτερο Παγκόσμιο Πόλεμο. Από το 1942, ο γερμανικός στόλος υποβρυχίων υιοθέτησε την τροποποίηση Enigma-4.

Σταδιακά, τον Ιούλιο του 1944, ο έλεγχος της επιχείρησης κρυπτογράφησης πέρασε από τα χέρια της Wehrmacht στην οροφή των SS, ο κύριος ρόλος εδώ έπαιξε ο ανταγωνισμός μεταξύ αυτών των κλάδων των ενόπλων δυνάμεων. Από τις πρώτες κιόλας μέρες του Β' Παγκοσμίου Πολέμου, οι στρατοί των ΗΠΑ, της Σουηδίας, της Φινλανδίας, της Νορβηγίας, της Ιταλίας και άλλων χωρών ήταν κορεσμένοι με μηχανές κρυπτογράφησης. Στη Γερμανία, τα σχέδια μηχανών βελτιώνονται συνεχώς. Η κύρια δυσκολία σε αυτή την περίπτωση προκλήθηκε από την αδυναμία να ανακαλύψει εάν ο εχθρός ήταν σε θέση να αποκρυπτογραφήσει κείμενα κρυπτογραφημένα από ένα δεδομένο μηχάνημα. Το αίνιγμα διαφόρων τροποποιήσεων εισήχθη σε επίπεδα πάνω από το τμήμα, συνέχισε να παράγεται μετά τον πόλεμο (μοντέλο "Schlüsselkasten 43") στο Chemnitz: τον Οκτώβριο του 1945. Τον Ιανουάριο του 1946 παρήχθησαν 1.000 κομμάτια. - ήδη 10.000 κομμάτια!

Τηλέγραφος, ιστορικές πληροφορίες.
Η έλευση του ηλεκτρικού ρεύματος προκάλεσε τη ραγδαία ανάπτυξη της τηλεγραφίας, η οποία, όχι τυχαία, συνέβη τον 19ο αιώνα παράλληλα με την εκβιομηχάνιση. Κινητήριος μοχλός ήταν οι σιδηρόδρομοι, που χρησιμοποιούσαν τον τηλέγραφο για τις ανάγκες της σιδηροδρομικής κυκλοφορίας, για τους οποίους αναπτύχθηκαν κάθε είδους συσκευές όπως δείκτες. Η συσκευή του Steinhel εμφανίστηκε το 1836 και το 1840 αναπτύχθηκε από τον Samuel MORSE. Περαιτέρω βελτιώσεις έγιναν με τη μορφή του τηλεγράφου εκτύπωσης Siemens και Halske (Siemens & Halske, 1850), ο οποίος μετέτρεψε τις λαμβανόμενες ηλεκτρικές ώσεις σε αναγνώσιμο τύπο. Και εφευρέθηκε το 1855. Ο τυπογραφικός τροχός, μετά από πολλές βελτιώσεις, εξακολουθούσε να χρησιμοποιείται από τον Hughes τον 20ο αιώνα.

Η επόμενη σημαντική εφεύρεση για την επιτάχυνση της μεταφοράς πληροφοριών δημιουργήθηκε το 1867 από τον Wheatstone: διάτρητη ταινία με κωδικό Μορς, την οποία η συσκευή αισθάνθηκε μηχανικά. Η περαιτέρω ανάπτυξη της τηλεγραφίας παρεμποδίστηκε από την ανεπαρκή χρήση της χωρητικότητας του καλωδίου. Η πρώτη προσπάθεια έγινε από τον B. Meyer το 1871, αλλά απέτυχε γιατί τα διαφορετικά μήκη και ο αριθμός των παλμών στα γράμματα Morse την εμπόδισαν. Αλλά το 1874, ο Γάλλος μηχανικός Emile Baudot κατάφερε να λύσει αυτό το πρόβλημα. Αυτή η λύση έγινε το πρότυπο για τα επόμενα 100 χρόνια. Η μέθοδος του Baudot είχε δύο σημαντικά χαρακτηριστικά. Πρώτον, ήταν το πρώτο βήμα προς τη χρήση του δυαδικού λογισμού. Και δεύτερον, ήταν το πρώτο αξιόπιστο πολυκαναλικό σύστημα μετάδοσης δεδομένων.

Η περαιτέρω ανάπτυξη της τηλεγραφίας στηρίχθηκε στην ανάγκη παράδοσης τηλεγραφημάτων με χρήση ταχυδρόμων. Χρειαζόταν ένα διαφορετικό οργανωτικό σύστημα που θα περιελάμβανε: συσκευή σε κάθε σπίτι, συντήρησή της από ειδικό προσωπικό, λήψη τηλεγραφημάτων χωρίς τη βοήθεια προσωπικού, συνεχή σύνδεση με τη γραμμή, έκδοση κειμένων σελίδα προς σελίδα. Μια τέτοια συσκευή θα είχε προοπτικές επιτυχίας μόνο στις ΗΠΑ. Στην Ευρώπη, μέχρι το 1929, το ταχυδρομικό μονοπώλιο εμπόδιζε την εμφάνιση οποιασδήποτε ιδιωτικής συσκευής για τη μετάδοση μηνυμάτων έπρεπε να εγκατασταθεί μόνο στο ταχυδρομείο.

Το πρώτο βήμα προς αυτή την κατεύθυνση έγινε το 1901 από τον Αυστραλό Ντόναλντ Μάρεϊ. Συγκεκριμένα, τροποποίησε τον κώδικα του Baudot. Αυτή η τροποποίηση ήταν το πρότυπο μέχρι το 1931. Δεν είχε εμπορική επιτυχία, αφού δεν τόλμησε να πατεντάρει την εφεύρεσή του στις ΗΠΑ. Στις ΗΠΑ, δύο Αμερικανοί εφευρέτες ανταγωνίστηκαν μεταξύ τους: ο Howard Krum και ο E.E. Kleinschmidt. Στη συνέχεια, συγχωνεύτηκαν σε μία εταιρεία στο Σικάγο, η οποία άρχισε να παράγει εξοπλισμό το 1024, ο οποίος γνώρισε εμπορική επιτυχία. Η γερμανική εταιρεία Lorenz εισήγαγε αρκετές από τις μηχανές της, τις τοποθέτησε σε ταχυδρομεία και έλαβε άδεια για την παραγωγή τους στη Γερμανία. Από το 1929, το ταχυδρομικό μονοπώλιο στη Γερμανία καταργήθηκε και ιδιώτες απέκτησαν πρόσβαση σε τηλεγραφικά κανάλια. Η εισαγωγή διεθνών προτύπων για τα τηλεγραφικά κανάλια το 1931 κατέστησε δυνατή την οργάνωση τηλεγραφικών επικοινωνιών με ολόκληρο τον κόσμο. Οι ίδιες συσκευές άρχισαν να παράγονται το 1927 από τη Siemens και τη Halske.

Το πρώτο άτομο που συνδύασε έναν τηλέγραφο με μια μηχανή κρυπτογράφησης ήταν ο 27χρονος Αμερικανός Gilbert Vernam, υπάλληλος της εταιρείας ATT. Το 1918 υπέβαλε αίτηση για ένα δίπλωμα ευρεσιτεχνίας στο οποίο χρησιμοποίησε εμπειρικά την άλγεβρα Boole (για την οποία, παρεμπιπτόντως, δεν είχε ιδέα και η οποία στη συνέχεια μελετούνταν από αρκετούς μαθηματικούς σε όλο τον κόσμο).
Ο Αμερικανός αξιωματικός William Friedman συνέβαλε σημαντικά στην κρυπτολογία και έκανε τις αμερικανικές μηχανές κρυπτογράφησης ουσιαστικά άθραυστες.

Όταν εμφανίστηκαν στη Γερμανία τηλεγραφικές συσκευές από τη Siemens και τη Halske, το γερμανικό ναυτικό άρχισε να ενδιαφέρεται για αυτές. Αλλά η ηγεσία της είχε ακόμα την εντύπωση ότι οι Βρετανοί είχαν σπάσει τους γερμανικούς κώδικες και είχαν διαβάσει τα μηνύματά τους κατά τη διάρκεια του Πρώτου Παγκοσμίου Πολέμου. Ως εκ τούτου, ζήτησαν να συνδέσουν την τηλεγραφική συσκευή με μια μηχανή κρυπτογράφησης. Αυτή ήταν μια εντελώς νέα ιδέα εκείνη την εποχή, γιατί η κρυπτογράφηση στη Γερμανία γινόταν χειροκίνητα και μόνο τότε μεταδίδονταν τα κρυπτογραφημένα κείμενα.

Στις ΗΠΑ, αυτή η απαίτηση ικανοποιήθηκε από συσκευές Vernam. Στη Γερμανία, η εταιρεία Siemens και Halske ανέλαβε αυτή τη δουλειά. Κατέθεσαν το πρώτο ανοιχτό δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για αυτό το θέμα τον Ιούλιο του 1930. Μέχρι το 1932 δημιουργήθηκε μια λειτουργική συσκευή, η οποία στην αρχή πωλούνταν ελεύθερα, αλλά από το 1934. ταξινομήθηκε. Από το 1936 Αυτές οι συσκευές άρχισαν να χρησιμοποιούνται στην αεροπορία και από το 1941. - και επίγειες δυνάμεις. Από το 1942 Ξεκίνησε η μηχανική κρυπτογράφηση των ραδιοφωνικών μηνυμάτων.

Οι Γερμανοί συνέχισαν να βελτιώνουν διάφορα μοντέλα μηχανών κρυπτογράφησης, αλλά έθεσαν τη βελτίωση του μηχανικού μέρους στην πρώτη θέση, αντιμετωπίζοντας την κρυπτολογία με ερασιτεχνικό τρόπο. Μεγάλη σημασία για όλα αυτά τα προβλήματα ήταν τα έργα του Αμερικανού μαθηματικού Claude Shannon, ο οποίος ήταν διαβασμένος από το 1942. εργάστηκε στα Bell Laboratories και διεξήγαγε εκεί μυστική μαθηματική έρευνα. Ακόμη και πριν από τον πόλεμο, ήταν διάσημος για την απόδειξη της αναλογίας μεταξύ της άλγεβρας Boole και των συνδέσεων αναμετάδοσης στην τηλεφωνία. Ήταν αυτός που ανακάλυψε το «κομμάτι» ως μονάδα πληροφοριών. Μετά τον πόλεμο, το 1948. Ο Shannon έγραψε το κύριο έργο του, The Mathematical Theory of Communications. Μετά από αυτό έγινε καθηγητής μαθηματικών στο πανεπιστήμιο.

Ο Shannon ήταν ο πρώτος που εξέτασε το μαθηματικό μοντέλο της κρυπτολογίας και ανέπτυξε την ανάλυση κρυπτογραφημένων κειμένων χρησιμοποιώντας θεωρητικές μεθόδους πληροφοριών. Το θεμελιώδες ερώτημα της θεωρίας του είναι: «Πόσες πληροφορίες περιέχει το κρυπτογραφημένο κείμενο σε σύγκριση με το απλό κείμενο;» Το 1949, δημοσίευσε το έργο «The Theory of Communications of Secret Systems», στο οποίο απάντησε σε αυτό το ερώτημα. Η ανάλυση που πραγματοποιήθηκε εκεί ήταν η πρώτη και μοναδική για να ποσοτικοποιηθεί η ισχύς μιας μεθόδου κρυπτογράφησης. Η μεταπολεμική ανάλυση έδειξε ότι ούτε τα γερμανικά ούτε τα ιαπωνικά μηχανήματα κρυπτογράφησης ήταν άθραυστα. Επιπλέον, υπάρχουν και άλλες πηγές πληροφοριών (για παράδειγμα, ευφυΐα) που απλοποιούν πολύ την εργασία αποκρυπτογράφησης.

Η θέση της Αγγλίας την ανάγκασε να ανταλλάξει μεγάλα κρυπτογραφημένα κείμενα με τις Ηνωμένες Πολιτείες. Σε ένα ειδικό τμήμα της βρετανικής μυστικής υπηρεσίας M 16, αναπτύχθηκε μια μέθοδος που αύξησε τον βαθμό μυστικότητας του μηνύματος - ROCKEX. Η αμερικανική μέθοδος κρυπτογράφησης για το Foreign Office έσπασε από Γερμανούς ειδικούς και τα αντίστοιχα μηνύματα αποκρυπτογραφήθηκαν. Έχοντας μάθει για αυτό, οι Ηνωμένες Πολιτείες το 1944. αντικατέστησε ένα ατελές σύστημα με ένα πιο αξιόπιστο. Περίπου την ίδια περίοδο, η γερμανική Βέρμαχτ, το Ναυτικό και το Υπουργείο Εξωτερικών αντάλλαξαν επίσης τεχνολογία κρυπτογράφησης με νέες. Οι σοβιετικές μέθοδοι κρυπτογράφησης ήταν επίσης ανεπαρκώς αξιόπιστες, γι' αυτό και παραβιάστηκαν από αμερικανικές υπηρεσίες και εντοπίστηκαν πολλοί σοβιετικοί αξιωματικοί πληροφοριών που συμμετείχαν στην κατασκοπεία για την αμερικανική ατομική βόμβα (Επιχείρηση Venona - breaking).

Διάρρηξη.
Ας μιλήσουμε τώρα για τα βρετανικά HACKING γερμανικά μηχανήματα κρυπτογράφησης, δηλαδή το μηχανικό ξετύλιγμα της μεθόδου κρυπτογράφησης κειμένων σε αυτά. . Αυτό το έργο έλαβε το αγγλικό όνομα ULTRA. Οι μη μηχανικές μέθοδοι αποκρυπτογράφησης ήταν υπερβολικά απαιτητικές και απαράδεκτες σε συνθήκες πολέμου. Πώς κατασκευάστηκαν οι βρετανικές μηχανές αποκρυπτογράφησης, χωρίς τις οποίες οι Σύμμαχοι δεν θα μπορούσαν να έχουν πλεονέκτημα έναντι των γερμανικών κωδικοθραυστών; Τι πληροφορίες και κειμενικό υλικό χρειάζονταν; Και υπήρξε κάποιο γερμανικό λάθος εδώ, και αν ναι, γιατί συνέβη;

Πρώτον, τα επιστημονικά και τεχνικά βασικά.
Πρώτα, πραγματοποιήθηκε προκαταρκτική επιστημονική εργασία, καθώς χρειάστηκε, πρώτα απ 'όλα, να αναλυθούν οι αλγόριθμοι κρυπτολογικά και μαθηματικά. Αυτό ήταν δυνατό επειδή η κρυπτογράφηση χρησιμοποιήθηκε ευρέως από τη γερμανική Βέρμαχτ. Μια τέτοια ανάλυση απαιτούσε όχι μόνο κρυπτογραφημένα κείμενα που ελήφθησαν μέσω υποκλοπής, αλλά και απλά κείμενα που ελήφθησαν μέσω κατασκοπείας ή κλοπής. Επιπλέον, χρειάζονταν διαφορετικά κείμενα, κρυπτογραφημένα με τον ίδιο τρόπο. Παράλληλα, πραγματοποιήθηκε γλωσσική ανάλυση της γλώσσας των στρατιωτικών και των διπλωματών. Λαμβάνοντας υπόψη μεγάλα κείμενα, κατέστη δυνατή η μαθηματική δημιουργία ενός αλγορίθμου ακόμη και για μια άγνωστη μηχανή κρυπτογράφησης. Στη συνέχεια κατάφεραν να ανακατασκευάσουν το αυτοκίνητο.

Για αυτό το έργο, οι Βρετανοί συγκέντρωσαν περίπου 10.000 άτομα, συμπεριλαμβανομένων μαθηματικών, μηχανικών, γλωσσολόγων, μεταφραστών, στρατιωτικών εμπειρογνωμόνων και άλλων υπαλλήλων για να ταξινομήσουν τα δεδομένα, να τα ελέγξουν, να τα αρχειοθετήσουν και να συντηρήσουν τις μηχανές. Αυτή η ένωση ονομαζόταν BP (Bletchley Park) και ήταν υπό τον προσωπικό έλεγχο του Churchill. Οι πληροφορίες που ελήφθησαν αποδείχτηκαν ένα ισχυρό όπλο στα χέρια των Συμμάχων.

Πώς ο Βρετανός δούλεψε το Αίνιγμα της Βέρμαχτ; Η Πολωνία ήταν η πρώτη που αποκρυπτογράφησε τους γερμανικούς κώδικες. Μετά τον Πρώτο Παγκόσμιο Πόλεμο, βρισκόταν σε συνεχή στρατιωτικό κίνδυνο και από τους δύο γείτονές της - τη Γερμανία και την ΕΣΣΔ, που ονειρευόντουσαν να ανακτήσουν τα εδάφη που χάθηκαν και μεταφέρθηκαν στην Πολωνία. Για να αποφύγουν τις εκπλήξεις, οι Πολωνοί ηχογράφησαν ραδιοφωνικά μηνύματα και τα αποκρυπτογραφούσαν. Ανησύχησαν πολύ που μετά την εισαγωγή τον Φεβρουάριο του 1926. στο Γερμανικό Ναυτικό Enigma C, καθώς και μετά την εισαγωγή του στις χερσαίες δυνάμεις τον Ιούλιο του 1928. δεν μπόρεσαν να αποκρυπτογραφήσουν μηνύματα κρυπτογραφημένα από αυτό το μηχάνημα.

Στη συνέχεια, το τμήμα BS4 του Πολωνικού Γενικού Επιτελείου υπέθεσε ότι οι Γερμανοί είχαν αποκτήσει κρυπτογράφηση μηχανών, ειδικά επειδή γνώριζαν τις πρώιμες εμπορικές εκδόσεις του Enigma. Η πολωνική υπηρεσία πληροφοριών επιβεβαίωσε ότι στη Βέρμαχτ από την 1η Ιουνίου 1930. Το Enigma 1 χρησιμοποιείται Πολωνοί στρατιωτικοί εμπειρογνώμονες δεν μπόρεσαν να αποκρυπτογραφήσουν τα γερμανικά μηνύματα. Ακόμη και έχοντας λάβει έγγραφα της Enigma μέσω των πρακτόρων τους, δεν μπόρεσαν να επιτύχουν. Κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι υπήρχε έλλειψη επιστημονικής γνώσης. Στη συνέχεια ανέθεσαν σε τρεις μαθηματικούς, ένας εκ των οποίων σπούδασε στο Γκέτινγκεν, να δημιουργήσουν ένα σύστημα ανάλυσης. Και οι τρεις έλαβαν πρόσθετη εκπαίδευση στο Πανεπιστήμιο του Πόζναν και μιλούσαν άπταιστα γερμανικά. Κατάφεραν να αναπαράγουν τη συσκευή Enigma και να δημιουργήσουν ένα αντίγραφό της στη Βαρσοβία. Ας σημειώσουμε τα εξαιρετικά επιτεύγματα ενός από αυτούς, του Πολωνού μαθηματικού M. Rejewski (1905 - 1980). Αν και η Βέρμαχτ βελτίωνε συνεχώς την κρυπτογράφηση των μηνυμάτων της, οι Πολωνοί ειδικοί τα κατάφεραν μέχρι την 1η Ιανουαρίου 1939. αποκρυπτογραφήστε τα. Μετά από αυτό, οι Πολωνοί άρχισαν να συνεργάζονται με τους συμμάχους, στους οποίους δεν είχαν προηγουμένως επικοινωνήσει τίποτα. Μια τέτοια συνεργασία ήταν ήδη σκόπιμη ενόψει του προφανούς στρατιωτικού κινδύνου. 25 Ιουλίου 1939 μετέφεραν στους Άγγλους και Γάλλους αντιπροσώπους όλες τις πληροφορίες που γνώριζαν. Στις 16 Αυγούστου του ίδιου έτους, το πολωνικό «δώρο» έφτασε στην Αγγλία και Άγγλοι ειδικοί από το νεοσύστατο Κέντρο Αποκωδικοποίησης BP άρχισαν να εργάζονται μαζί του.

Οι Βρετανοί κρυπτολόγοι μειώθηκαν μετά τον Πρώτο Παγκόσμιο Πόλεμο, παραμένοντας μόνο κάτω από τη στέγη του Υπουργείου Εξωτερικών. Κατά τη διάρκεια του πολέμου στην Ισπανία, οι Γερμανοί χρησιμοποίησαν το Enigma D και οι υπόλοιποι Άγγλοι κρυπτολόγοι, υπό την ηγεσία του εξαιρετικού φιλολόγου Alfred Dillwyn (1885-1943), συνέχισαν να εργάζονται για την αποκρυπτογράφηση γερμανικών μηνυμάτων. Όμως οι καθαρά μαθηματικές μέθοδοι δεν ήταν αρκετές. Αυτή τη στιγμή, στα τέλη του 1938. Ο μαθηματικός του Κέιμπριτζ Άλαν Τούρινγκ ήταν μεταξύ των επισκεπτών στα μαθήματα εκπαίδευσης αγγλικών κρυπτογράφων. Πήρε μέρος στις επιθέσεις στο Enigma 1. Δημιούργησε ένα μοντέλο ανάλυσης γνωστό ως «μηχανή Turing», το οποίο κατέστησε δυνατό να ισχυριστεί ότι ένας αλγόριθμος αποκρυπτογράφησης υπάρχει σίγουρα, το μόνο που έμεινε ήταν να τον ανακαλύψουμε!

Ο Thüring συμπεριλήφθηκε στο BP ως υπόχρεος για στρατιωτική θητεία. Μέχρι την 1η Μαΐου 1940 σημείωσε σοβαρή επιτυχία: εκμεταλλεύτηκε το γεγονός ότι κάθε μέρα στις 6 το πρωί η γερμανική μετεωρολογική υπηρεσία μετέδιδε κρυπτογραφημένη πρόγνωση καιρού. Είναι σαφές ότι περιείχε αναγκαστικά τη λέξη «wetter» (Wetter), και ότι οι αυστηροί κανόνες της γερμανικής γραμματικής καθόρισαν την ακριβή θέση της στην πρόταση. Αυτό του επέτρεψε να καταλήξει τελικά σε μια λύση στο πρόβλημα της διάρρηξης του Enigma και δημιούργησε μια ηλεκτρομηχανική συσκευή για αυτό. Η ιδέα του ήρθε στις αρχές του 1940 και τον Μάιο του ίδιου έτους, με τη βοήθεια μιας ομάδας μηχανικών, δημιουργήθηκε μια τέτοια συσκευή. Το έργο της αποκωδικοποίησης έγινε ευκολότερο από το γεγονός ότι η γλώσσα των γερμανικών ραδιοφωνικών μηνυμάτων ήταν απλή, οι εκφράσεις και οι μεμονωμένες λέξεις επαναλαμβάνονταν συχνά. Οι Γερμανοί αξιωματικοί δεν γνώριζαν τα βασικά της κρυπτολογίας, θεωρώντας την ασήμαντη.

Ο Βρετανός στρατός, και ιδιαίτερα ο Τσόρτσιλ προσωπικά, απαίτησε συνεχή προσοχή στην αποκρυπτογράφηση μηνυμάτων. Από το καλοκαίρι του 1940 Οι Βρετανοί αποκρυπτογραφούσαν όλα τα μηνύματα που ήταν κρυπτογραφημένα χρησιμοποιώντας το Enigma. Παρόλα αυτά, οι Άγγλοι ειδικοί βελτίωναν συνεχώς την τεχνολογία αποκρυπτογράφησης. Μέχρι το τέλος του πολέμου, οι βρετανοί κωδικοποιητές είχαν 211 συσκευές αποκρυπτογράφησης που λειτουργούσαν όλο το εικοσιτετράωρο. Εξυπηρετήθηκαν από 265 μηχανικούς και 1.675 γυναίκες προσήχθησαν στο καθήκον. Το έργο των δημιουργών αυτών των μηχανών εκτιμήθηκε πολλά χρόνια αργότερα, όταν προσπάθησαν να αναδημιουργήσουν ένα από αυτά: λόγω της έλλειψης του απαραίτητου προσωπικού εκείνη την εποχή, η εργασία για την αναδημιουργία του διάσημου μηχανήματος κράτησε αρκετά χρόνια και παρέμεινε ημιτελής!

Οι οδηγίες για τη δημιουργία συσκευών αποκρυπτογράφησης που δημιουργήθηκαν από τον Dühring εκείνη την εποχή είχαν απαγορευτεί μέχρι το 1996... Μεταξύ των μέσων αποκρυπτογράφησης ήταν και η μέθοδος της «αναγκαστικής» πληροφόρησης: για παράδειγμα, βρετανικά αεροπλάνα κατέστρεψαν την προβλήτα στο λιμάνι Calle, γνωρίζοντας εκ των προτέρων ότι οι γερμανικές υπηρεσίες θα το ανέφεραν με ένα σύνολο πληροφοριών γνωστών εκ των προτέρων στους Βρετανούς! Επιπλέον, οι γερμανικές υπηρεσίες μετέδωσαν αυτό το μήνυμα πολλές φορές, κάθε φορά κωδικοποιώντας το με διαφορετικούς κωδικούς, αλλά λέξη προς λέξη...

Τέλος, το πιο σημαντικό μέτωπο για την Αγγλία ήταν ο πόλεμος των υποβρυχίων, όπου οι Γερμανοί χρησιμοποίησαν μια νέα τροποποίηση του Enigma M3. Ο βρετανικός στόλος μπόρεσε να αφαιρέσει ένα τέτοιο όχημα από ένα γερμανικό υποβρύχιο που κατέλαβε. Την 1η Φεβρουαρίου 1942, το Γερμανικό Ναυτικό μεταπήδησε στη χρήση του μοντέλου Μ4. Αλλά ορισμένα γερμανικά μηνύματα, κρυπτογραφημένα με τον παλιό τρόπο, περιείχαν κατά λάθος πληροφορίες σχετικά με τα σχεδιαστικά χαρακτηριστικά αυτού του νέου μηχανήματος. Αυτό έκανε το έργο πολύ πιο εύκολο για την ομάδα του Thuring. Ήδη τον Δεκέμβριο του 1942. Το Enigma M4 έσπασε. Στις 13 Δεκεμβρίου 1942, το Βρετανικό Ναυαρχείο έλαβε ακριβή στοιχεία για τη θέση 12 γερμανικών υποβρυχίων στον Ατλαντικό...

Σύμφωνα με τον Turing, για να επιταχυνθεί η αποκρυπτογράφηση ήταν απαραίτητο να στραφεί στη χρήση ηλεκτρονικών, καθώς οι ηλεκτρομηχανικές συσκευές ρελέ δεν εκτέλεσαν αυτή τη διαδικασία αρκετά γρήγορα. Στις 7 Νοεμβρίου 1942, ο Τούρινγκ πήγε στις Ηνωμένες Πολιτείες, όπου, μαζί με μια ομάδα από τα εργαστήρια Bell, δημιούργησε μια συσκευή για άκρως απόρρητες διαπραγματεύσεις μεταξύ Τσόρτσιλ και Ρούσβελτ. Ταυτόχρονα, υπό την ηγεσία του, βελτιώθηκαν οι αμερικανικές μηχανές αποκρυπτογράφησης, έτσι ώστε το Enigma M4 τελικά να σπάσει και μέχρι το τέλος του πολέμου να παρείχε στους Βρετανούς και τους Αμερικανούς ολοκληρωμένες πληροφορίες πληροφοριών. Μόνο τον Νοέμβριο του 1944 η γερμανική διοίκηση είχε αμφιβολίες για την αξιοπιστία της τεχνολογίας κρυπτογράφησης, αλλά αυτό δεν οδήγησε σε κανένα μέτρο...

(Σημείωση μεταφραστή:Δεδομένου ότι, ξεκινώντας από το 1943, επικεφαλής της βρετανικής αντικατασκοπείας ήταν ο σοβιετικός αξιωματικός πληροφοριών Κιμ Φίλμπι, όλες οι πληροφορίες ήρθαν αμέσως στην ΕΣΣΔ! Ορισμένες από αυτές τις πληροφορίες διαβιβάστηκαν στη Σοβιετική Ένωση τόσο επίσημα μέσω του βρετανικού γραφείου στη Μόσχα, όσο και ημιεπίσημα μέσω του Σοβιετικού κατοίκου στην Ελβετία, Alexander Rado.)

Chiffriermaschinen und Entzifferungsgeräte
im Zweiten Weltkrieg:
Technikgeschichte und informatikhistorische Aspekte
Von der Philosophischen Fakultät der Technischen Universität Chemnitz genehmigte
Διατριβή
zur Erlangung des akademischen Grades doctor philosophiae (Dr.phil.)
von Dipl.-Ing.Michael Pröse

Όλοι οι ειδικοί συμφώνησαν ομόφωνα ότι η ανάγνωση είναι αδύνατη.
Ναύαρχος Kurt Fricke, Αρχηγός Ναυτικής Διοίκησης Πολέμου

Το Enigma είναι μια περιστροφική μηχανή κρυπτογράφησης που χρησιμοποιήθηκε από τη Ναζιστική Γερμανία κατά τη διάρκεια του Β 'Παγκοσμίου Πολέμου. Ο αντίκτυπος που είχε στην πορεία του πολέμου έκανε το σπάσιμο του Enigma ίσως την πιο αξιοσημείωτη στιγμή στην μακραίωνη ιστορία της κρυπτανάλυσης. Σε αυτό το θέμα θα ήθελα να μιλήσω για τη μέθοδο hacking που χρησιμοποιείται στο Bletchley Park, καθώς και να περιγράψω τη δομή του ίδιου του μηχανήματος.

Περιστροφικές μηχανές

Οι περιστροφικές μηχανές κρυπτογράφησης άρχισαν να χρησιμοποιούνται για πρώτη φορά στις αρχές του 20ου αιώνα. Το κύριο εξάρτημα τέτοιων συσκευών είναι ένας δίσκος (γνωστός και ως ρότορας) με 26 ηλεκτρικές επαφές και στις δύο πλευρές του δίσκου. Κάθε επαφή αντιστοιχούσε σε ένα γράμμα του αγγλικού αλφαβήτου. Συνδέοντας τις επαφές της αριστερής και της δεξιάς πλευράς εφαρμόστηκε ένας απλός κρυπτογράφος αντικατάστασης. Καθώς ο δίσκος περιστρεφόταν, οι επαφές μετατοπίστηκαν, αλλάζοντας έτσι την αντικατάσταση για κάθε γράμμα. Ένας δίσκος παρείχε 26 διαφορετικές αντικαταστάσεις. Αυτό σημαίνει ότι κατά την κρυπτογράφηση του ίδιου χαρακτήρα, η ακολουθία που προκύπτει αρχίζει να επαναλαμβάνεται μετά από 26 βήματα.
Για να αυξηθεί η περίοδος ακολουθίας, μπορούν να χρησιμοποιηθούν πολλαπλοί ρότορες σε σειρά. Όταν ένας από τους δίσκους ολοκληρώσει μια πλήρη περιστροφή, ο επόμενος δίσκος μετακινείται μία θέση. Αυτό αυξάνει το μήκος της ακολουθίας στα 26 n, όπου n είναι ο αριθμός των δρομέων που συνδέονται σε σειρά.
Ως παράδειγμα, εξετάστε την ακόλουθη εικόνα μιας απλοποιημένης περιστροφικής μηχανής:

Το συγκεκριμένο μηχάνημα αποτελείται από ένα πληκτρολόγιο (για την εισαγωγή ενός χαρακτήρα), τρεις δίσκους, μια ένδειξη (για την εμφάνιση κρυπτοκειμένου) και υλοποιεί την κρυπτογράφηση 4 χαρακτήρων: A, B, C, D. Στην αρχική θέση, ο πρώτος δίσκος υλοποιεί Αλλαγή: A-C; Β-Α; C-B; Δ-Δ. Οι αντικαταστάσεις του δεύτερου και του τρίτου δίσκου είναι Α-Β. ΠΡΟ ΧΡΙΣΤΟΥ; C-A; D-D και A-A; ΠΡΟ ΧΡΙΣΤΟΥ; C-B; Δ-Δ αντίστοιχα.
Όταν πατάτε το γράμμα B στο πληκτρολόγιο, ένα ηλεκτρικό κύκλωμα κλείνει, ανάλογα με την τρέχουσα θέση των ρότορων, και ανάβει η λυχνία στην ένδειξη. Στο παραπάνω παράδειγμα, το γράμμα B θα κρυπτογραφηθεί σε C. Μετά από αυτό ο πρώτος ρότορας θα μετακινηθεί μία θέση και οι ρυθμίσεις του μηχανήματος θα μοιάζουν με αυτό:

Αίνιγμα

Η Enigma είναι ο πιο δημοφιλής εκπρόσωπος του κόσμου των περιστροφικών μηχανών κρυπτογράφησης. Χρησιμοποιήθηκε από τα γερμανικά στρατεύματα κατά τη διάρκεια του Β' Παγκοσμίου Πολέμου και θεωρήθηκε ουσιαστικά μη παραβιάσιμο.
Η διαδικασία κρυπτογράφησης Enigma υλοποιείται όπως στο παραπάνω παράδειγμα, με εξαίρεση κάποιες πρόσθετες πινελιές.
Πρώτον, ο αριθμός των ρότορων σε διαφορετικές εκδόσεις του Enigma μπορεί να διαφέρει. Το πιο συνηθισμένο ήταν το Enigma με τρεις ρότορες, αλλά χρησιμοποιήθηκε και μια παραλλαγή με τέσσερις δίσκους.
Δεύτερον, η διαδικασία αποκρυπτογράφησης της μηχανής ρότορα επίδειξης που περιγράφεται παραπάνω είναι διαφορετική από τη διαδικασία κρυπτογράφησης. Κάθε φορά, για την αποκρυπτογράφηση, θα πρέπει να αλλάζετε τον αριστερό και τον δεξιό ρότορα, κάτι που μπορεί να μην είναι απολύτως βολικό. Για να λυθεί αυτό το πρόβλημα, προστέθηκε ένας άλλος δίσκος στο Enigma, ο οποίος ονομαζόταν ανακλαστήρας. Στον ανακλαστήρα, όλες οι επαφές συνδέθηκαν σε ζεύγη, περνώντας έτσι ξανά το σήμα μέσα από τους ρότορες, αλλά κατά μήκος διαφορετικής διαδρομής. Σε αντίθεση με άλλους ρότορες, ο ανακλαστήρας ήταν πάντα σε σταθερή θέση και δεν περιστρεφόταν.

Ας προσθέσουμε έναν ανακλαστήρα που υλοποιεί την αντικατάσταση (A-B; C-D) στη μηχανή κρυπτογράφησης επίδειξης. Όταν πατηθεί το πλήκτρο B, το σήμα διέρχεται από τους ρότορες και εισέρχεται στον ανακλαστήρα μέσω της ακίδας C. Εδώ το σήμα «αντανακλάται» και επανέρχεται, περνώντας από τους ρότορες με την αντίθετη σειρά και σε διαφορετική διαδρομή. Ως αποτέλεσμα, το γράμμα Β στην έξοδο μετατρέπεται σε D.
Σημειώστε ότι εάν πατήσετε το πλήκτρο D, το σήμα θα ακολουθήσει το ίδιο κύκλωμα, μετατρέποντας το D σε B. Έτσι, η παρουσία ενός ανακλαστήρα έκανε τις διαδικασίες κρυπτογράφησης και αποκρυπτογράφησης πανομοιότυπες.
Μια άλλη ιδιότητα του Enigma που σχετίζεται με τον ανακλαστήρα είναι η αδυναμία κρυπτογράφησης οποιουδήποτε γράμματος στον εαυτό του. Αυτή η ιδιοκτησία έπαιξε πολύ σημαντικό ρόλο στο σπάσιμο του Enigma.

Η συσκευή που προκύπτει είναι ήδη πολύ παρόμοια με την πραγματική Enigma. Με μια μικρή επιφύλαξη. Η ανθεκτικότητα ενός τέτοιου μηχανήματος βασίζεται στη μυστικότητα της εσωτερικής μεταγωγής των ρότορων. Εάν αποκαλυφθεί η δομή των ρότορων, τότε το hacking περιορίζεται στην επιλογή των αρχικών τους θέσεων.
Δεδομένου ότι κάθε ρότορας μπορεί να βρίσκεται σε μία από τις 26 θέσεις, για τρεις ρότορες έχουμε 26 3 = 17476 επιλογές. Ταυτόχρονα, οι ίδιοι οι ρότορες μπορούν επίσης να τοποθετηθούν με οποιαδήποτε σειρά, γεγονός που αυξάνει την πολυπλοκότητα κατά 3! μια φορά. Εκείνοι. Ο χώρος κλειδιού ενός τέτοιου μηχανήματος θα είναι 6*17576=105456. Αυτό προφανώς δεν αρκεί για να διασφαλιστεί υψηλό επίπεδο ασφάλειας. Ως εκ τούτου, το Enigma εξοπλίστηκε με ένα επιπλέον εργαλείο: patch panel. Συνδέοντας γράμματα σε ζεύγη στον πίνακα ενημέρωσης κώδικα, θα μπορούσε να προστεθεί ένα επιπλέον βήμα στην κρυπτογράφηση.

Για παράδειγμα, ας υποθέσουμε ότι στον πίνακα ενημερωμένης έκδοσης κώδικα το γράμμα B είναι συνδεδεμένο με το γράμμα A. Τώρα, όταν κάνετε κλικ στο A, η αντικατάσταση A-B γίνεται πρώτα και το γράμμα B παρέχεται στην είσοδο του πρώτου ρότορα.
Το μήνυμα αποκρυπτογραφείται με παρόμοιο τρόπο. Όταν πατάτε το πλήκτρο D, οι ρότορες και ο ανακλαστήρας εκτελούν έναν μετασχηματισμό D-D-D-D-C-B-A-B. Στη συνέχεια, ο πίνακας ενημέρωσης κώδικα μετατρέπει το Β σε Α.

Enigma Durability Analysis

Το πραγματικό Enigma διέφερε από τη μηχανή επίδειξης που περιγράφεται μόνο με έναν τρόπο. Δηλαδή, στο σχεδιασμό των ρότορων. Στο παράδειγμά μας, ο ρότορας αλλάζει τη θέση του μόνο όταν ο προηγούμενος δίσκος ολοκληρώσει μια πλήρη περιστροφή. Στο πραγματικό Enigma, κάθε δίσκος είχε μια ειδική εσοχή, η οποία σε μια συγκεκριμένη θέση έπιανε τον επόμενο ρότορα και τον μετατόπισε μια θέση.
Η θέση της εσοχής για κάθε έναν από τους ρότορες μπορεί να ρυθμιστεί χρησιμοποιώντας ειδικούς εξωτερικούς δακτυλίους. Η αρχική θέση των δακτυλίων δεν επηρέασε τη μεταγωγή των ρότορων και το αποτέλεσμα της κρυπτογράφησης ενός μόνο γράμματος, επομένως οι δακτύλιοι δεν λαμβάνονται υπόψη κατά τον υπολογισμό του χώρου κλειδιού Enigma.
Έτσι, το βασικό μοντέλο Enigma είχε 3 διαφορετικούς ρότορες, αριθμημένους με λατινικούς αριθμούς I, II, III και υλοποιούσαν τις ακόλουθες αντικαταστάσεις:
Είσοδος = ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
I = EKMFLGDQVZNTOWYHXUSPAIBRCJ
II = AJDKSIRUXBLHWTMCQGZNPYFVOE
III = BDFHJLCPRTXVZNYEIWGAKMUSQO
Όταν κρυπτογραφηθούν, οι ρότορες μπορούσαν να τοποθετηθούν με οποιαδήποτε σειρά, η οποία για τρεις ρότορες δίνει 6 διαφορετικούς συνδυασμούς.
Επιπλέον, κάθε ρότορας θα μπορούσε να εγκατασταθεί σε μία από τις 26 πιθανές θέσεις εκκίνησης. Εκείνοι. η αρχική θέση των ρότορων έχει μόνο
6*26 3 =105456 συνδυασμοί.
Ο αριθμός όλων των πιθανών συνδέσεων σε ένα patch panel υπολογίζεται χρησιμοποιώντας τον τύπο n! /((n-2m)! m! 2 m), όπου n είναι ο αριθμός των γραμμάτων του αλφαβήτου, m είναι ο αριθμός των συνδεδεμένων ζευγών.
Για 26 γράμματα του αγγλικού αλφαβήτου και 10 ζεύγη αυτό ανέρχεται σε 150738274937250=2 47 διαφορετικούς συνδυασμούς.
Έτσι, η βασική έκδοση του Enigma με τρεις ρότορες είχε σημαντικό χώρο κλειδιού ακόμη και για τα σύγχρονα πρότυπα:
150738274937250*105456=15,896,255,521,782,636,000≈2 64 .
Ένας τόσο τεράστιος αριθμός επιλογών ενέπνευσε μια παραπλανητική αίσθηση άτρωτου.

Κρυπτανάλυση αινίγματος

Ο μεγάλος χώρος πλήκτρων παρέχει στον κρυπτογράφηση Enigma ένα αρκετά σοβαρό επίπεδο αντίστασης σε επιθέσεις χρησιμοποιώντας ένα γνωστό κρυπτογραφημένο κείμενο.
Η πλήρης αναζήτηση 2 64 επιλογών, ακόμη και σε σύγχρονους υπολογιστές, δεν είναι εύκολη υπόθεση.
Ωστόσο, όλα αλλάζουν εάν χρησιμοποιήσετε μια γνωστή επίθεση απλού κειμένου. Για μια τέτοια περίπτωση, υπάρχει μια πολύ έξυπνη μέθοδος που σας επιτρέπει να παραμελήσετε τις ρυθμίσεις του πίνακα διανομής κατά τη διαδικασία αναζήτησης ενός συνδυασμού πλήκτρων, η οποία μειώνει τον χώρο πλήκτρων Enigma σε μόνο 105.456 συνδυασμούς και καθιστά ολόκληρο τον κρυπτογράφηση μοιραία ευάλωτο.

Η μέθοδος εκμεταλλεύεται την παρουσία των λεγόμενων «κύκλων» σε ένα ανοιχτό-κλειστό ζεύγος κειμένου. Για να εξηγήσετε την έννοια του "κύκλου", λάβετε υπόψη το ακόλουθο απλό μήνυμα P και το αντίστοιχο κρυπτογραφημένο κείμενο C με κρυπτογράφηση Enigma.

P = WETTERVORHERSAGEBISKAYA
C=RWIVTYRESXBFOGKUHQBAISE
Ας γράψουμε κάθε χαρακτήρα από το ζευγάρι με τη μορφή πίνακα:

μι

μικρό

ένα

σολ

μι

σι

Εγώ

μικρό

ένα

Εγώ

μι

μικρό

σι

φά

σολ

σι

ένα

Εγώ

μικρό

μι

Προσοχή στις αντικαταστάσεις που υλοποιεί το αίνιγμα στις θέσεις 14, 15 και 20. Στο βήμα 14, το γράμμα Α κρυπτογραφείται σε G. Το τελευταίο, με τη σειρά του, κρυπτογραφείται σε Κ στο βήμα 15. Και στη συνέχεια το γράμμα Κ κρυπτογραφείται στο Α στο βήμα 20, δημιουργώντας έτσι την αλυσίδα A-G-K-A. Τέτοιες αλυσίδες με βρόχο ονομάζονται κύκλοι. Η παρουσία κύκλων μας επιτρέπει να διαιρέσουμε το πρόβλημα της διάσπασης του Enigma σε δύο απλά στοιχεία: 1) αναζήτηση της αρχικής θέσης των ρότορων και 2) αναζήτηση συνδέσεων του patch panel με γνωστές ρυθμίσεις ρότορα.

Γνωρίζουμε ότι η κρυπτογράφηση Enigma περιλαμβάνει αρκετούς μετασχηματισμούς. Το σήμα περνά πρώτα από τον πίνακα ενημέρωσης κώδικα. Το αποτέλεσμα της μετατροπής στο patch panel τροφοδοτείται στους ρότορες. Μετά από αυτό το σήμα εισέρχεται στον ανακλαστήρα και επιστρέφει μέσω των ρότορων στο patch panel, όπου πραγματοποιείται η τελική αντικατάσταση. Όλες αυτές οι πράξεις μπορούν να αναπαρασταθούν με έναν μαθηματικό τύπο:
E i = S -1 R -1 TRS, όπου
S και S -1 , - μετασχηματισμός στο patch panel στην είσοδο και την έξοδο, αντίστοιχα.
R και R-1 - μετασχηματισμός στους ρότορες στην είσοδο και στην έξοδο.
T - μετασχηματισμός στον ανακλαστήρα.
Παραλείποντας το patch panel, εκφράζουμε τον εσωτερικό μετασχηματισμό Enigma με όρους P i:
P i = R -1 TR
Τώρα η κρυπτογράφηση μπορεί να γραφτεί ως εξής:
E i = S -1 P i S

Χρησιμοποιώντας τον τύπο, θα ξαναγράψουμε τις αντικαταστάσεις από το παράδειγμα στις θέσεις 14, 15 και 20.
S -1 P 14 S(A) = G ή τι είναι το ίδιο P 14 S(A) = S(G).
P 15 S(G) = S(K)
P 20 S(K) = S(A)
Αντικαθιστώντας το S(K) στην τελευταία παράσταση παίρνουμε:
P 20 P 15 P 14 S(A) = S(A) (1) όπου S(A) είναι το γράμμα που συνδέεται με το A στον πίνακα ενημέρωσης κώδικα.
Τώρα η επίθεση καταλήγει σε μια ασήμαντη απαρίθμηση όλων των πιθανών ρυθμίσεων του ρότορα. Για κάθε συνδυασμό δρομέων, είναι απαραίτητο να ελέγχεται η εκπλήρωση της ισότητας (1). Εάν η ισότητα ισχύει για το γράμμα S, αυτό σημαίνει ότι έχει βρεθεί η σωστή διαμόρφωση των ρότορων και ότι το γράμμα Α είναι συνδεδεμένο στο patch panel με το γράμμα S. Η αναζήτηση για τα υπόλοιπα ζεύγη περιορίζεται στην κυριολεκτική αποκωδικοποίηση του κρυπτοκειμένου και συγκρίνοντας το αποτέλεσμα με το γνωστό απλό κείμενο.
Θα πρέπει να σημειωθεί ότι με πιθανότητα 1/26, η ισότητα μπορεί να ισχύει ακόμη και αν οι ρότορες έχουν εγκατασταθεί λανθασμένα, επομένως, για να αυξηθεί η αξιοπιστία του αλγορίθμου, συνιστάται η χρήση αρκετών "κύκλων".
Ένα άλλο σημαντικό σημείο είναι ότι ο εισβολέας μπορεί να γνωρίζει μόνο μέρος του κρυπτογραφημένου μηνύματος. Και σε αυτήν την περίπτωση, πρώτα απ 'όλα, θα χρειαστεί να βρει τη θέση του γνωστού κειμένου στο κρυπτόγραμμα που προκύπτει. Για την επίλυση αυτού του προβλήματος, είναι πολύ χρήσιμο να γνωρίζουμε το γεγονός ότι το Enigma δεν κρυπτογραφεί ποτέ ένα γράμμα στον εαυτό του. Εκείνοι. Για να βρείτε τη σωστή μετατόπιση, πρέπει να βρείτε μια θέση στο κρυπτοκείμενο στην οποία κανένα από τα γράμματα του ιδιωτικού κειμένου δεν αντιγράφεται με το γράμμα του ανοιχτού μηνύματος.

ΥΣΤΕΡΟΓΡΑΦΟ.

Μπορείτε να βρείτε μια πολύ αργή, αλλά αρκετά λειτουργική υλοποίηση μιας επίθεσης στην Python