Siapa yang menguraikan mesin enkripsi Enigma? Keamanan informasi selama Perang Dunia II: meretas Enigma

Namun Angkatan Laut Jerman adalah yang pertama menggunakan Enigma. Itu adalah model Funkschlüssel C tahun 1925. Pada tahun 1934, Angkatan Laut mengadopsi modifikasi kendaraan tentara angkatan laut (Funkschlüssel M atau M3). Pada saat itu, tentara hanya menggunakan 3 rotor, dan di M3, untuk keamanan yang lebih baik, Anda dapat memilih 3 dari 5 rotor. Pada tahun 1938, 2 rotor lagi ditambahkan ke kit, pada tahun 1939, 1 lagi, sehingga menjadi dimungkinkan untuk memilih 3 dari 8 rotor. Dan pada bulan Februari 1942, armada kapal selam Jerman dilengkapi dengan M4 4-rotor. Portabilitas tetap terjaga: reflektor dan rotor ke-4 lebih tipis dari biasanya. Di antara Enigma yang diproduksi secara massal, M4 adalah yang paling aman. Ia memiliki printer (Schreibmax) dalam bentuk panel jarak jauh di kabin komandan, dan petugas sinyal bekerja dengan teks terenkripsi, tanpa akses ke data rahasia. Tapi ada juga peralatan khusus dan khusus. Abwehr (intelijen militer) menggunakan Enigma G 4-rotor. Tingkat enkripsinya sangat tinggi sehingga otoritas Jerman lainnya tidak dapat membacanya. Demi portabilitas (27x25x16 cm), Abwehr meninggalkan panel patch. Akibatnya, Inggris berhasil meretas keamanan mesin tersebut, yang sangat mempersulit pekerjaan agen Jerman di Inggris. "Enigma T" ("mesin Tirpitz") diciptakan khusus untuk komunikasi dengan sekutunya Jepang. Dengan 8 rotor, keandalannya sangat tinggi, tetapi mesin tersebut jarang digunakan. Berdasarkan M4, mereka mengembangkan model M5 dengan satu set 12 rotor (4 berfungsi/8 dapat diganti). Dan M10 memiliki printer untuk teks terbuka/tertutup. Kedua mesin memiliki inovasi lain - rotor pengisi celah, yang sangat meningkatkan kekuatan enkripsi. Pesan terenkripsi Angkatan Darat dan Angkatan Udara dalam kelompok 5 karakter, Angkatan Laut - dalam kelompok 4 karakter. Untuk mempersulit dekripsi intersepsi musuh, teks tersebut berisi tidak lebih dari 250 karakter; yang panjang dipecah menjadi beberapa bagian dan dienkripsi dengan kunci yang berbeda. Untuk meningkatkan keamanan, teks tersebut dipalu dengan “sampah” (“salad surat”). Direncanakan untuk melengkapi kembali semua jenis pasukan dengan M5 dan M10 pada musim panas 1945, tetapi waktu habis.

Jadi, negara-negara tetangga “buta” terhadap persiapan militer Jerman. Aktivitas komunikasi radio Jerman meningkat berkali-kali lipat, dan intersepsi menjadi mustahil untuk diuraikan. Polandia adalah pihak pertama yang merasa khawatir. Saat mengawasi tetangga mereka yang berbahaya, pada bulan Februari 1926, mereka tiba-tiba tidak dapat membaca enkripsi Angkatan Laut Jerman, dan mulai Juli 1928, enkripsi Reichswehr. Menjadi jelas: mereka beralih ke enkripsi mesin. Pada tanggal 29 Januari, bea cukai Warsawa menemukan paket yang “hilang”. Permintaan keras Berlin untuk mengembalikannya menarik perhatian pada kotak itu. Ada Enigma komersial. Hanya setelah dipelajari, mesin itu diberikan kepada Jerman, tetapi ini tidak membantu mengungkap trik mereka, dan mereka sudah memiliki versi mesin yang diperkuat. Khusus untuk memerangi Enigma, intelijen militer Polandia menciptakan Biro Sandi yang terdiri dari ahli matematika terbaik yang fasih berbahasa Jerman. Mereka beruntung hanya setelah 4 tahun menandai waktu. Keberuntungan datang dalam bentuk seorang perwira Kementerian Pertahanan Jerman, yang “dibeli” pada tahun 1931 oleh Prancis. Hans-Thilo Schmidt (“Agen Asche”), yang bertanggung jawab atas penghancuran kode usang Enigma 3-rotor, menjualnya ke Prancis. Saya juga memberi mereka instruksi untuk itu. Bangsawan yang bangkrut membutuhkan uang dan tersinggung oleh tanah airnya, yang tidak menghargai jasanya dalam Perang Dunia Pertama. Intelijen Prancis dan Inggris tidak tertarik dengan data ini dan menyerahkannya kepada sekutu Polandia mereka. Pada tahun 1932, ahli matematika berbakat Marian Rejewski dan timnya memecahkan mesin ajaib: “Dokumen Ashe menjadi manna dari surga: semua pintu langsung terbuka.” Prancis memberikan informasi agen kepada Polandia hingga perang, dan mereka berhasil membuat simulator Enigma, menyebutnya sebagai “bom” (sejenis es krim yang populer di Polandia). Intinya adalah 6 Enigma yang terhubung ke jaringan, mampu memilah seluruh 17.576 posisi dari tiga rotor, yaitu semua opsi kunci yang mungkin, dalam 2 jam. Kekuatannya cukup untuk membuka kunci Reichswehr dan Angkatan Udara, tetapi dia tidak dapat membagi kunci Angkatan Laut. "Bom" tersebut dibuat oleh perusahaan AVA Wytwurnia Radiotechniczna (perusahaanlah yang mereproduksi "Enigma" Jerman pada tahun 1933 - 70 buah!). 37 hari sebelum dimulainya Perang Dunia II, Polandia mewariskan pengetahuan mereka kepada sekutu, memberi mereka masing-masing satu “bom”. Prancis, yang dihancurkan oleh Wehrmacht, kehilangan mobilnya, tetapi Inggris mengubahnya menjadi mesin siklometer yang lebih canggih, yang menjadi instrumen utama program Ultra. Program kontra-Enigma ini adalah rahasia yang paling dirahasiakan di Inggris. Pesan yang didekripsi di sini diklasifikasikan sebagai Ultra, yang lebih tinggi dari Sangat rahasia. Bletchley Park: Stasiun X: Setelah Perang Dunia Pertama, Inggris menghentikan ahli kriptologi mereka. Perang dengan Nazi dimulai - dan semua kekuatan harus segera dimobilisasi. Pada bulan Agustus 1939, sekelompok spesialis pemecah kode memasuki kawasan Bletchley Park, 50 mil dari London, dengan menyamar sebagai sekelompok pemburu. Di sini, di pusat dekripsi Stasiun X, yang berada di bawah kendali pribadi Churchill, semua informasi dari stasiun intersepsi radio di Inggris dan luar negeri berkumpul. Perusahaan "Mesin Tabulasi Inggris" membuat di sini mesin decoding pertama "bom Turing" (ini adalah cracker utama Inggris), yang intinya adalah 108 drum elektromagnetik. Dia mencoba semua opsi untuk kunci sandi dengan mempertimbangkan struktur pesan yang sedang diuraikan atau bagian dari teks biasa. Setiap drum, yang berputar dengan kecepatan 120 putaran per menit, menguji 26 pilihan huruf dalam satu putaran penuh. Selama pengoperasian, mesin (3,0 x2,1 x0,61 m, berat 1 t) berdetak seperti jarum jam, yang menegaskan namanya. Untuk pertama kalinya dalam sejarah, sandi yang dibuat secara massal oleh mesin juga dipecahkan oleh mesin tersebut.

Agar dapat bekerja, prinsip fisik Enigma perlu diketahui hingga ke detail terkecil, dan Jerman terus-menerus mengubahnya. Komando Inggris menetapkan tugas: mendapatkan salinan baru dari mesin tersebut dengan segala cara. Perburuan yang ditargetkan dimulai. Pertama, mereka mengambil Luftwaffe Enigma dengan satu set kunci dari Junkers yang ditembak jatuh di Norwegia. Wehrmacht, yang mengalahkan Prancis, maju begitu cepat sehingga satu kompi sinyal menyusulnya dan ditangkap. Koleksi Enigma diisi ulang oleh tentara. Mereka ditangani dengan cepat: Enkripsi Wehrmacht dan Luftwaffe mulai muncul di meja markas besar Inggris hampir bersamaan dengan meja Jerman. Yang paling kompleks sangat dibutuhkan - M3 angkatan laut. Mengapa? Front utama bagi Inggris adalah front laut. Hitler mencoba mencekik mereka dengan blokade, memutus pasokan makanan, bahan mentah, bahan bakar, peralatan, dan amunisi ke negara kepulauan tersebut. Senjatanya adalah armada kapal selam Reich. Taktik kelompok "kawanan serigala" membuat takut Anglo-Saxon, kerugian mereka sangat besar, mereka tahu tentang keberadaan M3: 2 rotor ditangkap di kapal selam U-33, dan instruksi untuk itu di U-13. Selama serangan komando di Kepulauan Lofoten (Norwegia) di atas kapal patroli Jerman "Kepiting" mereka menangkap 2 rotor dari M3 dan kunci untuk bulan Februari, Jerman berhasil menenggelamkan mobil tersebut. Terlebih lagi, secara tidak sengaja ternyata ada kapal non-militer Jerman yang berlayar di Atlantik, yang memiliki komunikasi khusus di dalamnya. Oleh karena itu, kapal perusak Angkatan Laut Kerajaan Griffin memeriksa kapal penangkap ikan yang diduga milik Belanda, Polaris, di lepas pantai Norwegia. Para kru, yang terdiri dari orang-orang kuat, berhasil melemparkan dua tas ke laut, dan Inggris menangkap salah satunya. Ada dokumen untuk perangkat enkripsi. Selain itu, selama perang, pertukaran data cuaca internasional terhenti - dan “nelayan” yang berpindah agama berpindah dari Reich ke laut. Di atas kapal mereka memiliki Enigma dan pengaturan untuk setiap hari selama 2-3 bulan, tergantung durasi perjalanan. Mereka secara teratur melaporkan cuaca dan mudah ditemukan. Satuan tugas khusus Angkatan Laut Kerajaan keluar untuk mencegat “ahli meteorologi”. Kapal perusak cepat benar-benar menyerang musuh. Dengan menembak, mereka berusaha untuk tidak menenggelamkan "Jerman", tetapi membuat krunya panik dan mencegah penghancuran peralatan khusus. Pada tanggal 7 Mei 1941, kapal pukat Munich dicegat, tetapi operator radio berhasil membuang kunci Enigma dan May ke laut. Namun di brankas kapten mereka menemukan kunci untuk bulan Juni, buku kode komunikasi jarak pendek, catatan cuaca berkode, dan jaringan koordinat Angkatan Laut. Untuk menyembunyikan penangkapan tersebut, pers Inggris menulis: “Kapal kami, dalam pertempuran dengan kapal Jerman Munich, menangkap awaknya, yang meninggalkan kapal dan menenggelamkannya.” Penambangan membantu: waktu dari mencegat pesan hingga mendekripsinya berkurang dari 11 hari menjadi 4 jam! Tapi kuncinya sudah habis masa berlakunya dan diperlukan yang baru. Kesalahan Kapten Lempt Penyerahan kapal selam Jerman U-110 kepada Inggris. 9 Mei 1941 Penangkapan utama dilakukan pada tanggal 8 Mei 1941 saat penangkapan kapal selam U-110 milik Letnan Komandan Julius Lemp yang sedang menyerang konvoi OV-318. Setelah mengebom U-110, kapal pengawal memaksanya muncul ke permukaan. Kapten kapal perusak HMS Bulldog menyerang, tetapi melihat tentara Jerman melompat ke laut karena panik, dia berbalik tepat waktu. Setelah menembus perahu yang setengah tenggelam, pihak yang menaiki kapal menemukan bahwa tim tersebut bahkan belum mencoba menghancurkan sarana komunikasi rahasia. Pada saat ini, kapal lain mengambil orang-orang Jerman yang masih hidup dari air dan mengunci mereka di ruang tunggu untuk menyembunyikan apa yang terjadi. Ini sangat penting. U-110 diambil: Enigma M3 yang berfungsi, satu set rotor, kunci untuk April-Juni, instruksi enkripsi, radiogram, log (personil, navigasi, sinyal, komunikasi radio), peta laut, diagram ladang ranjau di Laut Utara dan lepas pantai Perancis, instruksi pengoperasian untuk kapal tipe IXB. Barang rampasan itu diibaratkan dengan kemenangan dalam Pertempuran Trafalgar, para ahli menyebutnya sebagai “hadiah dari surga”. Raja George VI sendiri memberikan penghargaan kepada para pelaut: “Anda berhak mendapatkan lebih, tetapi sekarang saya tidak dapat melakukannya” (melalui sistem penghargaan, agen Jerman dapat mengetahui fakta hilangnya mobil). Langganan diambil dari semua orang; penangkapan U-110 tidak diungkapkan sampai tahun 1958. Perahu yang patah hati itu ditenggelamkan untuk menjaga kerahasiaan. Kapten Lemp meninggal. Interogasi terhadap orang Jerman yang tersisa mengungkapkan bahwa mereka tidak mengetahui hilangnya rahasia tersebut. Untuk berjaga-jaga, tindakan disinformasi diambil, di depan para tahanan mereka meratapi dan menyesali: “Perahu tidak bisa mendarat, tiba-tiba tenggelam.” Demi kerahasiaan, mereka bahkan memberi kode pada penangkapannya: “Operasi Primrose.” Terkejut dengan keberhasilan ini, First Sea Lord Pound menyampaikan melalui radio: “Saya mengucapkan selamat yang sebesar-besarnya. Bungamu memiliki keindahan yang langka.” Piala dari U-110 membawa banyak manfaat. Setelah menerima informasi baru, para peretas Bletchley Park mulai secara teratur membaca komunikasi antara markas besar pasukan kapal selam Reich dan kapal-kapal di lautan, memecah sebagian besar pesan yang dilindungi oleh kode Hydra. Hal ini membantu memecahkan kode Angkatan Laut lainnya: “Neptunus” (untuk kapal berat), “Zuyd” dan “Medusa” (untuk Laut Mediterania), dll. Jaringan kapal pengintai dan pemasok kapal selam Jerman (“sapi perah” dapat dikalahkan ”) di Atlantik). Pusat intelijen operasional mempelajari rincian pelayaran pesisir Jerman, skema penambangan di perairan pesisir, waktu serangan kapal selam, dll. d.Konvoi laut mulai melewati “kawanan serigala”: dari bulan Juni hingga Agustus, “serigala Doenitz” hanya menemukan 4% konvoi di Atlantik, dari bulan September hingga Desember - 18%. Namun Jerman, yang percaya bahwa U-110 telah membocorkan rahasianya, tidak mengubah sistem komunikasi. Laksamana Doenitz: “Lemp melakukan tugasnya dan mati sebagai pahlawan.” Namun, setelah penerbitan buku Roskill “The Secret Capture” pada tahun 1959, sang pahlawan, di mata para veteran Jerman, menjadi seorang bajingan yang telah mencoreng kehormatannya: “Dia tidak melaksanakan perintah untuk menghancurkan materi rahasia! Ratusan kapal kami tenggelam, ribuan awak kapal selam tewas sia-sia,” “jika dia tidak mati di tangan Inggris, kami seharusnya menembaknya.” Dan pada bulan Februari 1942, M4 4-rotor menggantikan M3 3-rotor di kapal. Bletchley Park kembali menemui hambatan. Yang tersisa hanyalah berharap bisa ditangkapnya kendaraan baru, yang terjadi pada 30 Oktober 1942. Pada hari ini, U-559 milik Kapten-Letnan Heidtmann di timur laut Port Said rusak parah oleh serangan kedalaman Inggris. Melihat kapalnya tenggelam, awak kapal melompat ke laut tanpa merusak peralatan enkripsi. Dia ditemukan oleh pelaut dari kapal perusak Petard. Segera setelah mereka menyerahkan hasil jarahan kepada rombongan yang tiba tepat waktu, perahu yang hancur itu tiba-tiba terbalik, dan dua orang pemberani (Colin Grazier, Antony Fasson) membawanya ke kedalaman satu kilometer. Barang rampasannya adalah brosur M4 dan "Log Tanda Panggilan Singkat"/"Kode Cuaca Singkat", dicetak dengan tinta larut pada kertas blotting merah muda, yang seharusnya dibuang oleh operator radio ke dalam air jika ada tanda bahaya pertama. Dengan bantuan mereka pada 13 Desember 1942, kode-kode dibuka, yang segera memberikan data akurat kepada markas besar tentang posisi 12 kapal Jerman. Setelah jeda 9 bulan (black-out), pembacaan ciphergram dimulai lagi, yang tidak berhenti hingga perang berakhir. Mulai sekarang, kehancuran “kawanan serigala” di Atlantik hanya tinggal menunggu waktu saja. Segera setelah naik dari air, awak kapal selam Jerman ditelanjangi sepenuhnya dan semua pakaian mereka diambil untuk mencari dokumen yang menarik bagi intelijen (misalnya, tabel kode mesin sandi Enigma). Seluruh teknologi untuk operasi semacam itu telah dikembangkan. Bom digunakan untuk memaksa kapal ke permukaan dan mereka mulai menembaki dengan senapan mesin sehingga tentara Jerman, yang tetap berada di kapal, tidak mulai tenggelam. Sementara itu, rombongan asrama sedang mendekatinya, bertujuan untuk mencari “sesuatu seperti mesin tik di sebelah stasiun radio”, “disk dengan diameter 6 inci”, majalah, buku, surat kabar ini tidak selalu memungkinkan. Seringkali orang meninggal tanpa memperoleh sesuatu yang baru. Secara total, Inggris menangkap 170 Enigma, termasuk. bagian 3–4 laut M4. Hal ini memungkinkan untuk mempercepat proses dekripsi. Ketika 60 “bom” dinyalakan secara bersamaan (yaitu, 60 set 108 gulungan), pencarian solusi dikurangi dari 6 jam menjadi 6 menit. Hal ini memungkinkan untuk merespons informasi yang terungkap dengan cepat. Pada puncak perang, 211 “bom” beroperasi sepanjang waktu, membaca hingga 3 ribu pesan enkripsi Jerman setiap hari. Mereka dilayani secara bergiliran oleh 1.675 operator wanita dan 265 mekanik. Ketika Stasiun X tidak dapat lagi mengatasi arus intersepsi radio yang sangat besar, sebagian pekerjaan dipindahkan ke Amerika Serikat. Pada musim semi tahun 1944, 96 “bom Turing” bekerja di sana, dan seluruh pabrik dekripsi telah berdiri. Pada model Amerika, dengan 2000 rpm, decodingnya 15 kali lebih cepat. Konfrontasi dengan M4 telah menjadi sebuah tugas. Sebenarnya, ini adalah akhir dari pertarungan dengan Enigma.

Sejarah mesin sandi putar elektrik Enigma dimulai pada tahun 1917 dengan paten yang diterima oleh orang Belanda Hugo Koch. Tahun berikutnya, paten tersebut dibeli oleh Arthur Scherbius, yang memulai aktivitas komersial dengan menjual salinan mesin tersebut kepada perorangan serta tentara dan angkatan laut Jerman. Penjualannya buruk hingga pertengahan tahun 1920-an, sebagian disebabkan oleh tingginya harga.

Pada bulan Juni 1924, layanan kriptografi Inggris (Ruang 40) menjadi tertarik dengan desain mesin tersebut. Untuk tujuan ini, sejumlah mesin dibeli dari perusahaan Jerman Chiffrier-maschinen AG, yang memproduksi Enigma. Salah satu syarat kesepakatan adalah pendaftaran paten pada Kantor Paten Inggris, yang memberikan layanan kriptografi akses ke deskripsi skema kriptografi.

Panggung Polandia

Intersepsi pertama terhadap pesan yang dienkripsi menggunakan Enigma dimulai pada tahun 1926. Namun, mereka tidak bisa membacanya dalam waktu lama. Pada bulan Januari 1929, sebuah kotak berisi Enigma versi komersial secara tidak sengaja berakhir di bea cukai Warsawa. Jerman meminta untuk mengembalikan kotak itu, setelah itu Polandia tertarik dengan isinya. Atas nama Biro Sandi Polandia, mesin tersebut diperiksa oleh spesialis dari perusahaan AVA, termasuk kepalanya, cryptanalyst Anthony Palth, setelah itu kotak tersebut dikirim ke kedutaan Jerman. Mempelajari mesin tersebut tidak memungkinkan untuk menguraikan pesan-pesan tersebut; terlebih lagi, militer Jerman menggunakan versi Enigma miliknya sendiri yang disempurnakan.

Pada tahun 1928-29, kursus matematika pertama tentang kriptografi diselenggarakan di Polandia. Pendengarnya adalah dua lusin mahasiswa matematika yang menguasai bahasa Jerman. Tiga siswa - Marian Rejewski, Henryk Zygalski dan Jerzy Rozycki - memasuki layanan Biro Sandi. Selanjutnya, merekalah yang akan menerima hasil pertama dalam memecahkan kode Enigma.

Pada tahun 1931, seorang pegawai biro kode Kementerian Pertahanan Jerman, Hans-Thilo Schmidt, yang telah menjadi agen Ashe, mulai mentransfer kode-kode usang ke intelijen Prancis, yang menurut tugas resminya, ia perlu menghancurkannya. , dan juga menyerahkan instruksi untuk menggunakan Enigma versi militer. Di antara alasan yang mendorong Hans-Thilo melakukan hal ini adalah imbalan materi, kebencian terhadap negara asalnya, yang tidak menghargai keberhasilannya selama Perang Dunia Pertama, dan kecemburuan terhadap karier militer saudaranya Rudolf Schmidt. Dua dokumen pertama adalah "Gebrauchsanweisung für die Chiffriermaschine Enigma" dan "Schlüsselanleitung für die Chiffriermaschine Enigma". Namun, intelijen Prancis dan Inggris tidak menunjukkan minat pada data yang diterima - mungkin diyakini bahwa kode Enigma tidak mungkin dipecahkan. Intelijen Prancis Kolonel Gustave Bertrand meneruskan materi tersebut ke "Biro Sandi" Polandia dan terus menyampaikan informasi lebih lanjut dari agen tersebut kepada mereka hingga musim gugur tahun 1939.

pengaturan panel tambalan; (Jerman: Steckerverbindungen)
prosedur pemasangan rotor; (Jerman: Walzenlage)
posisi cincin; (Jerman: Ringstellung)
pengaturan rotor awal. (Jerman: Kenngruppen)

Namun, operator seharusnya tidak menggunakannya kunci hari untuk mengenkripsi pesan. Sebaliknya, operator datang dengan kunci tiga huruf baru (Jerman: Spruchschlüssel) dan dua kali mengenkripsinya menggunakan kunci hari. Setelah itu, pengaturan rotor diubah sesuai dengan kunci yang ditemukan dan pesan dienkripsi.

Upaya Marian fokus pada analisis kerentanan protokol perpesanan, yaitu pemutaran ulang kunci pesan. Enam surat pertama dipilih dari pesan harian dan tabel korespondensi disusun berdasarkan mereka (contoh diambil dari buku Singh):

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

huruf pertama	A	B	C	D	E	F	G	H	SAYA	J	K	L	M	N	HAI	P	Q	R	S	T	kamu	V	W	X	Y	Z
huruf ke-4				P						M		R	X

Jika pesannya cukup, tabel terisi penuh.

huruf pertama	A	B	C	D	E	F	G	H	SAYA	J	K	L	M	N	HAI	P	Q	R	S	T	kamu	V	W	X	Y	Z
huruf ke-4	F	Q	H	P	L	W	HAI	G	B	M	V	R	X	kamu	Y	C	Z	SAYA	T	N	J	E	A	S	D	K

Keunikan tabel versi lengkap adalah meskipun kunci hari tetap tidak berubah, isi tabel juga tidak berubah. Dan, dengan tingkat kemungkinan yang tinggi, sebaliknya. Dimungkinkan untuk membuat katalog tabel... namun, ada 26 tabel!, yang membuat pekerjaan ini tidak mungkin dilakukan dalam waktu dekat. Rejewski mulai mencoba mengidentifikasi beberapa pola dari tabel atau menemukan beberapa pola struktural. Dan dia berhasil. Dia mulai mempertimbangkan rangkaian surat dengan bentuk berikut:

huruf pertama	A	B	C	D	E	F	G	H	SAYA	J	K	L	M	N	HAI	P	Q	R	S	T	kamu	V	W	X	Y	Z
SEBUAH → F → W → SEBUAH	↓					↓																	↓
huruf ke-4	F	Q	H	P	L	W	HAI	G	B	M	V	R	X	kamu	Y	C	Z	SAYA	T	N	J	E	A	S	D	K

Pada contoh tabel lengkap di atas ada 4 rantai seperti itu:

SEBUAH→F→W→SEBUAH
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

Penemuan Marian berikutnya adalah meskipun huruf-huruf tertentu bergantung sepenuhnya pada pengaturan Enigma sehari-hari, jumlah rantai dan huruf di dalamnya hanya ditentukan oleh pengaturan rotor. Karena jumlah rotornya adalah 3 (tetapi bisa dalam urutan apa pun), dan pengaturan awal terdiri dari tiga huruf alfabet Latin, jumlah opsinya sama dengan 3! ∗ 26 3 = 105456 (\displaystyle 3!*26^(3)=105456). Jumlah ini secara signifikan kurang dari 26!, yang memungkinkan, dengan menggunakan mesin Enigma yang dibuat (atau dicuri), untuk menyusun katalog yang berisi semua kemungkinan rantai. Pekerjaan ini memakan waktu hampir satu tahun, namun hasilnya adalah kemampuan membaca korespondensi bahasa Jerman.

Seperti yang dicatat Singh, kemampuan untuk membagi masalah menjadi dua komponen (pengaturan rotor dan pengaturan panel patch) yang memungkinkan Rejewski mengatasi tugas ini, serta bantuan dari ahli matematika Cypher Bureau dan Schmidt:

Setelah pengaturan rotor untuk pesan siang hari dipulihkan, yang tersisa hanyalah mengetahui pengaturan panel patch. Dari sudut pandang kriptografi, ini adalah sandi monoalfabetik sederhana, yang selanjutnya dibatasi hanya pada 6 pasang substitusi huruf. Teks tersebut seringkali bahkan tidak perlu dilakukan kriptanalisis frekuensi, tetapi hanya untuk melihat lebih dekat baris-baris seperti “alliveinbelrin” (Bahasa Inggris tiba di Berlin dengan pengganti R ↔ L) dan lainnya, yang mudah dipulihkan “dengan mata .”

Pada tahun 1934, Jerman mulai mengubah posisi rotor setiap bulan, bukan setiap triwulan. Menanggapi hal ini, Marian Rejewski merancang perangkat yang disebut "siklometer" untuk membuat ulang katalog siklus dengan cepat.

Pada tanggal 15 Desember 1938, Jerman menambahkan rotor ke-4 dan ke-5, dan pada tanggal 1 Januari 1939, meningkatkan jumlah sambungan panel patch dari 6 menjadi 10. Semua ini membuat pembacaan sandi Enigma jauh lebih sulit.

PC Bruno

panggung Inggris

Pekerjaan lebih lanjut untuk memecahkan Enigma dilakukan di pusat intelijen rahasia Inggris Station X, yang kemudian dikenal sebagai Bletchley Park.

Personil

Veteran intelijen militer Alistair Denniston ditunjuk sebagai manajer proyek. Pekerjaan dekripsi dipimpin oleh rekan Denniston di kamar No. 40, ahli bahasa dan kriptanalis terkenal Alfred Knox ("Dilly" Knox). Profesor matematika Gordon Welchman bertanggung jawab atas keseluruhan organisasi pekerjaan. Denniston mulai merekrut staf cryptanalyst berdasarkan kemampuan mental: ahli bahasa, matematikawan, pemain catur, juara pemecah teka-teki silang, ahli Mesir Kuno, dan bahkan ahli paleontologi. Secara khusus, master catur terkenal Stuart Milner-Barry adalah salah satu orang pertama yang diterima. Di antara ahli matematika tersebut adalah seorang profesor logika muda dari Cambridge - Alan Turing.

metode

Intersepsi pesan radio musuh dilakukan oleh puluhan stasiun penerima dengan nama sandi “stasiun Y”. Ribuan pesan seperti itu tiba di Bletchley Park setiap hari. Bletchley Park memiliki salinan persis Enigma, sehingga penguraian kode pesan dikurangi menjadi pemilihan instalasi disk dan, untuk model selanjutnya, saklar colokan. Kompleksitas tugas ini diperparah oleh fakta bahwa pengaturan rotor berubah setiap hari, sehingga layanan dekripsi bekerja sepanjang waktu dalam tiga shift.

Desain Enigma, bila digunakan dengan benar, menjamin kerahasiaan yang hampir sempurna. Namun dalam praktiknya, pengguna Enigma Jerman sering melakukan tindakan ceroboh yang memberikan petunjuk kepada analis Inggris (petunjuk seperti itu dalam bahasa gaul pelajar bahasa Inggris disebut tempat tidur bayi). Penggunaan dan sistematisasi kesalahan inilah yang menjadi dasar metode dekripsi.

Petunjuk adalah teks yang sering diulang, seperti salam, angka (dikodekan berdasarkan pengucapan: “satu”, “dua”, dll.). Semua petunjuk dimasukkan ke dalam indeks file (Indeks) beserta konteksnya: tulisan tangan operator radio, tempat dan waktu transmisi, dll.

Dengan tidak adanya jumlah petunjuk yang diperlukan, terutama pada malam sebelum operasi besar, tindakan khusus diambil untuk mendapatkannya. Teknik ini diberi kode nama “berkebun” (bahasa Inggris: gardening). Misalnya, sebelum keberangkatan konvoi kutub berikutnya, dilakukan penambangan demonstratif di wilayah laut tertentu. Jika musuh melaporkan hasil pembersihan ranjau yang menunjukkan koordinat yang diketahui sebelumnya, hal ini memberikan petunjuk yang diinginkan.

Turing

Salah satu ahli teori utama di Bletchley Park adalah Alan Turing. Setelah mempelajari materi Polandia, Turing sampai pada kesimpulan bahwa menggunakan pendekatan sebelumnya dengan pencarian pesan yang lengkap tidak akan berhasil lagi. Pertama, hal ini memerlukan pembuatan lebih dari 30 mesin tipe Polandia, yang jumlahnya berkali-kali lipat dari anggaran tahunan Stasiun X, dan kedua, Jerman diharapkan dapat memperbaiki cacat desain yang menjadi dasar metode Polandia. Oleh karena itu, ia mengembangkan metodenya sendiri berdasarkan penghitungan urutan karakter dalam teks sumber.

Jerman segera menambahkan perangkat switching ke desain Enigma, sehingga secara signifikan memperluas jumlah opsi kode. Masalah yang muncul bagi Inggris diselesaikan oleh Gordon Welchman dengan mengusulkan desain “papan diagonal”. Sebagai hasil dari pekerjaan ini, mesin kriptanalitik dibangun pada bulan Agustus 1940 Bom. Seiring waktu, lebih dari 200 mesin dipasang di Bletchley Park, yang memungkinkan peningkatan tingkat dekripsi menjadi dua hingga tiga ribu pesan per hari.

Meskipun Bombe mengalami beberapa perubahan secara detail, tampilan keseluruhannya tetap sama: kabinet berbobot sekitar satu ton, panel depan berukuran dua kali tiga meter dan 36 kelompok rotor di atasnya, masing-masing tiga kelompok. Penggunaan mesin tersebut memerlukan keahlian khusus, dan sangat bergantung pada kualifikasi personel yang mengoperasikannya – gadis sukarelawan dari Women’s Royal Naval Service (Bahasa inggris). Selanjutnya, ketika sebagian pekerjaan dipindahkan ke AS, sebagian karyawan dikirim bersama dengan teknologinya.

Informasi "langsung".

Dari waktu ke waktu, Jerman melakukan perubahan desain pada mesin atau memperkuat perlindungan kriptografi dengan cara tertentu. Dalam kasus seperti itu, kriptanalis dari Bletchley Park tidak berdaya, dan untuk pekerjaan lebih lanjut, sangat penting untuk menemukan deskripsi perubahan atau setidaknya salinan baru dari instruksi dan mesin Enigma.

Kerahasiaan

“Ini ayam bopengku yang bertelur emas tapi tidak pernah berkotek.”

Winston Churchill di Taman Bletchley

Pemerintah Inggris melakukan segala kemungkinan untuk menyembunyikan keberhasilan dalam memecahkan kode Jerman baik dari musuh maupun pimpinan Uni Soviet. Untuk mencapai tujuan ini, semua tindakan berdasarkan data dari program Ultra harus disertai dengan operasi penyamaran yang menutupi sumber informasi sebenarnya. Jadi, untuk mengirimkan informasi Ultra ke Uni Soviet, organisasi Swiss Lucy digunakan, yang menurut legenda, memiliki sumber di puncak kepemimpinan Jerman. Informasi yang diterima dari Lucy dikirimkan ke Uni Soviet oleh penduduk intelijen Soviet di Swiss, Sandor Rado.

Untuk menyamarkan Ultra, penerbangan pengintaian fiktif, permainan radio, dll digunakan.

Keberadaan program Ultra hanya diketahui kalangan terbatas yang jumlahnya sekitar sepuluh orang. Informasi yang diperlukan dikirimkan ke tujuannya oleh jaringan unit intelijen yang ditugaskan di markas besar komandan angkatan darat dan angkatan laut. Sumber informasi tidak diungkapkan, yang terkadang menyebabkan komando Inggris meremehkan informasi Ultra yang sepenuhnya dapat diandalkan dan menyebabkan kerugian besar (Lihat Tenggelamnya kapal induk Glories).

Uni Soviet

Di antara informasi yang diterima Inggris Raya adalah informasi tentang persiapan invasi ke Uni Soviet. Meskipun ada risiko mengungkapkan sumbernya, informasi tersebut diteruskan ke pemerintah Soviet. Namun, Stalin tidak percaya dengan kemungkinan terjadinya serangan.

Skor hasil

Beberapa penulis menunjukkan bahwa dari sudut pandang modern, sandi Enigma tidak terlalu dapat diandalkan. Namun, pada suatu waktu keandalan absolutnya tidak menimbulkan keraguan di kalangan para ahli Jerman: hingga akhir perang, komando Jerman mencari alasan kebocoran informasi rahasia di mana pun, tetapi tidak dalam pengungkapan Enigma. Itulah sebabnya keberhasilan para pemecah kode Inggris menjadi kontribusi yang sangat berharga bagi kemenangan atas Nazisme.

Setelah perang

Lihat juga

Catatan

Ada juga kesalahan: di antara mereka yang diundang ke proyek ini adalah ahli biologi Letnan Komandan Geoffrey Tandi, seorang spesialis di bidang tersebut cryptogamer
Max Newman, Tom Flowers dan spesialis lainnya datang ke Bletchley Park kemudian sehubungan dengan pengerjaan sandi Tunney.
Kode Enigma digunakan tidak hanya oleh angkatan darat, angkatan udara dan angkatan laut, tetapi juga oleh intelijen militer (Abwehr), perkeretaapian dan layanan lainnya. Mereka semua menggunakan pengaturan rotornya sendiri.
Cacat desain yang penting adalah ketidakmampuan untuk menyandikan huruf dengan huruf yang sama. Fitur Enigma ini banyak digunakan dalam penguraian
Turing memperhatikan bahwa angka “satu” (Jerman: Eins) muncul di 90% pesan. Atas dasar ini, metode dekripsi khusus dibangun - "algoritma eins". Bahkan ucapannya pun dijadikan buaian Salam Hitler dan makian kasar, yang terutama membuat geli banyak staf wanita di Bletchley Park
Mesin Polandia disebut "bom" (Polandia: Bomba kryptologiczna - Bom kriptologi). Dalam bahasa Inggris bom - bom. Namanya, menurut salah satu versi, berasal dari nama makanan penutup es krim. Bom gletser(“Satu teori menyebutkan bahwa nama bomba diambil dari nama es krim, bombe glacee, yang dimakan ketika mesin ditemukan.” // Enigma: The Battle for the Code, Oleh Hugh Sebag-Montefiore, 2002, ISBN 978-0 -471-43721-5).
Bombe diproduksi oleh Mesin Tabulasi Inggris. (Bahasa inggris); Desain mobil ini dibuat oleh kepala desainer perusahaan, Harold Keene. Harold Keen).
Mesin dan personel pemeliharaan ditempatkan di luar Bletchley Park di desa-desa sekitarnya.
Versi penolakan melindungi Coventry demi menjaga kerahasiaan Ultra tidak benar dan hanya didasarkan pada ingatan F.W. Winterbottam, seorang perwira RAF yang tidak memiliki akses terhadap informasi tersebut. Versi Winterbottam telah berulang kali dibantah oleh penulis memoar dan sejarawan lain.
Uni Soviet mendapat beberapa informasi tentang program Ultra dari agennya di Bletchley Park - John Cairncross, salah satu anggota Cambridge Five. Inggris tidak menyadari peran Cairncross sampai tahun 1951.
F. Winterbotham menulis bahwa kemudian, karena alasan kerahasiaan, Inggris tidak membagikan informasi. Jadi, menurut Winterbotham, Wehrmacht di Uni Soviet mengetahui tentang operasi Kursk dari sumber lain. Namun harus diingat bahwa buku Winterbotham diterbitkan sebelum deklasifikasi arsip Inggris tentang penguraian kode Lorenz (1975), dan dia sendiri, sebagai perwira Angkatan Udara selama perang, tidak memiliki akses ke informasi rahasia tentang Enigma. Bahan arsip dengan jelas menunjukkan transfer rencana rinci ke Moskow

Berdasarkan materi disertasi “Mesin enkripsi dan perangkat dekripsi selama Perang Dunia Kedua”, yang dipertahankan di Universitas Chemnitz (Jerman) pada tahun 2004.

Perkenalan. Bagi masyarakat umum, kata “Enigma” (dalam bahasa Yunani - teka-teki) identik dengan konsep “mesin sandi” dan “pemecahan kode”, yang telah ditangani oleh film-film tentang kapal selam dan novel-novel serupa yang memiliki sedikit makna. lakukan dengan kenyataan. Sedikit yang diketahui masyarakat umum tentang fakta bahwa ada mesin enkripsi lain, yang mana mesin dekripsi khusus diciptakan untuk “dipecahkan”, dan tentang konsekuensi yang ditimbulkannya pada Perang Dunia Kedua.

Dan tidak mengherankan: informasi mengenai hal ini di publikasi populer terlalu sedikit. Dan informasi yang tersedia di sana biasanya tidak mencukupi atau tidak dapat diandalkan. Hal ini lebih disesalkan karena pemecahan kode enkripsi memiliki makna sejarah yang sangat penting bagi jalannya perang, karena sekutu (dalam koalisi anti-Hitler), berkat informasi yang diperoleh dengan cara ini, memiliki keuntungan yang signifikan. mereka mampu mengkompensasi beberapa kelalaian di paruh pertama perang dan mampu menggunakan sumber daya mereka secara optimal di paruh kedua perang. Menurut sejarawan Anglo-Amerika, jika bukan karena pembobolan kode enkripsi Jerman, perang akan berlangsung dua tahun lebih lama, korban tambahan akan diperlukan, dan mungkin juga bom atom akan dijatuhkan di sana. Jerman.

Namun kami tidak akan membahas masalah ini, tetapi kami akan membatasi diri pada keadaan ilmiah, teknis, dan organisasi yang berkontribusi pada pengungkapan kode enkripsi Jerman. Dan yang paling penting adalah bagaimana dan mengapa metode mesin “peretasan” dapat dikembangkan dan berhasil digunakan.
Meretas kode Enigma dan kode mesin enkripsi lainnya memberi Sekutu akses tidak hanya terhadap informasi taktis militer, tetapi juga informasi dari Kementerian Luar Negeri, polisi, SS, dan kereta api. Termasuk juga laporan dari negara-negara Poros, khususnya diplomasi Jepang, dan tentara Italia. Sekutu juga mendapat informasi mengenai situasi internal Jerman dan sekutunya.

Di Inggris saja, ribuan tim dinas rahasia bekerja untuk menguraikan kode-kode tersebut. Pekerjaan ini diawasi secara pribadi oleh Perdana Menteri Inggris Winston Churchill, yang mengetahui pentingnya pekerjaan ini dari pengalaman Perang Dunia Pertama, ketika dia menjadi Sekretaris Angkatan Laut pemerintah Inggris. Sudah pada bulan November 1914, dia memerintahkan penguraian semua telegram musuh yang dicegat. Dia juga memerintahkan agar telegram yang disadap sebelumnya diuraikan untuk memahami pemikiran komando Jerman. Ini adalah bukti pandangan ke depannya. Akibat yang paling terkenal dari kegiatan ini adalah memaksa Amerika Serikat untuk ikut serta dalam Perang Dunia Pertama.
Yang juga berpandangan jauh ke depan adalah penciptaan stasiun pendengar berbahasa Inggris - yang saat itu merupakan ide yang benar-benar baru - terutama mendengarkan lalu lintas radio kapal musuh.

Itupun dan di antara dua perang dunia, Churchill menyamakan aktivitas tersebut dengan senjata jenis baru. Akhirnya, jelaslah bahwa kita perlu mengklasifikasikan komunikasi radio kita sendiri. Dan semua ini harus dirahasiakan dari musuh. Ada keraguan besar bahwa para pemimpin Third Reich menyadari semua ini. Dalam kepemimpinan Wehrmacht (OKW) terdapat sebuah departemen dengan sejumlah kecil ahli kriptologi dan dengan tugas “mengembangkan metode untuk mengungkap pesan radio musuh,” dan kita berbicara tentang perwira pengintai radio garis depan, yang ditugaskan untuk memberikan informasi taktis kepada komandan garis depan di sektor depan mereka. Di tentara Jerman, mesin enkripsi yang digunakan dinilai bukan oleh ahli kriptologi (dalam hal kualitas enkripsi dan kemampuan cracking), tetapi oleh spesialis teknis.

Sekutu mengikuti peningkatan bertahap teknologi enkripsi Jerman dan juga peningkatan metode pemecahan kode enkripsi. Jerman mengaitkan fakta yang menunjukkan kesadaran Sekutu terhadap pengkhianatan dan spionase. Selain itu, di Third Reich seringkali tidak ada subordinasi yang jelas, dan layanan enkripsi dari berbagai cabang militer tidak hanya tidak berinteraksi satu sama lain, tetapi juga menyembunyikan keterampilan mereka dari para kriptografer dari cabang militer lainnya, karena “ kompetisi” adalah urutan hari ini. Jerman tidak mencoba mengungkap kode enkripsi Sekutu, karena mereka memiliki sedikit ahli kriptologi untuk ini, dan mereka bekerja secara terpisah satu sama lain. Pengalaman ahli kriptologi Inggris menunjukkan bahwa kerja sama tim besar ahli kriptologi memungkinkan penyelesaian hampir semua tugas yang diberikan. Menjelang akhir perang, transisi bertahap di bidang enkripsi dimulai dari pekerjaan berbasis mesin ke pekerjaan berbasis komputer.

Mesin enkripsi dalam urusan militer pertama kali digunakan di Jerman pada tahun 1926. Hal ini mendorong musuh potensial Jerman untuk mengembangkan metode enkripsi dan dekripsi mereka sendiri. Misalnya, Polandia menangani masalah ini, dan pertama-tama Polandia harus mengembangkan landasan teoretis kriptologi mesin, karena metode “manual” tidak cocok untuk ini. Perang di masa depan akan membutuhkan ribuan pesan radio untuk diuraikan setiap hari. Spesialis Polandia-lah yang pertama kali mulai mengerjakan analisis kriptologi mesin pada tahun 1930. Setelah pecahnya perang dan pendudukan Polandia dan Perancis, pekerjaan ini dilanjutkan oleh para ahli Inggris. Karya teoretis ahli matematika A. Turing sangat penting di sini. Mulai tahun 1942, pemecahan kode enkripsi menjadi sangat penting, seiring dengan semakin banyaknya komando Jerman yang menggunakan komunikasi radio untuk mengirimkan perintahnya. Penting untuk mengembangkan metode analisis kriptologi yang benar-benar baru untuk mesin dekripsi.

Referensi sejarah.
Julius Caesar adalah orang pertama yang menggunakan enkripsi teks. Pada abad ke-9, sarjana Arab Al-Kindi pertama kali membahas masalah penguraian teks. Karya matematikawan Italia abad ke-15 dan ke-16 dikhususkan untuk pengembangan metode enkripsi. Perangkat mekanis pertama ditemukan pada tahun 1786 oleh seorang diplomat Swedia; perangkat semacam itu juga dimiliki oleh Presiden Amerika Jefferson pada tahun 1795. Baru pada tahun 1922 perangkat ini diperbaiki oleh ahli kriptologi tentara Amerika, Mauborn. Itu digunakan untuk mengenkripsi pesan taktis sampai pecahnya Perang Dunia II. Paten untuk meningkatkan kegunaan (tetapi bukan untuk keamanan enkripsi) dikeluarkan oleh Kantor Paten AS mulai tahun 1915. Semua ini seharusnya digunakan untuk mengenkripsi korespondensi bisnis. Meskipun terdapat banyak perbaikan pada perangkat, jelas bahwa hanya enkripsi teks pendek yang dapat diandalkan.

Pada akhir Perang Dunia Pertama dan tahun-tahun pertama setelahnya, muncul beberapa penemuan yang diciptakan oleh para amatir yang menjadikannya semacam hobi. Sebut saja dua di antaranya: Hebern dan Vernam, keduanya orang Amerika, kemungkinan besar keduanya belum pernah mendengar ilmu kriptologi. Yang terakhir bahkan menerapkan beberapa operasi logika Boolean, yang pada saat itu hanya diketahui sedikit orang kecuali ahli matematika profesional. Ahli kriptologi profesional mulai meningkatkan lebih lanjut mesin enkripsi ini, yang memungkinkan peningkatan keamanan mereka terhadap peretasan.

Sejak tahun 1919 Desainer Jerman juga mulai mematenkan perkembangan mereka; salah satu yang pertama adalah penemu Enigma masa depan, Arthur Scherbius (1878 - 1929). Empat varian mesin serupa dikembangkan, tetapi tidak ada minat komersial terhadapnya, mungkin karena harga mesin tersebut mahal dan sulit perawatannya. Baik Angkatan Laut maupun Kementerian Luar Negeri tidak menerima usulan penemunya, jadi dia mencoba menawarkan mesin enkripsinya ke sektor ekonomi sipil. Tentara dan Kementerian Luar Negeri terus menggunakan enkripsi menggunakan buku.

Arthur Scherbius bekerja di perusahaan yang membeli patennya untuk mesin enkripsi. Perusahaan ini terus menyempurnakan Enigma bahkan setelah kematian pembuatnya. Pada versi kedua (Enigma B), mesin tersebut merupakan mesin tik elektrik yang dimodifikasi, pada salah satu sisinya dilengkapi dengan alat enkripsi berupa 4 buah rotor yang dapat diganti-ganti. Perusahaan tersebut secara luas memajang mesin tersebut dan mengiklankannya sebagai mesin yang tidak dapat diretas. Petugas Reichswehr menjadi tertarik padanya. Faktanya adalah bahwa pada tahun 1923, memoar Churchill diterbitkan, di mana ia berbicara tentang keberhasilan kriptologisnya. Hal ini menimbulkan keterkejutan di kalangan pimpinan tentara Jerman. Perwira Jerman mengetahui bahwa sebagian besar komunikasi militer dan diplomatik mereka telah diuraikan oleh para ahli Inggris dan Prancis! Dan keberhasilan ini sangat ditentukan oleh kelemahan enkripsi amatir, yang ditemukan oleh ahli kriptologi amatir, karena kriptologi militer Jerman tidak ada. Tentu saja, mereka mulai mencari metode enkripsi yang kuat untuk komunikasi militer. Oleh karena itu, mereka menjadi tertarik pada Enigma.

Enigma memiliki beberapa modifikasi: A, B, C, dll. Modifikasi C dapat melakukan enkripsi dan dekripsi pesan; itu tidak memerlukan perawatan yang rumit. Namun produknya belum tahan terhadap peretasan, karena pembuatnya tidak diberi nasihat oleh ahli kriptologi profesional. Kapal ini digunakan oleh Angkatan Laut Jerman dari tahun 1926 hingga 1934. Modifikasi selanjutnya, Enigma D, juga sukses secara komersial. Selanjutnya, sejak tahun 1940, digunakan dalam transportasi kereta api di wilayah pendudukan Eropa Timur.
Pada tahun 1934 Angkatan Laut Jerman mulai menggunakan modifikasi lain dari Enigma I.

Sangat mengherankan bahwa ahli kriptologi Polandia mencoba mendekripsi pesan radio Jerman yang diklasifikasikan oleh mesin ini, dan hasil dari pekerjaan ini entah bagaimana diketahui oleh intelijen Jerman. Pada awalnya, Polandia berhasil, tetapi intelijen Jerman “mengamati” mereka melaporkan hal ini kepada ahli kriptologi mereka, dan mereka mengubah kodenya. Ketika ternyata ahli kriptologi Polandia tidak dapat memecahkan pesan yang dienkripsi dengan Enigma -1, pasukan darat Wehrmacht juga mulai menggunakan mesin ini. Setelah beberapa perbaikan, mesin enkripsi inilah yang menjadi mesin utama dalam Perang Dunia Kedua. Sejak tahun 1942, armada kapal selam Jerman mengadopsi modifikasi Enigma-4.

Secara bertahap, pada bulan Juli 1944, kendali atas bisnis enkripsi berpindah dari tangan Wehrmacht ke atap SS, peran utama di sini dimainkan oleh persaingan antara cabang-cabang angkatan bersenjata ini. Sejak hari-hari pertama Perang Dunia II, tentara Amerika, Swedia, Finlandia, Norwegia, Italia, dan negara-negara lain dipenuhi dengan mesin enkripsi. Di Jerman, desain mesin terus ditingkatkan. Kesulitan utama dalam kasus ini disebabkan oleh ketidakmampuan untuk mengetahui apakah musuh mampu menguraikan teks yang dienkripsi oleh mesin tertentu. Enigma dari berbagai modifikasi diperkenalkan pada tingkat di atas divisi, dan terus diproduksi setelah perang (model “Schlüsselkasten 43”) di Chemnitz: pada bulan Oktober 1945. 1.000 buah diproduksi pada Januari 1946. - sudah 10.000 keping!

Telegraf, informasi sejarah.
Munculnya arus listrik menyebabkan pesatnya perkembangan telegrafi, yang bukan kebetulan terjadi pada abad ke-19 bersamaan dengan industrialisasi. Penggeraknya adalah perkeretaapian, yang memanfaatkan telegraf untuk kebutuhan lalu lintas kereta api, yang untuk itu dikembangkan segala jenis perangkat seperti penunjuk. Perangkat Steinhel muncul pada tahun 1836, dan pada tahun 1840 dikembangkan oleh Samuel MORSE. Perbaikan lebih lanjut datang dalam bentuk telegraf pencetakan Siemens dan Halske (Siemens & Halske, 1850), yang mengubah impuls listrik yang diterima menjadi bentuk yang dapat dibaca. Dan ditemukan pada tahun 1855. Roda pencetakan, setelah beberapa perbaikan, masih digunakan oleh Hughes pada abad ke-20.

Penemuan penting berikutnya untuk mempercepat transfer informasi diciptakan pada tahun 1867 oleh Wheatstone: pita berlubang dengan kode Morse, yang dirasakan perangkat secara mekanis. Perkembangan telegrafi lebih lanjut terhambat oleh kurangnya penggunaan kapasitas kabel. Upaya pertama dilakukan oleh B. Meyer pada tahun 1871, namun gagal karena perbedaan panjang dan jumlah pulsa dalam huruf Morse menghalanginya. Namun pada tahun 1874, insinyur Perancis Emile Baudot berhasil memecahkan masalah ini. Solusi ini menjadi standar untuk 100 tahun ke depan. Metode Baudot memiliki dua ciri penting. Pertama, ini adalah langkah pertama menuju penggunaan kalkulus biner. Dan kedua, ini adalah sistem transmisi data multisaluran pertama yang andal.

Perkembangan telegrafi selanjutnya bertumpu pada kebutuhan pengiriman telegram menggunakan tukang pos. Diperlukan sistem organisasi yang berbeda, yang meliputi: penataan di setiap rumah, pemeliharaannya oleh personel khusus, penerimaan telegram tanpa bantuan staf, sambungan terus-menerus ke saluran, penerbitan teks halaman demi halaman. Perangkat semacam itu hanya memiliki prospek sukses di AS. Di Eropa, hingga tahun 1929, monopoli pos mencegah munculnya perangkat pribadi untuk mengirimkan pesan, perangkat tersebut harus dipasang hanya di kantor pos;

Langkah pertama ke arah ini diambil pada tahun 1901 oleh Donald Murray dari Australia. Secara khusus, dia memodifikasi kode Baudot. Modifikasi ini menjadi standar hingga tahun 1931. Ia tidak meraih kesuksesan komersial, karena ia tidak berani mematenkan penemuannya di AS. Di AS, dua penemu Amerika bersaing satu sama lain: Howard Krum dan E.E. Kleinschmidt. Selanjutnya, mereka bergabung menjadi satu perusahaan di Chicago, yang mulai memproduksi peralatan pada tahun 1024, dan menikmati kesuksesan komersial. Perusahaan Jerman Lorenz mengimpor beberapa mesin mereka, memasangnya di kantor pos dan memperoleh lisensi untuk produksinya di Jerman. Sejak tahun 1929, monopoli pos di Jerman dihapuskan, dan perorangan memperoleh akses ke saluran telegraf. Pengenalan standar internasional untuk saluran telegraf pada tahun 1931 memungkinkan pengorganisasian komunikasi telegraf dengan seluruh dunia. Perangkat yang sama mulai diproduksi pada tahun 1927 oleh Siemens dan Halske.

Orang pertama yang menggabungkan telegraf dengan mesin enkripsi adalah Gilbert Vernam, seorang warga Amerika berusia 27 tahun, seorang karyawan perusahaan ATT. Pada tahun 1918 dia mengajukan permohonan paten di mana dia secara empiris menggunakan aljabar Boolean (yang, omong-omong, dia tidak tahu tentangnya dan yang kemudian dipelajari oleh beberapa ahli matematika di seluruh dunia).
Perwira Amerika William Friedman memberikan kontribusi besar terhadap kriptologi; dia membuat mesin enkripsi Amerika hampir tidak bisa dipecahkan.

Ketika perangkat telegraf dari Siemens dan Halske muncul di Jerman, Angkatan Laut Jerman menjadi tertarik padanya. Namun kepemimpinannya masih mendapat kesan bahwa Inggris telah memecahkan kode Jerman dan membaca pesan-pesan mereka selama Perang Dunia Pertama. Oleh karena itu, mereka menuntut agar alat telegraf dihubungkan dengan mesin enkripsi. Ini adalah ide yang benar-benar baru pada saat itu, karena enkripsi di Jerman dilakukan secara manual dan baru setelah itu teks terenkripsi dikirimkan.

Di AS, persyaratan ini dipenuhi oleh perangkat Vernam. Di Jerman, perusahaan Siemens dan Halske melakukan pekerjaan ini. Mereka mengajukan paten terbuka pertama tentang topik ini pada bulan Juli 1930. Pada tahun 1932 perangkat yang bisa diterapkan telah dibuat, yang pada awalnya dijual bebas, tetapi sejak tahun 1934. telah diklasifikasikan. Sejak tahun 1936 Perangkat ini mulai digunakan dalam penerbangan, dan sejak tahun 1941. - dan pasukan darat. Sejak tahun 1942 Enkripsi mesin pesan radio dimulai.

Jerman terus meningkatkan berbagai model mesin enkripsi, tetapi mereka mengutamakan perbaikan bagian mekanis, memperlakukan kriptologi secara amatir, perusahaan manufaktur tidak melibatkan ahli kriptologi profesional untuk konsultasi. Yang sangat penting untuk semua masalah ini adalah karya matematikawan Amerika Claude Shannon, yang banyak membaca sejak tahun 1942. bekerja di Bell Laboratories dan melakukan penelitian matematika rahasia di sana. Bahkan sebelum perang, ia terkenal karena membuktikan analogi antara aljabar Boolean dan koneksi relai dalam telepon. Dialah yang menemukan “bit” sebagai satuan informasi. Setelah perang, pada tahun 1948. Shannon menulis karya utamanya, The Mathematical Theory of Communications. Setelah itu ia menjadi profesor matematika di universitas tersebut.

Shannon adalah orang pertama yang mempertimbangkan model matematika kriptologi dan mengembangkan analisis teks terenkripsi menggunakan metode teori informasi. Pertanyaan mendasar dari teorinya adalah: “Berapa banyak informasi yang terkandung dalam ciphertext dibandingkan dengan plaintext?” Pada tahun 1949, ia menerbitkan karya “The Theory of Communications of Secret Systems,” di mana ia menjawab pertanyaan ini. Analisis yang dilakukan di sana adalah yang pertama dan satu-satunya untuk mengukur kekuatan metode enkripsi. Analisis pascaperang menunjukkan bahwa baik mesin enkripsi Jerman maupun Jepang tidak bisa dipecahkan. Selain itu, ada sumber informasi lain (misalnya intelijen) yang sangat menyederhanakan tugas dekripsi.

Posisi Inggris memaksanya untuk bertukar teks sandi yang panjang dengan Amerika Serikat; jarak yang sangat jauh itulah yang memungkinkan penguraian teks tersebut. Di departemen khusus dinas rahasia Inggris M 16, sebuah metode dikembangkan untuk meningkatkan tingkat kerahasiaan pesan - ROCKEX. Metode enkripsi Amerika untuk Kementerian Luar Negeri dibobol oleh para ahli Jerman dan pesan terkait didekripsi. Setelah mengetahui hal ini, Amerika Serikat pada tahun 1944. mengganti sistem yang tidak sempurna dengan sistem yang lebih andal. Sekitar waktu yang sama, Wehrmacht Jerman, Angkatan Laut dan Kementerian Luar Negeri juga menukar teknologi enkripsi dengan teknologi yang baru dikembangkan. Metode enkripsi Soviet juga kurang dapat diandalkan, itulah sebabnya metode tersebut diretas oleh dinas Amerika dan banyak perwira intelijen Soviet yang terlibat dalam spionase bom atom Amerika diidentifikasi (Operasi Venona - pemecahan).

Mendobrak.
Sekarang mari kita bicara tentang mesin enkripsi British HACKING Jerman, yaitu mesin yang mengungkap metode enkripsi teks di dalamnya. . Karya ini mendapat nama Inggris ULTRA. Metode dekripsi non-mesin terlalu memakan waktu dan tidak dapat diterima dalam kondisi perang. Bagaimana mesin pengurai sandi Inggris dibuat, yang tanpanya Sekutu tidak akan bisa mendapatkan keuntungan dibandingkan pemecah kode Jerman? Informasi dan materi tekstual apa yang mereka perlukan? Dan apakah ada kesalahan Jerman di sini, dan jika ya, mengapa hal itu bisa terjadi?

Pertama, dasar-dasar ilmiah dan teknis.
Pertama, karya ilmiah pendahuluan dilakukan, karena pertama-tama perlu menganalisis algoritma secara kriptologis dan matematis. Hal ini dimungkinkan karena enkripsi banyak digunakan oleh Wehrmacht Jerman. Analisis tersebut tidak hanya memerlukan ciphertext yang diperoleh melalui penyadapan, tetapi juga plaintext yang diperoleh melalui spionase atau pencurian. Selain itu, diperlukan teks yang berbeda, dienkripsi dengan cara yang sama. Pada saat yang sama, analisis linguistik terhadap bahasa militer dan diplomat dilakukan. Mengingat teks yang panjang, menjadi mungkin untuk membuat algoritma secara matematis bahkan untuk mesin sandi yang tidak dikenal. Kemudian mereka berhasil merekonstruksi mobil tersebut.

Untuk pekerjaan ini, Inggris mengumpulkan sekitar 10.000 orang, termasuk ahli matematika, insinyur, ahli bahasa, penerjemah, pakar militer, dan karyawan lainnya untuk menyortir data, memeriksanya, mengarsipkannya, dan memelihara mesin. Asosiasi ini disebut BP (Bletchley Park) dan berada di bawah kendali pribadi Churchill. Informasi yang diterima ternyata menjadi senjata ampuh di tangan Sekutu.

Bagaimana Inggris menguasai Enigma Wehrmacht? Polandia adalah negara pertama yang memecahkan kode Jerman. Setelah Perang Dunia Pertama, negara ini terus-menerus berada dalam bahaya militer dari kedua tetangganya - Jerman dan Uni Soviet, yang bermimpi mendapatkan kembali tanah yang hilang dan dipindahkan ke Polandia. Untuk menghindari kejutan, orang Polandia merekam pesan radio dan menguraikannya. Mereka sangat terkejut setelah diperkenalkannya pada bulan Februari 1926. di Enigma C Angkatan Laut Jerman, serta setelah diperkenalkan ke angkatan darat pada Juli 1928. mereka tidak dapat menguraikan pesan yang dienkripsi oleh mesin ini.

Kemudian departemen BS4 Staf Umum Polandia berasumsi bahwa Jerman telah memperoleh enkripsi mesin, terutama karena mereka mengetahui versi komersial awal Enigma. Intelijen Polandia mengkonfirmasi hal itu di Wehrmacht mulai 1 Juni 1930. Enigma 1 digunakan. Pakar militer Polandia tidak dapat menguraikan pesan Jerman. Bahkan setelah menerima dokumen Enigma melalui agen mereka, mereka tidak dapat mencapai kesuksesan. Mereka menyimpulkan bahwa pengetahuan ilmiahnya kurang. Kemudian mereka menugaskan tiga ahli matematika, salah satunya belajar di Göttingen, untuk membuat sistem analisis. Ketiganya menerima pelatihan tambahan di Universitas Poznan dan fasih berbahasa Jerman. Mereka berhasil mereproduksi perangkat Enigma dan membuat salinannya di Warsawa. Mari kita perhatikan pencapaian luar biasa salah satunya, matematikawan Polandia M. Rejewski (1905 - 1980). Meskipun Wehrmacht terus meningkatkan enkripsi pesannya, spesialis Polandia berhasil mencapainya hingga 1 Januari 1939. menguraikannya. Setelah itu, Polandia mulai bekerja sama dengan sekutu, yang sebelumnya tidak pernah berkomunikasi dengan mereka. Kerja sama seperti itu sudah disarankan mengingat bahaya militer yang nyata. 25 Juli 1939 mereka menyampaikan kepada perwakilan Inggris dan Prancis semua informasi yang mereka ketahui. Pada tanggal 16 Agustus tahun yang sama, “hadiah” Polandia sampai ke Inggris, dan para ahli Inggris dari BP Decoding Center yang baru dibentuk mulai bekerja dengannya.

Ahli kriptologi Inggris berkurang setelah Perang Dunia Pertama, hanya tersisa di bawah naungan Kementerian Luar Negeri. Selama perang di Spanyol, Jerman menggunakan Enigma D, dan ahli kriptologi Inggris lainnya, di bawah kepemimpinan filolog terkemuka Alfred Dillwyn (1885-1943), terus berupaya menguraikan pesan-pesan Jerman. Namun metode matematis saja tidak cukup. Pada saat ini, pada akhir tahun 1938. Ahli matematika Cambridge Alan Turing termasuk di antara pengunjung kursus pelatihan kriptografer Inggris. Dia mengambil bagian dalam serangan terhadap Enigma 1. Dia menciptakan model analisis yang dikenal sebagai "mesin Turing", yang memungkinkan untuk menyatakan bahwa algoritma dekripsi pasti ada, yang tersisa hanyalah menemukannya!

Thüring dimasukkan dalam BP sebagai orang yang bertanggung jawab atas dinas militer. Pada tanggal 1 Mei 1940 dia mencapai kesuksesan yang serius: dia memanfaatkan fakta bahwa setiap hari pada jam 6 pagi layanan cuaca Jerman mengirimkan ramalan cuaca terenkripsi. Jelas bahwa kata tersebut mengandung kata "wetter" (Wetter), dan aturan tata bahasa Jerman yang ketat menentukan posisi tepatnya dalam kalimat. Hal ini memungkinkan dia untuk akhirnya menemukan solusi terhadap masalah pemecahan Enigma, dan dia menciptakan perangkat elektromekanis untuk ini. Ide tersebut datang kepadanya pada awal tahun 1940, dan pada bulan Mei tahun yang sama, dengan bantuan sekelompok insinyur, perangkat semacam itu diciptakan. Tugas penguraian kode menjadi lebih mudah karena bahasa pesan radio Jerman sederhana, ekspresi dan kata-kata individual sering diulang. Perwira Jerman tidak mengetahui dasar-dasar kriptologi, menganggapnya tidak penting.

Militer Inggris, dan khususnya Churchill secara pribadi, menuntut perhatian terus-menerus dalam menguraikan pesan. Sejak musim panas 1940 Inggris menguraikan semua pesan yang dienkripsi menggunakan Enigma. Namun demikian, pakar bahasa Inggris terus meningkatkan teknologi dekripsi. Pada akhir perang, pemecah kode Inggris memiliki 211 perangkat dekripsi yang bekerja sepanjang waktu. Mereka dilayani oleh 265 mekanik, dan 1.675 perempuan diikutsertakan dalam tugas. Karya pencipta mesin ini dihargai bertahun-tahun kemudian, ketika mereka mencoba membuat ulang salah satunya: karena kurangnya personel yang diperlukan pada saat itu, pekerjaan untuk membuat ulang mesin terkenal tersebut berlangsung beberapa tahun dan masih belum selesai!

Instruksi untuk membuat perangkat dekripsi yang dibuat oleh Dühring pada waktu itu dilarang hingga tahun 1996... Di antara cara dekripsi adalah metode informasi yang “dipaksakan”: misalnya, pesawat Inggris menghancurkan dermaga di pelabuhan Calle, mengetahui sebelumnya bahwa dinas Jerman akan melaporkan hal ini dengan serangkaian informasi yang diketahui sebelumnya dalam kata-kata Inggris! Selain itu, layanan Jerman mengirimkan pesan ini berkali-kali, setiap kali mengkodekannya dengan kode yang berbeda, tetapi kata demi kata...

Terakhir, front terpenting bagi Inggris adalah perang kapal selam, di mana Jerman menggunakan modifikasi baru Enigma M3. Armada Inggris mampu mengeluarkan kendaraan semacam itu dari kapal selam Jerman yang ditangkap. Pada tanggal 1 Februari 1942, Angkatan Laut Jerman beralih menggunakan model M4. Namun beberapa pesan Jerman, yang dienkripsi dengan cara lama, secara keliru berisi informasi tentang fitur desain mesin baru ini. Hal ini membuat tugas lebih mudah bagi tim Thuring. Sudah pada bulan Desember 1942. Enigma M4 telah retak. Pada tanggal 13 Desember 1942, Angkatan Laut Inggris menerima data akurat tentang lokasi 12 kapal selam Jerman di Atlantik...

Menurut Turing, untuk mempercepat dekripsi, perlu beralih ke penggunaan elektronik, karena perangkat relai elektromekanis tidak melakukan prosedur ini dengan cukup cepat. Pada tanggal 7 November 1942, Turing berangkat ke Amerika Serikat, di mana, bersama dengan tim dari Bell Laboratories, ia menciptakan peralatan untuk negosiasi rahasia antara Churchill dan Roosevelt. Pada saat yang sama, di bawah kepemimpinannya, mesin dekripsi Amerika ditingkatkan, sehingga Enigma M4 akhirnya berhasil dipecahkan dan hingga akhir perang memberikan informasi intelijen yang komprehensif kepada Inggris dan Amerika. Baru pada bulan November 1944 komando Jerman meragukan keandalan teknologi enkripsi mereka, tetapi hal ini tidak mengarah pada tindakan apa pun...

(Catatan penerjemah: Karena, mulai tahun 1943, kepala kontra intelijen Inggris adalah perwira intelijen Soviet Kim Philby, semua informasi segera sampai ke Uni Soviet! Beberapa informasi ini dikirimkan ke Uni Soviet baik secara resmi melalui biro Inggris di Moskow, dan juga secara semi-resmi melalui penduduk Soviet di Swiss, Alexander Rado.)

Chiffriermaschinen dan Entzifferungsgeräte
saya Zweiten Weltkrieg:
Aspek Teknis dan Informasi
Von der Philosophischen Fakultät der Technischen Universität Chemnitz genehmigte
Disertasi
zur Erlangung des akademischen Nilai doctor philosophiae (Dr.phil.)
von Dipl.-Ing.Michael Pröse

Berdasarkan materi disertasi “Mesin enkripsi dan perangkat dekripsi selama Perang Dunia Kedua”, yang dipertahankan di Universitas Chemnitz (Jerman) pada tahun 2004.

Semua ahli dengan suara bulat sepakat bahwa pembacaan tidak mungkin dilakukan.
Laksamana Kurt Fricke, Kepala Komando Perang Angkatan Laut

Enigma adalah mesin sandi putar yang digunakan oleh Nazi Jerman selama Perang Dunia II. Dampaknya terhadap jalannya perang membuat pecahnya Enigma mungkin merupakan momen paling luar biasa dalam sejarah pembacaan sandi selama berabad-abad. Dalam topik ini saya ingin berbicara tentang metode peretasan yang digunakan di Bletchley Park, serta menjelaskan struktur mesin itu sendiri.

Mesin putar

Mesin putar enkripsi pertama kali digunakan pada awal abad ke-20. Komponen utama perangkat tersebut adalah disk (alias rotor) dengan 26 kontak listrik di kedua sisi disk. Setiap kontak berhubungan dengan huruf alfabet Inggris. Menghubungkan kontak sisi kiri dan kanan menerapkan sandi substitusi sederhana. Saat disk diputar, kontaknya bergeser, sehingga mengubah substitusi setiap huruf. Satu disk menyediakan 26 substitusi berbeda. Ini berarti bahwa ketika mengenkripsi karakter yang sama, urutan yang dihasilkan mulai terulang setelah 26 langkah.
Untuk meningkatkan periode urutan, beberapa rotor dapat digunakan secara seri. Ketika salah satu disk menyelesaikan putaran penuh, disk berikutnya berpindah satu posisi. Hal ini meningkatkan panjang urutan menjadi 26 n, dimana n adalah jumlah rotor yang dihubungkan secara seri.
Sebagai contoh, perhatikan gambar mesin putar yang disederhanakan berikut ini:

Mesin yang diberikan terdiri dari keyboard (untuk memasukkan karakter), tiga disk, indikator (untuk menampilkan teks kripto) dan mengimplementasikan enkripsi 4 karakter: A, B, C, D. Pada posisi awal, disk pertama mengimplementasikan substitusi: AC; BA; CB; DD. Penggantian disk kedua dan ketiga adalah A-B; SM; CA; DD dan AA; SM; CB; DD masing-masing.
Saat Anda menekan huruf B pada keyboard, rangkaian listrik akan tertutup, tergantung pada posisi rotor saat ini, dan lampu indikator akan menyala. Pada contoh di atas, huruf B akan dienkripsi menjadi C. Setelah itu rotor pertama akan berpindah satu posisi dan pengaturan mesin akan terlihat seperti ini:

teka-teki

Enigma adalah perwakilan paling populer di dunia mesin enkripsi putar. Itu digunakan oleh pasukan Jerman selama Perang Dunia II dan dianggap hampir tidak bisa diretas.
Prosedur enkripsi Enigma diterapkan seperti pada contoh di atas, dengan pengecualian beberapa sentuhan tambahan.
Pertama, jumlah rotor di versi Enigma yang berbeda bisa berbeda. Yang paling umum adalah Enigma dengan tiga rotor, namun varian dengan empat disk juga digunakan.
Kedua, proses dekripsi mesin rotor demonstrasi yang dijelaskan di atas berbeda dengan proses enkripsi. Setiap kali, untuk mendekripsi, Anda harus menukar rotor kiri dan kanan, yang mungkin tidak nyaman. Untuk mengatasi masalah ini, disk lain ditambahkan ke Enigma, yang disebut reflektor. Di reflektor, semua kontak dihubungkan berpasangan, sehingga meneruskan sinyal melalui rotor, tetapi melalui rute yang berbeda. Berbeda dengan rotor lainnya, reflektor selalu berada pada posisi tetap dan tidak berputar.

Mari tambahkan reflektor yang mengimplementasikan penggantian (A-B; C-D) ke mesin enkripsi demo kita. Ketika tombol B ditekan, sinyal melewati rotor dan memasuki reflektor melalui pin C. Di sini sinyal “dipantulkan” dan kembali, melewati rotor dalam urutan yang berlawanan dan sepanjang jalur yang berbeda. Hasilnya, huruf B pada keluaran diubah menjadi D.
Perlu diketahui bahwa jika Anda menekan tombol D, sinyal akan mengikuti rangkaian yang sama, mengubah D menjadi B. Oleh karena itu, kehadiran reflektor membuat proses enkripsi dan dekripsi menjadi identik.
Properti lain dari Enigma yang terkait dengan reflektor adalah ketidakmungkinan mengenkripsi huruf apa pun ke dalam dirinya sendiri. Properti ini memainkan peran yang sangat penting dalam memecahkan Enigma.

Perangkat yang dihasilkan sudah sangat mirip dengan Enigma asli. Dengan satu peringatan kecil. Daya tahan mesin semacam itu bergantung pada kerahasiaan peralihan internal rotor. Jika struktur rotor terungkap, maka peretasan dikurangi menjadi pemilihan posisi awalnya.
Karena setiap rotor dapat berada di salah satu dari 26 posisi, untuk tiga rotor kita mendapatkan 26 3 = 17476 pilihan. Pada saat yang sama, rotornya sendiri juga dapat disusun dalam urutan apa pun, yang meningkatkan kompleksitas sebanyak 3! sekali. Itu. Ruang kunci dari mesin tersebut adalah 6*17576=105456. Hal ini jelas tidak cukup untuk menjamin tingkat keamanan yang tinggi. Oleh karena itu, Enigma dilengkapi dengan satu alat tambahan lagi: panel tambalan. Dengan menghubungkan huruf berpasangan pada panel patch, satu langkah tambahan dapat ditambahkan ke enkripsi.

Misalnya, pada panel patch, huruf B dihubungkan ke huruf A. Sekarang ketika Anda mengklik A, substitusi A-B terjadi terlebih dahulu, dan huruf B disuplai ke input rotor pertama.
Pesan tersebut didekripsi dengan cara yang sama. Saat Anda menekan tombol D, rotor dan reflektor melakukan transformasi D-D-D-D-C-B-A-B. Panel patch kemudian mengubah B menjadi A.

Analisis Daya Tahan Enigma

Enigma yang sebenarnya berbeda dari mesin demonstrasi yang dijelaskan hanya dalam satu hal. Yakni pada desain rotornya. Dalam contoh kita, rotor mengubah posisinya hanya ketika disk sebelumnya menyelesaikan satu putaran penuh. Dalam Enigma sebenarnya, setiap disk memiliki ceruk khusus, yang pada posisi tertentu mengambil rotor berikutnya dan menggesernya satu posisi.
Lokasi ceruk untuk masing-masing rotor dapat diatur menggunakan cincin luar khusus. Posisi awal cincin tidak mempengaruhi pergantian rotor dan hasil enkripsi satu huruf, sehingga cincin tidak diperhitungkan saat menghitung ruang kunci Enigma.
Jadi, model dasar Enigma memiliki 3 rotor berbeda, diberi nomor Romawi I, II, III dan menerapkan substitusi berikut:
Masuk = ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
I = EKMFLGDQVZNTOWYHXUSPAIBRCJ
II = AJDKSIRUXBLHWTMCQGZNPYFVOE
III = BDFHJLCPRTXVZNYEIWGAKMUSQO
Ketika dienkripsi, rotor dapat ditempatkan dalam urutan apa pun, yang mana untuk tiga rotor menghasilkan 6 kombinasi berbeda.
Selain itu, setiap rotor dapat dipasang di salah satu dari 26 kemungkinan posisi awal. Itu. posisi awal rotor saja
6*26 3 =105456 kombinasi.
Jumlah semua kemungkinan koneksi pada panel patch dihitung menggunakan rumus n! /((n-2m)!m!2m), dimana n adalah banyaknya huruf abjad, m adalah banyaknya pasangan yang terhubung.
Untuk 26 huruf alfabet Inggris dan 10 pasang jumlahnya menjadi 150738274937250=2 47 kombinasi berbeda.
Dengan demikian, versi dasar Enigma dengan tiga rotor memiliki ruang kunci yang signifikan bahkan menurut standar modern:
150738274937250*105456=15,896,255,521,782,636,000≈2 64 .
Banyaknya pilihan menimbulkan rasa kekebalan yang menipu.

Kriptanalisis teka-teki

Ruang kunci yang besar memberikan cipher Enigma tingkat ketahanan yang cukup serius terhadap serangan yang menggunakan ciphertext yang diketahui.
Pencarian lengkap atas 2 64 opsi, bahkan pada komputer modern, bukanlah tugas yang mudah.
Namun, semuanya berubah jika Anda menggunakan serangan teks biasa yang diketahui. Untuk kasus seperti itu, ada metode yang sangat cerdik yang memungkinkan Anda mengabaikan pengaturan switchboard dalam proses mencari kombinasi kunci, yang mengurangi ruang kunci Enigma menjadi hanya 105.456 kombinasi dan membuat seluruh sandi sangat rentan.

Metode ini mengeksploitasi keberadaan apa yang disebut “siklus” dalam pasangan teks terbuka-tertutup. Untuk menjelaskan konsep "siklus", perhatikan pesan biasa P berikut dan kriptoteks C terenkripsi Enigma yang terkait.

P = WETTERVORHERSAGEBISKAYA
C=RWIVTYRESXBFOGCUHQBAISE
Mari kita tulis setiap karakter dari pasangan dalam bentuk tabel:

Hai

Saya

kamu

Saya

kamu

Hai

kamu

Saya

Perhatikan pergantian pemain yang dilakukan enigma di posisi 14, 15 dan 20. Pada langkah 14, huruf A dienkripsi menjadi G. Huruf terakhir, selanjutnya, dienkripsi menjadi K pada langkah 15. Dan kemudian huruf K dienkripsi menjadi A pada langkah 20, sehingga mengulang rantai A-G-K-A. Rantai melingkar seperti ini disebut siklus. Kehadiran siklus memungkinkan kita untuk membagi masalah pemecahan Enigma menjadi dua komponen sederhana: 1) mencari posisi awal rotor dan 2) mencari koneksi panel patch dengan pengaturan rotor yang diketahui.

Kita tahu bahwa enkripsi Enigma melibatkan beberapa transformasi. Sinyal pertama melewati panel patch. Hasil konversi pada panel patch diumpankan ke rotor. Setelah itu, sinyal memasuki reflektor dan kembali melalui rotor ke panel patch, tempat substitusi terakhir dilakukan. Semua operasi ini dapat direpresentasikan dengan rumus matematika:
E i = S -1 R -1 TRS, dimana
S dan S -1 , - transformasi pada panel patch masing-masing pada input dan output;
R dan R -1 - transformasi pada rotor pada input dan output;
T - transformasi pada reflektor.
Dengan menghilangkan panel patch, kami menyatakan transformasi Enigma internal dalam bentuk P i:
P saya = R -1 TR
Sekarang enkripsi dapat ditulis sebagai:
E saya = S -1 P saya S

Dengan menggunakan rumus tersebut, kita akan menulis ulang substitusi dari contoh di posisi 14, 15 dan 20.
S -1 P 14 S(A) = G atau sama dengan P 14 S(A) = S(G).
P 15 S(G) = S(K)
P 20 S(K) = S(A)
Mengganti S(K) pada ekspresi terakhir kita mendapatkan:
P 20 P 15 P 14 S(A) = S(A) (1) dimana S(A) adalah huruf yang terhubung dengan A pada panel patch.
Sekarang serangannya hanya berupa pencacahan sepele dari semua kemungkinan pengaturan rotor. Untuk setiap kombinasi rotor, perlu dilakukan pengecekan pemenuhan persamaan (1). Jika persamaan benar untuk huruf S, berarti konfigurasi rotor yang benar telah ditemukan dan huruf A dihubungkan pada panel patch dengan huruf S. Pencarian pasangan yang tersisa direduksi menjadi decoding literal kriptoteks dan membandingkan hasilnya dengan teks biasa yang diketahui.
Perlu dicatat bahwa dengan probabilitas 1/26, persamaan dapat benar meskipun rotor tidak dipasang dengan benar, oleh karena itu, untuk meningkatkan keandalan algoritme, disarankan untuk menggunakan beberapa "siklus".
Poin penting lainnya adalah penyerang mungkin hanya mengetahui sebagian dari pesan terenkripsi. Dan dalam hal ini, pertama-tama, dia perlu menemukan lokasi teks yang diketahui dalam kriptogram yang dihasilkan. Dalam memecahkan masalah ini, akan sangat membantu jika mengetahui fakta bahwa Enigma tidak pernah mengenkripsi surat ke dalam dirinya sendiri. Itu. Untuk menemukan offset yang benar, Anda perlu menemukan posisi dalam kriptoteks di mana tidak ada huruf teks pribadi yang diduplikasi oleh huruf pesan terbuka.

P.S.

Implementasi serangan dengan Python yang sangat lambat namun cukup berhasil dapat ditemukan di