Historia e makinave të kriptimit. Si funksionoi makina e enkriptimit Enigma?

Bazuar në materialet nga disertacioni "Makinat e enkriptimit dhe pajisjet e deshifrimit gjatë Luftës së Dytë Botërore", të mbrojtura në Universitetin e Chemnitz (Gjermani) në 2004.

Hyrje. Për publikun e gjerë, fjala "Enigma" (në greqisht - një gjëegjëzë) është sinonim i koncepteve "makinë shifrore" dhe "thyerja e kodit", për të cilën janë kujdesur filmat për nëndetëset dhe romanet e ngjashme që kanë pak për të. bëj me realitetin. Publiku i gjerë dihet pak për faktin se kishte makina të tjera enkriptimi, për të cilat u krijuan makina speciale deshifrimi për të “thyer”, dhe për pasojat që kjo pati në Luftën e Dytë Botërore.

Por ne nuk do të merremi me këtë çështje, por do të kufizohemi në rrethanat shkencore, teknike dhe organizative që kontribuan në zbulimin e kodeve gjermane të enkriptimit. Dhe ajo që është veçanërisht e rëndësishme është se si dhe pse ishte e mundur të zhvillohen metoda makinerike të "hakimit" dhe t'i përdorin ato me sukses.
Hakerimi i kodeve Enigma dhe kodeve të makinerive të tjera të enkriptimit u dha aleatëve akses jo vetëm në informacione ushtarako-taktike, por edhe në informacione nga Ministria e Jashtme, policia, SS dhe hekurudha. Këtu përfshihen edhe raportet nga vendet e Boshtit, veçanërisht diplomacia japoneze dhe ushtria italiane. Aleatët morën gjithashtu informacione për situatën e brendshme në Gjermani dhe aleatët e saj.

Vetëm në Angli, një ekip shërbimi sekret prej mijëra veta punoi për të deshifruar kodet. Kjo punë u mbikëqyr personalisht nga kryeministri i Anglisë Winston Churchill, i cili e dinte rëndësinë e kësaj pune nga përvoja e Luftës së Parë Botërore, kur ishte Sekretar i Marinës së qeverisë britanike. Tashmë në nëntor 1914, ai urdhëroi deshifrimin e të gjitha telegrameve të përgjuara të armikut. Ai urdhëroi gjithashtu që telegramet e përgjuara më parë të deshifroheshin për të kuptuar mendimin e komandës gjermane. Kjo është dëshmi e largpamësisë së tij. Rezultati më i famshëm i këtij aktiviteti ishte detyrimi i hyrjes së SHBA në Luftën e Parë Botërore.
Po aq largpamës ishte krijimi i stacioneve të dëgjimit në anglisht - atëherë një ide krejtësisht e re - veçanërisht dëgjimi i trafikut radiofonik të anijeve armike.

Edhe atëherë dhe në periudhën ndërmjet dy luftërave botërore, Churchill i barazoi aktivitetet e tilla me një lloj të ri arme. Më në fund, ishte e qartë se ishte e nevojshme të klasifikonim komunikimet tona radio. Dhe e gjithë kjo duhej të mbahej e fshehtë nga armiku. Ka dyshime të mëdha se krerët e Rajhut të Tretë i kuptuan të gjitha këto. Në udhëheqjen e Wehrmacht (OKW) ekzistonte një departament me një numër të vogël kriptologësh dhe me detyrën "të zhvillonte metoda për zbulimin e mesazheve radiofonike të armikut", dhe ne po flisnim për oficerë të zbulimit të radios së vijës së parë, të cilët ishin ngarkuar për duke u ofruar komandantëve të vijës së parë informacion taktik mbi sektorin e tyre të frontit. Në ushtrinë gjermane, makinat e enkriptimit të përdorura nuk u vlerësuan nga kriptologë (përsa i përket cilësisë së kriptimit dhe aftësive të plasaritjes), por nga specialistë teknikë.

Aleatët ndoqën përmirësimin gradual të teknologjisë gjermane të kriptimit dhe gjithashtu përmirësuan metodat e thyerjes së kodeve të kriptimit. Gjermanët ia atribuuan faktet që tregojnë ndërgjegjësimin e aleatëve tradhtisë dhe spiunazhit. Për më tepër, në Rajhun e Tretë shpesh nuk kishte një vartësi të qartë, dhe shërbimet e kriptimit të degëve të ndryshme të ushtrisë jo vetëm që nuk ndërvepruan me njëra-tjetrën, por gjithashtu fshehën aftësitë e tyre nga kriptografët e degëve të tjera të ushtrisë, pasi " konkursi” ishte rendi i ditës. Gjermanët nuk u përpoqën të zbulonin kodet e enkriptimit aleat, pasi kishin pak kriptologë për këtë, dhe ata që kishin punuar të izoluar nga njëri-tjetri. Përvoja e kriptologëve anglezë ka treguar se puna e përbashkët e një ekipi të madh kriptologësh bëri të mundur zgjidhjen e pothuajse të gjitha detyrave të caktuara. Nga fundi i luftës, filloi një tranzicion gradual në fushën e kriptimit nga puna e bazuar në makineri në punën e bazuar në kompjuter.

Makinat e enkriptimit në çështjet ushtarake u përdorën për herë të parë në Gjermani në 1926. Kjo i shtyu kundërshtarët e mundshëm të Gjermanisë të zhvillonin metodat e tyre të kriptimit dhe deshifrimit. Për shembull, Polonia e mori këtë çështje dhe së pari duhej të zhvillonte bazat teorike të kriptologjisë së makinerisë, pasi metodat "manuale" nuk ishin të përshtatshme për këtë. Një luftë e ardhshme do të kërkonte që mijëra mesazhe radio të deshifroheshin çdo ditë. Ishin specialistët polakë që ishin të parët që filluan punën në analizën kriptologjike makinerike në 1930. Pas shpërthimit të luftës dhe pushtimit të Polonisë dhe Francës, kjo punë u vazhdua nga specialistë anglezë. Puna teorike e matematikanit A. Turing ishte veçanërisht e rëndësishme këtu. Duke filluar nga viti 1942, thyerja e kodeve të enkriptimit u bë jashtëzakonisht e rëndësishme, pasi komanda gjermane përdorte gjithnjë e më shumë komunikimet radio për të transmetuar urdhrat e saj. Ishte e nevojshme të zhvillohen metoda krejtësisht të reja të analizës kriptologjike për makinat e deshifrimit.

Informacion historik.
Julius Caesar ishte i pari që përdori enkriptimin e tekstit. Në shekullin e 9-të, studiuesi arab Al-Kindi shqyrtoi për herë të parë problemin e deshifrimit të tekstit. Puna e matematikanëve italianë të shekujve 15 dhe 16 iu kushtua zhvillimit të metodave të kriptimit. Pajisja e parë mekanike u shpik në 1786 nga një diplomat suedez, një pajisje e tillë ishte gjithashtu në dispozicion të presidentit amerikan Jefferson në 1795. Vetëm në vitin 1922 kjo pajisje u përmirësua nga kriptologu i Ushtrisë Amerikane Mauborn. Ajo u përdor për të kriptuar mesazhet taktike deri në shpërthimin e Luftës së Dytë Botërore. Patentat për përmirësimin e përdorshmërisë (por jo për sigurinë e kriptimit) u lëshuan nga Zyra e Patentave të SHBA duke filluar nga viti 1915. E gjithë kjo supozohej të përdorej për të koduar korrespondencën e biznesit. Pavarësisht përmirësimeve të shumta në pajisje, ishte e qartë se vetëm kriptimi i tekstit të shkurtër ishte i besueshëm.

Në fund të Luftës së Parë Botërore dhe në vitet e para pas saj, u shfaqën disa shpikje, të krijuara nga amatorë për të cilët ky ishte një lloj hobi. Le të përmendim dy prej tyre: Hebern dhe Vernam, të dy amerikanë, asnjëri prej tyre, me shumë mundësi, nuk kishte dëgjuar ndonjëherë për shkencën e kriptologjisë. Ky i fundit nga të dy madje zbatoi disa operacione të logjikës Boolean, për të cilat në atë kohë pak njerëz dinin përveç matematikanëve profesionistë. Kriptologët profesionistë filluan përmirësimin e mëtejshëm të këtyre makinerive të enkriptimit, gjë që bëri të mundur rritjen e sigurisë së tyre kundër hakimit.

Që nga viti 1919 Dizajnerët gjermanë gjithashtu filluan të patentojnë zhvillimet e tyre, një nga të parët ishte shpikësi i ardhshëm i Enigmës, Arthur Scherbius (1878 - 1929). U zhvilluan katër variante të makinerive të ngjashme, por nuk kishte interes tregtar për to, ndoshta sepse makinat ishin të shtrenjta dhe të vështira për t'u mirëmbajtur. As Marina dhe as Ministria e Punëve të Jashtme nuk i pranuan propozimet e shpikësit, kështu që ai u përpoq të ofronte makinën e tij të enkriptimit për sektorët civilë të ekonomisë. Ushtria dhe Ministria e Jashtme vazhduan të përdorin enkriptimin duke përdorur libra.

Arthur Scherbius shkoi të punonte për kompaninë që bleu patentën e tij për një makinë kriptimi. Kjo kompani vazhdoi të përmirësonte Enigma edhe pas vdekjes së autorit të saj. Në versionin e dytë (Enigma B), makina ishte një makinë shkrimi elektrike e modifikuar, nga njëra anë ishte e pajisur me një pajisje kriptimi në formën e 4 rotorëve të zëvendësueshëm. Kompania e shfaqi gjerësisht makinën dhe e reklamoi atë si të pahakueshme. Oficerët e Reichswehr u interesuan për të. Fakti është se në vitin 1923, u botuan kujtimet e Churchill, në të cilat ai foli për sukseset e tij kriptologjike. Kjo shkaktoi tronditje në mesin e udhëheqjes së ushtrisë gjermane. Oficerët gjermanë mësuan se shumica e komunikimeve të tyre ushtarake dhe diplomatike ishin deshifruar nga ekspertë britanikë dhe francezë! Dhe se ky sukses u përcaktua kryesisht nga dobësia e kriptimit amator, të shpikur nga kriptologët amatorë, pasi kriptologjia ushtarake gjermane thjesht nuk ekzistonte. Natyrisht, ata filluan të kërkonin metoda të forta kriptimi për komunikimet ushtarake. Prandaj, ata u interesuan për Enigma.

Enigma kishte disa modifikime: A, B, C, etj. Modifikimi C mund të kryejë edhe enkriptimin dhe deshifrimin e mesazheve; nuk kërkonte mirëmbajtje komplekse. Por produktet e saj nuk ishin ende rezistente ndaj hakerimit, sepse krijuesit nuk u këshilluan nga kriptologë profesionistë. Është përdorur nga Marina Gjermane nga viti 1926 deri në 1934. Modifikimi tjetër, Enigma D, ishte gjithashtu një sukses komercial. Më pas, që nga viti 1940, ai u përdor në transportin hekurudhor në zonat e pushtuara të Evropës Lindore.
Në vitin 1934 Marina gjermane filloi të përdorte një modifikim tjetër të Enigma I.

Është kurioze që kriptologët polakë u përpoqën të deshifrojnë mesazhet radio gjermane të klasifikuara nga kjo makinë, dhe rezultatet e kësaj pune u bënë disi të njohura për inteligjencën gjermane. Në fillim, polakët ishin të suksesshëm, por inteligjenca gjermane që i "shikonte" ia raportoi këtë kriptologëve të tyre dhe ata ndryshuan kodet. Kur doli se kriptologët polakë nuk ishin në gjendje të thyenin mesazhet e koduara me Enigma -1, forcat tokësore, Wehrmacht, gjithashtu filluan ta përdorin këtë makinë. Pas disa përmirësimeve, ishte kjo makinë kriptimi që u bë kryesore në Luftën e Dytë Botërore. Që nga viti 1942, flota gjermane e nëndetëseve miratoi modifikimin Enigma-4.

Gradualisht, deri në korrik 1944, kontrolli mbi biznesin e kriptimit kaloi nga duart e Wehrmacht në çatinë e SS, rolin kryesor këtu e luajti konkurrenca midis këtyre degëve të forcave të armatosura. Që në ditët e para të Luftës së Dytë Botërore, ushtritë e SHBA-së, Suedisë, Finlandës, Norvegjisë, Italisë dhe vendeve të tjera ishin të ngopura me makina kriptimi. Në Gjermani, dizajnet e makinave po përmirësohen vazhdimisht. Vështirësia kryesore në këtë rast u shkaktua nga pamundësia për të zbuluar nëse armiku ishte në gjendje të deshifronte tekstet e koduara nga një makinë e caktuar. Enigma e modifikimeve të ndryshme u prezantua në nivele mbi divizionin, ajo vazhdoi të prodhohej pas luftës (modeli "Schlüsselkasten 43") në Chemnitz: në tetor 1945. 1000 copë u prodhuan në janar 1946. - tashmë 10,000 copë!

Telegrafi, informacion historik.
Ardhja e rrymës elektrike shkaktoi zhvillimin e shpejtë të telegrafisë, e cila, jo rastësisht, ndodhi në shekullin e 19-të paralelisht me industrializimin. Forca lëvizëse ishin hekurudhat, të cilat përdornin telegrafin për nevojat e komunikacionit hekurudhor, për të cilat u zhvilluan të gjitha llojet e pajisjeve si treguesit. Pajisja e Steinhel u shfaq në 1836, dhe në 1840 u zhvillua nga Samuel MORSE. Përmirësime të mëtejshme erdhën në formën e telegrafit të shtypjes Siemens dhe Halske (Siemens & Halske, 1850), i cili konvertoi impulset elektrike të marra në tip të lexueshëm. Dhe u shpik në 1855. Rrota e shtypjes, pas një sërë përmirësimesh, u përdor ende nga Hughes në shekullin e 20-të.

Shpikja tjetër e rëndësishme për përshpejtimin e transferimit të informacionit u krijua në 1867 nga Wheatstone: shirit me grusht me kodin Morse, të cilin pajisja e ndjeu mekanikisht. Zhvillimi i mëtejshëm i telegrafisë u pengua nga përdorimi i pamjaftueshëm i kapacitetit teli. Përpjekja e parë u bë nga B. Meyer në 1871, por ajo dështoi sepse gjatësitë dhe numri i ndryshëm i pulseve në shkronjat Morse e penguan atë. Por në 1874, inxhinieri francez Emile Baudot arriti të zgjidhë këtë problem. Kjo zgjidhje u bë standardi për 100 vitet e ardhshme. Metoda e Baudot kishte dy karakteristika të rëndësishme. Së pari, ishte hapi i parë drejt përdorimit të llogaritjes binare. Dhe së dyti, ishte sistemi i parë i besueshëm i transmetimit të të dhënave me shumë kanale.

Zhvillimi i mëtejshëm i telegrafisë mbështetej në nevojën për të dërguar telegrame duke përdorur postierë. Kërkohej një sistem tjetër organizativ, i cili do të përfshinte: një pajisje në çdo shtëpi, mirëmbajtjen e saj nga personeli special, marrjen e telegrameve pa ndihmën e stafit, lidhjen e vazhdueshme me linjën, nxjerrjen e teksteve faqe për faqe. Një pajisje e tillë do të kishte perspektiva suksesi vetëm në SHBA. Në Evropë, deri në vitin 1929, monopoli postar pengoi shfaqjen e çdo pajisjeje private për transmetimin e mesazheve, ato duhej të instaloheshin vetëm në zyrën postare.

Hapi i parë në këtë drejtim u hodh në vitin 1901 nga Australiani Donald Murray. Në veçanti, ai modifikoi kodin e Baudot. Ky modifikim ishte standard deri në vitin 1931. Ai nuk pati sukses tregtar, pasi nuk guxoi të patentonte shpikjen e tij në SHBA. Në SHBA, dy shpikës amerikanë konkurruan me njëri-tjetrin: Howard Krum dhe E.E. Kleinschmidt. Më pas, ata u bashkuan në një kompani në Çikago, e cila filloi të prodhonte pajisje në 1024, të cilat gëzonin sukses tregtar. Kompania gjermane Lorenz importoi disa nga makineritë e tyre, i instaloi në zyrat postare dhe mori licencën për prodhimin e tyre në Gjermani. Që nga viti 1929, monopoli postar në Gjermani u hoq dhe individët privatë fituan akses në kanalet telegrafike. Prezantimi i standardeve ndërkombëtare për kanalet telegrafike në vitin 1931 bëri të mundur organizimin e komunikimeve telegrafike me të gjithë botën. Të njëjtat pajisje filluan të prodhoheshin në vitin 1927 nga Siemens dhe Halske.

Personi i parë që kombinoi një telegraf me një makinë kriptimi ishte 27-vjeçari amerikan Gilbert Vernam, një punonjës i kompanisë ATT. Në vitin 1918 ai aplikoi për një patentë në të cilën ai përdori në mënyrë empirike algjebrën e Bulit (për të cilën, meqë ra fjala, ai nuk kishte asnjë ide dhe që më pas studiohej nga disa matematikanë në mbarë botën).
Oficeri amerikan William Friedman dha një kontribut të madh në kriptologji, ai i bëri makinat amerikane të kriptimit praktikisht të pathyeshme.

Kur pajisjet telegrafike nga Siemens dhe Halske u shfaqën në Gjermani, marina gjermane u interesua për to. Por udhëheqja e saj kishte ende përshtypjen se britanikët kishin thyer kodet gjermane dhe kishin lexuar mesazhet e tyre gjatë Luftës së Parë Botërore. Prandaj, ata kërkuan lidhjen e aparatit telegrafik me një makinë enkriptimi. Kjo ishte një ide krejtësisht e re në atë kohë, sepse enkriptimi në Gjermani bëhej manualisht dhe vetëm atëherë transmetoheshin tekstet e koduara.

Në SHBA, kjo kërkesë u plotësua nga pajisjet Vernam. Në Gjermani, kompania Siemens dhe Halske mori përsipër këtë punë. Ata paraqitën patentën e parë të hapur për këtë temë në korrik 1930. Deri në vitin 1932 u krijua një pajisje funksionale, e cila në fillim shitej lirisht, por që nga viti 1934. u klasifikua. Që nga viti 1936 Këto pajisje filluan të përdoren në aviacion, dhe që nga viti 1941. - dhe forcat tokësore. Që nga viti 1942 Filloi enkriptimi me makinë i mesazheve radio.

Gjermanët vazhduan të përmirësonin modele të ndryshme të makinerive të kriptimit, por ata vunë në radhë të parë përmirësimin e pjesës mekanike, duke trajtuar kriptologjinë në mënyrë amatore, kompanitë prodhuese nuk përfshinin kriptologë profesionistë për konsultime. Me rëndësi të madhe për të gjitha këto probleme ishin veprat e matematikanit amerikan Claude Shannon, i cili ishte i lexuar që nga viti 1942. ka punuar në Bell Laboratories dhe ka kryer kërkime sekrete matematikore atje. Edhe para luftës, ai ishte i famshëm për vërtetimin e analogjisë midis algjebrës së Bulit dhe lidhjeve rele në telefon. Ishte ai që zbuloi "bit" si një njësi informacioni. Pas luftës, në vitin 1948. Shannon shkroi veprën e tij kryesore, Teoria Matematikore e Komunikimeve. Pas kësaj ai u bë profesor i matematikës në universitet.

Shannon ishte i pari që mori në konsideratë modelin matematikor të kriptologjisë dhe zhvilloi analizën e teksteve të koduara duke përdorur metoda teorike informacioni. Pyetja themelore e teorisë së tij është: "Sa informacion përmban teksti i koduar në krahasim me tekstin e thjeshtë?" Në vitin 1949, ai botoi veprën "Teoria e komunikimeve të sistemeve sekrete", në të cilën ai iu përgjigj kësaj pyetjeje. Analiza e kryer atje ishte e para dhe e vetmja që përcaktoi fuqinë e një metode kriptimi. Analiza e pasluftës tregoi se as makinat e enkriptimit gjermane dhe as japoneze nuk ishin të pathyeshme. Përveç kësaj, ka burime të tjera informacioni (për shembull, inteligjenca) që thjeshtojnë shumë detyrën e deshifrimit.

Pozicioni i Anglisë e detyroi atë të shkëmbejë tekste të gjata shifrore me Shtetet e Bashkuara, ishte gjatësia e madhe që e bëri të mundur deshifrimin e tyre. Në një departament special të shërbimit sekret britanik M 16, u zhvillua një metodë që rriti shkallën e fshehtësisë së mesazhit - ROCKEX. Metoda amerikane e kriptimit për Ministrinë e Jashtme është thyer nga ekspertë gjermanë dhe mesazhet përkatëse janë deshifruar. Pasi mësuan për këtë, Shtetet e Bashkuara në 1944. zëvendësoi një sistem të papërsosur me një më të besueshëm. Përafërsisht në të njëjtën kohë, Wehrmacht, Marina dhe Ministria e Jashtme gjermane shkëmbyen gjithashtu teknologjinë e kriptimit për ato të reja të zhvilluara. Metodat sovjetike të kriptimit ishin gjithashtu të pamjaftueshme të besueshme, prandaj ato u hakuan nga shërbimet amerikane dhe u identifikuan shumë oficerë të inteligjencës sovjetike të përfshirë në spiunazh për bombën atomike amerikane (Operacioni Venona - thyerje).

Hakerimi.
Tani le të flasim për makinat e enkriptimit gjerman HACKING britanik, domethënë zbulimin e makinës së metodës së kriptimit të teksteve në to. . Kjo vepër mori emrin anglisht ULTRA. Metodat e deshifrimit jo-makinerike ishin shumë intensive dhe të papranueshme në kushte lufte. Si u ndërtuan makinat angleze deshifruese, pa të cilat aleatët nuk mund të kishin arritur një avantazh ndaj shkelësve gjermanë të kodit? Çfarë informacioni dhe materiali tekstual u duheshin? Dhe a kishte një gabim gjerman këtu, dhe nëse po, pse ndodhi?

Së pari, bazat shkencore dhe teknike.
Së pari, u krye puna paraprake shkencore, pasi ishte e nevojshme, para së gjithash, të analizoheshin algoritmet kriptologjikisht dhe matematikisht. Kjo ishte e mundur sepse enkriptimi u përdor gjerësisht nga Wehrmacht-i gjerman. Një analizë e tillë kërkonte jo vetëm tekste shifrore të përgjuara, por edhe tekste të thjeshta të marra nëpërmjet spiunazhit ose vjedhjes. Përveç kësaj, nevojiteshin tekste të ndryshme, të koduara në të njëjtën mënyrë. Në të njëjtën kohë, u krye një analizë gjuhësore e gjuhës së ushtarakëve dhe diplomatëve. Duke pasur parasysh tekstet e gjata, u bë e mundur të krijohej matematikisht një algoritëm edhe për një makinë shifrore të panjohur. Më pas ata arritën të rindërtonin makinën.

Për këtë punë, britanikët mblodhën së bashku rreth 10,000 njerëz, duke përfshirë matematikanë, inxhinierë, gjuhëtarë, përkthyes, ekspertë ushtarakë dhe të tjerë për të renditur të dhënat, kontrolluar, arkivuar dhe mirëmbajtur makinat. Kjo shoqatë quhej BP (Bletchley Park) dhe ishte nën kontrollin personal të Churchillit. Informacioni i marrë doli të ishte një armë e fuqishme në duart e aleatëve.

Si e zotëruan britanikët Enigmën e Wehrmacht? Polonia ishte e para që deshifroi kodet gjermane. Pas Luftës së Parë Botërore, ajo ishte në rrezik të vazhdueshëm ushtarak nga të dy fqinjët e saj - Gjermania dhe BRSS, të cilët ëndërronin të rifitonin tokat e humbura dhe të transferuara në Poloni. Për të shmangur surprizat, polakët regjistruan mesazhe radiofonike dhe i deshifruan ato. Ata u alarmuan shumë që pas prezantimit në shkurt 1926. në Marinën Gjermane Enigma C, si dhe pas futjes së saj në forcat tokësore në korrik 1928. ata nuk ishin në gjendje të deshifronin mesazhet e koduara nga kjo makinë.

Më pas, departamenti BS4 i Shtabit të Përgjithshëm polak supozoi se gjermanët kishin marrë enkriptimin e makinerive, veçanërisht pasi ata njihnin versionet e hershme komerciale të Enigma. Inteligjenca polake konfirmoi se në Wehrmacht nga 1 qershori 1930. Enigma 1 është përdorur, ekspertët ushtarakë polakë nuk ishin në gjendje të deshifronin mesazhet gjermane. Edhe pasi kishin marrë dokumentet e Enigma përmes agjentëve të tyre, ata nuk mundën të arrinin sukses. Ata arritën në përfundimin se kishte mungesë të njohurive shkencore. Pastaj ata porositën tre matematikanë, njëri prej të cilëve studioi në Göttingen, për të krijuar një sistem analizash. Të tre morën trajnime shtesë në Universitetin e Poznanit dhe flisnin rrjedhshëm gjermanisht. Ata arritën të riprodhonin pajisjen Enigma dhe të krijonin një kopje të saj në Varshavë. Le të shënojmë arritjet e jashtëzakonshme të njërit prej tyre, matematikanit polak M. Rejewski (1905 - 1980). Megjithëse Wehrmacht përmirësonte vazhdimisht enkriptimin e mesazheve të tij, specialistët polakë ia dolën mbanë deri më 1 janar 1939. deshifroni ato. Pas kësaj, polakët filluan të bashkëpunojnë me aleatët, të cilëve më parë nuk u kishin komunikuar asgjë. Një bashkëpunim i tillë ishte tashmë i këshillueshëm për shkak të rrezikut të dukshëm ushtarak. 25 korrik 1939 ata u përcollën përfaqësuesve anglezë dhe francezë të gjitha informacionet që dinin. Më 16 gusht të të njëjtit vit, "dhurata" polake arriti në Angli dhe ekspertët anglezë nga Qendra e sapokrijuar e Dekodimit BP filluan të punojnë me të.

Kriptologët britanikë u reduktuan pas Luftës së Parë Botërore, duke mbetur vetëm nën çatinë e Ministrisë së Jashtme. Gjatë luftës në Spanjë, gjermanët përdorën Enigma D, dhe kriptologët e mbetur anglezë, nën udhëheqjen e filologut të shquar Alfred Dillwyn (1885-1943), vazhduan të punonin për deshifrimin e mesazheve gjermane. Por metodat thjesht matematikore nuk ishin të mjaftueshme. Në këtë kohë, në fund të vitit 1938. Matematikani i Kembrixhit, Alan Turing, ishte ndër vizitorët në kurset e trajnimit të kriptografëve anglezë. Ai mori pjesë në sulmet ndaj Enigma 1. Ai krijoi një model analize të njohur si "makina Turing", e cila bëri të mundur të pohonte se një algoritëm deshifrimi ekziston patjetër, gjithçka që mbetej ishte zbulimi i tij!

Thüring u përfshi në BP si një person përgjegjës për shërbimin ushtarak. Deri më 1 maj 1940 ai arriti sukses serioz: ai përfitoi nga fakti që çdo ditë në orën 6 të mëngjesit shërbimi gjerman i motit transmetonte një parashikim të koduar të motit. Është e qartë se ajo përmbante domosdoshmërisht fjalën "i lagësht" (Wetter), dhe se rregullat strikte të gramatikës gjermane përcaktuan pozicionin e saj të saktë në fjali. Kjo e lejoi atë që përfundimisht të gjente një zgjidhje për problemin e thyerjes së Enigmës, dhe ai krijoi një pajisje elektromekanike për këtë. Ideja i lindi në fillim të vitit 1940 dhe në maj të po atij viti, me ndihmën e një grupi inxhinierësh, u krijua një pajisje e tillë. Detyra e deshifrimit u lehtësua nga fakti se gjuha e mesazheve radiofonike gjermane ishte e thjeshtë, shprehjet dhe fjalët individuale shpesh përsëriteshin. Oficerët gjermanë nuk dinin bazat e kriptologjisë, duke e konsideruar atë të parëndësishme.

Ushtria britanike, dhe veçanërisht Churchill personalisht, kërkuan vëmendje të vazhdueshme për deshifrimin e mesazheve. Që nga vera e vitit 1940 Britanikët deshifruan të gjitha mesazhet e koduara duke përdorur Enigma. Sidoqoftë, specialistët anglezë po përmirësonin vazhdimisht teknologjinë e deshifrimit. Deri në fund të luftës, kodthyesit britanikë kishin 211 pajisje deshifrimi që punonin gjatë gjithë kohës. Atyre u shërbyen 265 mekanikë dhe 1675 gra u sollën në detyrë. Puna e krijuesve të këtyre makinave u vlerësua shumë vite më vonë, kur ata u përpoqën të rikrijonin njërën prej tyre: për shkak të mungesës së personelit të nevojshëm në atë kohë, puna për rikrijimin e makinës së famshme zgjati disa vjet dhe mbeti e papërfunduar!

Udhëzimet për krijimin e pajisjeve deshifruese të krijuara nga Dühring në atë kohë u ndaluan deri në vitin 1996... Ndër mjetet e deshifrimit ishte metoda e informacionit të “forcuar”: për shembull, avionët britanikë shkatërruan skelën në portin e Calle, duke ditur paraprakisht. se shërbimet gjermane do ta raportonin këtë me një sërë informacionesh të njohura paraprakisht për fjalët britanike! Përveç kësaj, shërbimet gjermane e kanë transmetuar këtë mesazh shumë herë, duke e koduar çdo herë me kode të ndryshme, por fjalë për fjalë...

Më në fund, fronti më i rëndësishëm për Anglinë ishte lufta e nëndetëseve, ku gjermanët përdorën një modifikim të ri të Enigma M3. Flota britanike ishte në gjendje të hiqte një makinë të tillë nga një nëndetëse gjermane e kapur. Më 1 shkurt 1942, Marina Gjermane kaloi në përdorimin e modelit M4. Por disa mesazhe gjermane, të koduara në mënyrën e vjetër, gabimisht përmbanin informacione rreth veçorive të projektimit të kësaj makinerie të re. Kjo e bëri detyrën shumë më të lehtë për ekipin e Thuring. Tashmë në dhjetor 1942. Enigma M4 u plas. Më 13 dhjetor 1942, Admiraliteti Britanik mori të dhëna të sakta për vendndodhjen e 12 nëndetëseve gjermane në Atlantik.

Sipas Turing, për të shpejtuar deshifrimin, ishte e nevojshme të kaloni në përdorimin e elektronikës, pasi pajisjet elektromekanike të stafetës nuk e kryenin këtë procedurë mjaft shpejt. Më 7 nëntor 1942, Turing shkoi në Shtetet e Bashkuara, ku, së bashku me një ekip nga Bell Laboratories, ai krijoi një aparat për negociatat top-sekret midis Churchill dhe Roosevelt. Në të njëjtën kohë, nën udhëheqjen e tij, makinat amerikane të deshifrimit u përmirësuan, kështu që Enigma M4 u plas përfundimisht dhe deri në fund të luftës u dha britanikëve dhe amerikanëve informacione të plota të inteligjencës. Vetëm në nëntor 1944 komanda gjermane kishte dyshime për besueshmërinë e teknologjisë së tyre të kriptimit, por kjo nuk çoi në asnjë masë ...

(Shënim i përkthyesit: Meqenëse, duke filluar nga viti 1943, kreu i kundërzbulimit britanik ishte oficeri i inteligjencës sovjetike Kim Philby, të gjitha informacionet erdhën menjëherë në BRSS! Një pjesë e këtij informacioni u transmetua në Bashkimin Sovjetik si zyrtarisht përmes byrosë britanike në Moskë, ashtu edhe gjysmë zyrtarisht përmes rezidentit sovjetik në Zvicër, Alexander Rado.)

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

Historitë e spiunazhit ngjallin gjithmonë interes të madh tek publiku. Fryma e aventurizmit dhe zgjuarsia e pabesueshme e agjentëve sekretë që thyejnë kasaforta dhe zgjidhin kode super sekrete pa asnjë problem, magjepsin shikuesit. Por në fakt, të paktën me pikën e fundit, gjithçka është shumë më prozaike.

30 09 2015
16:19

Në shërbimet sekrete, të gjithë kanë detyrën e tyre - atë me të cilën ky specialist i veçantë përballet më së miri. Dhe në fushën e kriptimit të të dhënave, punëtorët më efikas nuk janë fare njerëzit, por makinat. Le të flasim për to.

Makina më e famshme e enkriptimit në botë, e cila u përdor nga Gjermania naziste gjatë Luftës së Dytë Botërore. Ishte me ndihmën e saj që komanda e Rajhut të Tretë transmetoi shumicën e informacionit sekret. Ishte e nevojshme të njiheshin planet e armikut, por doli të ishte e pamundur të kapje atë që do të tregonte sekretin e Enigmës.

Sot, dekada më vonë, ne mund t'ia shpjegojmë strukturën e saj kujtdo në detaje të mjaftueshme.

Pajisja portative e viteve 1920 dukej si një valixhe, ashtu si makinat e zakonshme të shkrimit të asaj kohe. Por përveç tastierës standarde dhe rrotullave që lëvizin një fletë letre, një pjesë e konsiderueshme e hapësirës në Enigma zinin komponentët elektronikë dhe mekanikë.

Makina bazohet në funksionimin e tre rotorëve dhe një mekanizmi hapësinor, i cili lëviz një ose më shumë rotorë kur shtypet një çelës.

Diagrami pa shpjegim duket mjaft i ndërlikuar, prandaj kërkohet një shpjegim i shkurtër. Kur shtypej një çelës, një rrymë kaluese lëvizte rotorin e djathtë. Në varësi të shkronjës ose simbolit të radhës, rotorët e dytë dhe të tretë u zhvendosën në mënyrë sekuenciale (në disa modele kishte 4 rotorë). Pastaj rryma u reflektua nga reflektori i vendosur në qarkun elektrik pas rotorëve dhe u kthye tek ata, por në një mënyrë tjetër, duke i zhvendosur ato në përputhje me rrethanat. Prandaj, dalja ishte një tekst i përbërë nga shkronja krejtësisht të ndryshme nga ato të shtypura nga operatori. Për shkak të ndryshimit të vazhdueshëm në konfigurimin e qarkut elektrik, shifra ishte më e besueshme, megjithëse ishte një zëvendësim i thjeshtë i disa shkronjave me të tjera.

Kjo metodë e kriptimit kishte disa disavantazhe, dhe një nga më kryesoret ishte pamundësia e kriptimit të ndonjë karakteri përmes vetvetes. Enigma ia detyronte këtë reflektorit, i cili ndihmoi ta bënte shifrën më komplekse, por në fund e thjeshtoi shumë punën e kodthyesve.

Deshifrimi i kodit Enigma i solli famë botërore njeriut që deshifroi kodin e tij - Alan Turing. Ose më mirë, kështu përmendet më shpesh ky fakt. Në fakt, matematikani dhe kriptografi britanik nuk mori pjesë drejtpërdrejt në deshifrim. Ai zhvilloi një aparat logjik matematikor për Bombe, një makinë me ndihmën e së cilës specialistët e inteligjencës dhe kundërzbulimit deshifruan drejtpërdrejt kodin.

Nëse vetë Enigma kishte madhësinë e një makinë shkrimi, atëherë Bombe peshonte 2.5 ton dhe ishte një analog i një kabineti të madh me përmasa 3x2.1x0.6 metra. Pas luftës, të gjitha Bomba u shkatërruan si të panevojshme (dhe për të ruajtur sekretin). Shkencëtarëve modernë iu deshën 2 vjet për ta rivendosur atë - doli të ishte kaq komplekse.

Do të ishte një vendim i çuditshëm dhe i pasigurt për të enkriptuar të gjitha komunikimet si midis njësive të zakonshme ashtu edhe brenda komandës në një mënyrë. Prandaj, makina e dytë, pak më pak e famshme e shifrimit të Luftës së Dytë Botërore ishte Lorenz. Ndryshe nga Enigma, kjo pajisje ishte shumë e rëndë dhe nuk ishte e përshtatshme për kampe të përkohshme dhe lëvizje të shpejta, dhe për këtë arsye u instalua kryesisht në selitë e mëdha. Pse gjermanët, të cilët i kuptuan përfitimet e lëvizshmërisë, nuk e bënë atë më kompakte? Përgjigja për këtë është në qëllimin e saj - ai prodhoi enkriptim të rrjedhës duke përdorur një teletip. Një teletype është një pajisje që është një makinë shkrimi me elementë elektronikë të përfshirë për të transmetuar një mesazh përmes një kanali (zakonisht një kanal me tel).

Foto: Lorenz me dhe pa këllëf

E njëjta makinë mund të kriponte dhe deshifronte tekstin, gjë që ishte mjaft e rrezikshme, por e justifikuar, pasi në rast të kapjes së komandës, asnjë pajisje nuk do të ndihmonte. Informacioni u kodua duke përdorur 12 disqe, të cilat ndodheshin në dy pjesë të makinës. Ata u ndanë në 3 pjesë - disqe psi-, chi- dhe mu-, secila prej të cilave kishte një numër të caktuar kontaktesh. Kontaktet ndërroheshin përkatësisht një herë në tremujor, një herë në muaj dhe një herë në ditë. Mesazhi u transmetua duke përdorur shirit letre të shpuar (prototipi i mediumit modern të ruajtjes), mbi të cilin u godit nga makina e palës marrëse.

Megjithatë, për çdo arrë të ndërlikuar ka një rrufe me fileto. Inteligjenca britanike kishte nevojë të krijonte një makinë të quajtur Colossus, e cila ishte më e fuqishme (në lidhje me detyrat e kryera) sesa Pentium 1996 shumë më vonë.

Kjo pajisje nganjëherë quhet një nga kompjuterët e parë në botë, megjithëse nuk është një në kuptimin e mirëfilltë të fjalës. Mekanizmi i tij përmbante qarqe elektronike që kryenin funksione dixhitale, por nuk kishte memorie si të tillë - në vend të kësaj, u përdor një shirit me grusht me lak të mbyllur. Një mijë e gjysmë tuba vakum, disa operatorë që zëvendësojnë njëri-tjetrin, një dhomë e veçantë dhe një sasi e pabesueshme shiriti me grusht - kështu dukej instalimi për deshifrimin e mesazheve nga komanda gjermane.

Si funksionoi? Mesazhet e përgjuara shkruheshin në shirit të grushtuar dhe kalonin përmes makinës me një shpejtësi prej rreth 80 km/h. Çdo karakter ishte i koduar në 5 zona, në vend të të cilave mund të vendosej një vrimë ose një pjesë e shiritit. Më pas, duke përdorur modelin statistikor të Lorenz-it të ndërtuar nga Bill Tutt, makina e përdori informacionin e marrë përmes 501 modeleve (kaq u identifikuan për këtë lloj kriptimi) dhe gjeti përputhje, duke analizuar të dhënat dhe duke prodhuar rezultatin në formë të printuar. Kjo metodë na lejoi të zvogëlojmë kohën e shpenzuar për dekodim nga disa ditë në disa orë.

Ju mund të shihni se si makinat për krijimin dhe thyerjen e kodeve sekrete ndryshonin shumë në madhësi. Me fjalë të tjera, ky është pikërisht rasti kur thyerja nuk është më e lehtë se ndërtimi.

Seria e artikujve mbi teknologjitë e kriptimit dhe deshifrimit do të vazhdojë.

Dmitry Potapkin, veçanërisht për Obzor.press.

Makina gjermane e shifrimit u quajt "Riddle" jo për hir të fjalëve. Ka legjenda që rrethojnë historinë e kapjes dhe dekodimit të përgjimeve të radios, dhe kinemaja kontribuon kryesisht në këtë. Mitet dhe të vërtetat për koduesin gjerman janë në materialin tonë.

Dihet se përgjimi i mesazheve nga armiku mund të kundërshtohet vetëm me mbrojtjen ose enkriptimin e tyre të besueshëm. Historia e kriptimit shkon me shekuj - një nga shifrat më të famshme quhet shifra e Cezarit. Pastaj u bënë përpjekje për të mekanizuar procesin e kriptimit dhe deshifrimit: disku Alberti ka arritur tek ne, i krijuar në vitet 60 të shekullit të 15-të nga Leon Battista Alberti, autori i "Traktatit mbi Shifrat" - një nga librat e parë mbi arti i enkriptimit dhe deshifrimit.

Makina Enigma e përdorur nga Gjermania gjatë Luftës së Dytë Botërore nuk ishte unike. Por ai ndryshonte nga pajisjet e ngjashme të miratuara nga vendet e tjera në thjeshtësinë relative dhe përdorimin e gjerë: mund të përdorej pothuajse kudo - si në terren ashtu edhe në një nëndetëse. Historia e Enigma daton në 1917 - atëherë holandezi Hugo Koch mori një patentë për të. Detyra e saj ishte të zëvendësonte disa shkronja me të tjera duke përdorur rula rrotullues.

Ne e dimë historinë e dekodimit të makinës Enigma kryesisht nga filmat e famshëm të Hollivudit për nëndetëset. Megjithatë, këta filma, sipas historianëve, kanë pak të përbashkëta me realitetin.

Për shembull, filmi i vitit 2000 U-571 tregon historinë e një misioni sekret nga marinarët amerikanë për të kapur një makinë enkriptimi Enigma në bordin e nëndetëses gjermane U-571. Aksioni zhvillohet në vitin 1942 në Atlantikun e Veriut. Pavarësisht se filmi është spektakolar, historia e treguar në të nuk korrespondon aspak me faktet historike. Nëndetësja U-571 ishte në të vërtetë në shërbim me Gjermaninë naziste, por u fundos në 1944, dhe amerikanët arritën të kapnin makinën Enigma vetëm në fund të luftës, dhe kjo nuk luajti një rol serioz në afrimin e Fitores. . Nga rruga, në fund të filmit krijuesit raportojnë fakte historikisht të sakta në lidhje me kapjen e koduesit, por ata u shfaqën me insistimin e konsulentit të filmit, një anglez me origjinë. Nga ana tjetër, regjisori i filmit, Jonathan Mostou, tha se filmi i tij “është një vepër arti”.

Filmat europianë përpiqen të ruajnë saktësinë historike, por në to ka edhe një pjesë të fiksionit artistik. Filmi Enigma i Michael Apted i vitit 2001 tregon historinë e matematikanit Tom Jericho, i cili duhet të zgjidhë kodin e përditësuar të një makinerie shifrore gjermane në vetëm katër ditë. Sigurisht, në jetën reale u desh shumë më shumë për të deshifruar kodet. Në fillim, kjo u bë nga shërbimi kriptologjik polak. Dhe një grup matematikanësh - Marian Rejewski, Henryk Zygalski dhe Jerzy Rozicki - duke studiuar shifrat gjermane të papërdorura, zbuluan se i ashtuquajturi kodi i ditës, i cili ndryshohej çdo ditë, përbëhej nga cilësimet e centralit, renditja e instalimit të rotorëve. , pozicionet e unazave dhe cilësimet fillestare të rotorit . Kjo ndodhi në vitin 1939, edhe para kapjes së Polonisë nga Gjermania naziste. Gjithashtu, "Byroja e Shifrave" polake, e krijuar posaçërisht për të "luftuar" Enigma, kishte në dispozicion disa kopje të një makine pune, si dhe një makinë elektromekanike Bomba, e cila përbëhej nga gjashtë pajisje gjermane të çiftuara, të cilat ndihmuan në punën me kodet. Ishte ajo që më vonë u bë prototipi i Bombe, shpikja e Alan Turing.

Pala polake ishte në gjendje t'i transferonte zhvillimet e saj tek shërbimet e inteligjencës britanike, të cilët organizuan punë të mëtejshme për të goditur "genegjëzën". Nga rruga, britanikët u interesuan për herë të parë për Enigma në mesin e viteve 20, megjithatë, ata braktisën shpejt idenë e deshifrimit të kodit, me sa duket duke pasur parasysh se ishte e pamundur ta bënin këtë. Megjithatë, me fillimin e Luftës së Dytë Botërore, situata ndryshoi: kryesisht falë makinës misterioze, Gjermania kontrolloi gjysmën e Atlantikut dhe fundosi autokolonat evropiane me ushqime dhe municione. Në këto kushte, Britania e Madhe dhe vendet e tjera të koalicionit anti-Hitler duhej patjetër të depërtonin në enigmën e Enigmës.

Sir Alistair Dennison, kreu i Shkollës Shtetërore të Kodit dhe Shifrave, e cila ndodhej në kështjellën e madhe Bletchley Park 50 milje larg Londrës, konceptoi dhe kreu operacionin sekret Ultra, duke iu drejtuar të diplomuarve të talentuar të Kembrixhit dhe Oksfordit, mes të cilëve ishte i famshëm. kriptograf dhe matematikan Alan Turing. Puna e Turing për thyerjen e kodeve të makinës Enigma është subjekt i filmit të vitit 2014 The Imitation Game. Në vitin 1936, Turing zhvilloi një "makinë Turing" abstrakte llogaritëse, e cila mund të konsiderohet një model i një kompjuteri - një pajisje e aftë për të zgjidhur çdo problem të paraqitur në formën e një programi - një sekuencë veprimesh. Në shkollën e kodeve dhe shifrave, ai drejtoi grupin Hut 8, përgjegjës për kriptanalizën e komunikimeve të Marinës Gjermane dhe zhvilloi një sërë metodash për thyerjen e enkriptorit gjerman. Përveç grupit të Turing, në Bletchley Park punonin 12 mijë punonjës. Ishte falë punës së tyre të palodhur që kodet Enigma mund të deshifroheshin, por nuk ishte e mundur të thyheshin të gjitha shifrat. Për shembull, shifra Triton funksionoi me sukses për rreth një vit, dhe madje edhe kur "djemtë nga Bletchley" e plasën atë, nuk solli rezultatin e dëshiruar, pasi kaloi shumë kohë nga momenti i kapjes së kriptimit deri në transmetimin e informacionit. për marinarët britanikë.

Puna është se, me urdhër të Winston Churchill, të gjitha materialet e deshifrimit u morën vetëm nga krerët e shërbimeve të inteligjencës dhe Sir Stuart Menzies, i cili drejtonte MI6. Të tilla masa paraprake u morën që gjermanët të mos kuptonin se kodet ishin thyer. Në të njëjtën kohë, këto masa nuk funksionuan gjithmonë, atëherë gjermanët ndryshuan cilësimet Enigma, pas së cilës puna e deshifrimit filloi përsëri.

The Imitation Game prek gjithashtu temën e marrëdhënieve midis kriptografëve britanikë dhe sovjetikë. Londra zyrtare nuk ishte vërtet e sigurt në kompetencën e specialistëve nga Bashkimi Sovjetik, megjithatë, me urdhër personal të Winston Churchill, më 24 korrik 1941, materialet me vulën Ultra u transferuan në Moskë. Vërtetë, për të përjashtuar mundësinë e zbulimit jo vetëm të burimit të informacionit, por edhe që Moska të mësonte për ekzistencën e Bletchley Park, të gjitha materialet u maskuan si informacione inteligjente. Sidoqoftë, BRSS mësoi për punën për deshifrimin e Enigma në vitin 1939, dhe tre vjet më vonë, spiuni sovjetik John Cairncross hyri në shërbim të Shkollës Shtetërore të Kodeve dhe Shifrave, i cili dërgonte rregullisht të gjithë informacionin e nevojshëm në Moskë.

Shumë njerëz pyesin pse BRSS nuk deshifroi përgjimet e radios të "Riddle" gjermane, megjithëse trupat sovjetike kapën dy pajisje të tilla në vitin 1941, dhe në Betejën e Stalingradit, Moska kishte në dispozicion edhe tre pajisje të tjera. Sipas historianëve, mungesa e pajisjeve moderne elektronike në BRSS në atë kohë pati një ndikim.

Nga rruga, një departament i posaçëm i Cheka, që merrej me kriptim dhe deshifrim, u mblodh në BRSS më 5 maj 1921. Për arsye të dukshme - departamenti punoi për inteligjencën dhe kundërzbulimin - nuk pati shumë fitore të reklamuara në meritë të punonjësve të departamentit. Për shembull, zbulimi i kodeve diplomatike të një numri vendesh tashmë në të njëzetat. Ata krijuan gjithashtu shifrën e tyre - "kodin rus" të famshëm, të cilin, siç thonë ata, askush nuk ishte në gjendje ta deshifronte.

Siç e kujtojmë, linja e komplotit të filmit "Nga Rusia me dashuri" rrotullohej rreth një dekoderi, me ndihmën e të cilit u hap qasja në sekretet shtetërore sovjetike. Për çfarë po gjuante James Bond dhe a ia vlente?

Herodoti dinak

Që nga kohra të lashta, suksesi i shumë operacioneve ushtarake varej nga saktësia dhe afati kohor i informacionit për armikun. Prandaj, cilësia e inteligjencës (lexo “spiunazh”) ka qenë gjithmonë në ballë. Për t'u mbrojtur nga përgjimi, informacioni i rëndësishëm duhet të kodohet siç duhet. Mendjet më të mira i janë përkushtuar gjithmonë zgjidhjes së këtij problemi. Për shembull, Cezari përdori një shifër specifike për korrespondencën sekrete: çdo karakter i mesazhit u zëvendësua nga një tjetër, i ndarë prej tij me një numër të caktuar pozicionesh në alfabet.

Një gjeni tjetër i lashtë, Herodoti, ishte shumë më shpikës në kërkimin e tij kriptografik. Një ditë ai krijoi një mesazh sekret në formën e një tatuazhi në kokën e rruar të një skllavi. Pika tullace ishte e mbuluar me qime të freskëta, nën të cilat mesazhi nuk dukej. Ishte atje - në atdheun e Herodotit - që ndoshta u shpik vegla e parë spiune - endacak. Ishte një shkop që përdorej për kriptimin e ndërrimit (për të njëjtën gjë që bëri Cezari).

Me kalimin e kohës, makinat e spiunazhit u bënë gjithnjë e më të ndërlikuara dhe origjinale. Në Mesjetë, pajisje të ndryshme u shpikën në mënyrë aktive nga Inkuizicioni, në Epokën e Iluminizmit dhe në kohët moderne - nga njerëz të ditur. Qëllimi i shpikjeve të tyre, siç është Shifra Jefferson, ishte larg çështjeve ushtarake. Megjithëse shumë prej zhvillimeve më pas gjetën aplikimin e tyre në makinat e enkriptimit të shërbimeve të inteligjencës në shumë vende të botës.

GJEGËGËGËZAT DHE GJEGJEGËSAT

Paraqitja e makinës së enkriptimit Enigma.

Lulëzimi i enkriptuesve/dekriptorëve të ndryshëm mekanikë ndodhi gjatë epokës së luftërave më të mëdha në aspektin e shkallës - fillimi i shekullit të njëzetë. Zhvillimi i makinave të tilla u krye me sukses të ndryshëm në vendet evropiane (kryesisht Angli dhe Gjermani), dhe në SHBA dhe në Rusinë Sovjetike. Enigma, zhvillimi i inxhinierëve gjermanë, fitoi popullaritetin më të madh.

Makina nuk është emëruar pas shpikësit të saj - ekziston një fjalë që në përkthim do të thotë "genegjëzë". Dhe Arthur Sherbius shpiku dhe patentoi këtë makinë. Në periudha të ndryshme, katër opsione u zhvilluan dhe u patentuan, por asnjëra nuk arriti sukses tregtar për shkak të kostos së tyre të lartë. Scherbius nuk u dorëzua dhe shkoi të punonte në zyrë, e cila bleu patentën për shpikjen prej tij. Arturi nuk jetoi për të parë triumfin e mendjes së tij. Kaluan disa vite më parë, me përpjekjet e inxhinierëve, Enigma filloi të zgjonte interesin e strukturave të ndryshme. Para së gjithash, oficerët e Reichswehr u interesuan për të. Vdekja është hedhur…

Modifikimet

Skema e makinës së enkriptimit Enigma.

Nëpërmjet përpjekjeve të specialistëve të Wehrmacht, Enigma u përmirësua vazhdimisht dhe kaloi nëpër disa modifikime: A, B, C, etj. Një nga opsionet më të thjeshta - modifikimi B - ishte një lloj makinë shkrimi elektrike. Ai përbëhej nga një kombinim i sistemeve mekanike dhe elektrike. Pjesa mekanike është një tastierë QWERTY, një grup rotorë rrotullues të vendosur përgjatë boshtit. Rotorët drejtoheshin nga një mekanizëm hap kur shtypej një ose një çelës. Mekanizmi specifik i funksionimit mund të ndryshojë nga modifikimi në modifikim, por në terma të përgjithshëm ishte kështu.

Pjesët mekanike të njësisë lëvizën, duke formuar një qark elektrik në ndryshim. Domethënë, kriptimi i shkronjave u krye elektrikisht. Me çdo shtypje tasti, rotori më i djathtë lëvizte në një pozicion dhe në kushte të caktuara lëviznin edhe rotorët e tjerë. Lëvizjet e tyre rezultuan në transformime të ndryshme kriptografike me çdo goditje pasuese në tastierë. Ndryshimi i vazhdueshëm në qarkun elektrik për shkak të rrotullimit të rotorëve bëri të mundur zbatimin e një shifre zëvendësimi polialfabetik. Për shembull, kontakti që përfaqëson shkronjën E mund të lidhet me kontaktin e shkronjës T në anën tjetër të rotorit. Por kur përdorni disa rotorë në një grup (3-4), për shkak të lëvizjes së tyre të vazhdueshme, kriptimi ishte më i besueshëm.

Për çdo shifër dinake ka gjithmonë...

“Paqe për të gjithë!” tha Winston Churchill dhe sfidoi mendjet më të mira në Britaninë e Madhe për të deshifruar kodin Enigma.

Duke vënë re aktivitetin e enkriptimit të Gjermanisë, kundërshtarët e mundshëm filluan të marrin kundërmasa. Për shembull, në Poloni ata filluan me themelet teorike të kriptologjisë së makinerisë dhe ngadalë praktikuan deshifrimin. Pas humbjes së pakushtëzuar të Polonisë, Franca mori drejtimin në këto përpjekje. I cili, siç kujtojmë, ishte gjithashtu i pushtuar. Prandaj, britanikët dinakë vepruan si pasardhës dhe arritën rezultate të mira në deshifrim. Ata filluan me analiza të detajuara kriptologjike dhe matematikore. Për këtë nevojiteshin si vetë kriptimi ashtu edhe tekstet e gatshme të deshifruara. Në fazën tjetër, britanikët përfshinin një ushtri të tërë ekspertësh në fusha të ndryshme: gjuhësi, matematikë, mekanikë - në total, sipas burimeve të ndryshme, deri në 10,000 njerëz. I gjithë procesi i mundimshëm i punës u mbikëqyr personalisht nga Winston Churchill, i cili e kuptoi rëndësinë e kësaj lloj pune që në vitin 1914.

Procesi i deshifrimit shkoi shumë më shpejt kur Alan Turing iu bashkua ekipit të kriptografëve. Ai krijoi një model analize të quajtur "Makina Turing". Alan ishte i pari që mendoi të dëgjonte me kujdes raportet e koduara të motit çdo mëngjes. Ato përmbanin domosdoshmërisht fjalën "mot" (I lagësht), e cila qëndronte në një vend të përcaktuar rreptësisht në fjali, sipas rregullave të gramatikës gjermane. Plus, shumë faktorë erdhën në duart e kriptologëve: gabimet e operatorëve gjermanë, sekuestrimi i kopjeve të Enigma-s dhe librave të kodeve... Me pak fjalë, që nga fillimi i verës së vitit 1940, britanikët deshifruan të gjitha mesazhet e transmetuara duke përdorur Enigma. Besohet se pa një sukses të tillë, Lufta e Dytë Botërore mund të kishte zgjatur disa vjet më shumë. Edhe pse është e mundur që britanikët po e ekzagjerojnë kontributin e tyre. Një makinë shkrimi është si një makinë shkrimi, por askush nuk e ka anuluar ende rëndësinë e Frontit të Dytë...

Oriz. 3.1. Paraqitja e makinës së enkriptimit Enigma

Enigma ( Enigma) - një makinë portative enkriptimi që përdoret për të kriptuar dhe deshifruar mesazhet sekrete. Më saktësisht, Enigma është një familje e tërë makinash rrotulluese elektromekanike që janë përdorur që nga vitet 20 të shekullit të 20-të.

Enigma u përdor për qëllime komerciale, si dhe në shërbime ushtarake dhe qeveritare në shumë vende të botës, por më së shumti u përhap në Gjermani gjatë Luftës së Dytë Botërore. Është Enigma e Wehrmacht-it (Enigma e Wehrmacht)- modeli ushtarak gjerman - është më shpesh objekt studimi.

Megjithëse shifra e Enigmës ishte mjaft e dobët nga pikëpamja kriptografike, në praktikë ishte vetëm një kombinim i këtij faktori me të tjerë, të tilla si gabimet e operatorit, të metat procedurale dhe kapja e kopjeve dhe librave të kodeve Enigma, që u lejuan kriptanalistëve anglezë të thyheshin. mesazhe të koduara me shifrën Enigma.

Oriz. 3.2. Qarku elektrik i Enigmës (duke zëvendësuar shkronjën "A" me shkronjën "D" në tekst)

Efekti i enkriptimit të Enigma shfaqet për dy çelësa të shtypur radhazi - rryma rrjedh nëpër rotorë, "reflektohet" nga reflektori, pastaj kthehet përsëri përmes rotorëve. Vijat gri në figurë tregojnë qarqe të tjera të mundshme elektrike brenda secilit rotor. Shkronja "A" zëvendësohet në tekstin shifror ndryshe me shtypjen e njëpasnjëshme të tastit, fillimisht me "G", pastaj me "C". Sinjali merr një rrugë të ndryshme për shkak të rrotullimit të rotorit.

Ashtu si makinat e tjera rrotulluese, Enigma përbëhej nga një kombinim i sistemeve mekanike dhe elektrike. Pjesa mekanike përfshinte një tastierë, një grup disqesh rrotulluese (rotorë) të vendosur përgjatë një boshti dhe një mekanizëm hapësinor që drejton një ose më shumë rotorë me çdo goditje tasti. Lëvizja e rotorëve rezulton në zëvendësime të ndryshme të karaktereve sa herë që shtypni një tast në tastierë.

Pjesët mekanike u zhvendosën për të formuar një qark elektrik në ndryshim - domethënë, në fakt, kriptimi u krye elektrikisht. Kur shtypeshin tastet, qarku mbyllej, rryma kalonte nëpër komponentë të ndryshëm dhe përfundimisht ndezi një nga shumë llambat që shfaqnin shkronjën që shfaqej. Për shembull, kur kripton një mesazh që fillon "ANX...", operatori fillimisht shtypi butonin "A" dhe drita "Z" u ndez, domethënë "Z" u bë shkronja e parë e kriptogramit. Operatori vazhdoi enkriptimin duke shtypur "N" në tastierë dhe kështu me radhë deri në fund të mesazhit origjinal.

Ndryshimi i vazhdueshëm në qarkun elektrik nëpër të cilin kalonte rryma, për shkak të rrotullimit të rotorëve, bëri të mundur zbatimin e një kodi zëvendësues shumë-alfabetik, i cili jepte qëndrueshmëri të lartë për atë kohë.

Rotorët

Oriz. 3.3. Ana e majtë e rotorit Enigma, që tregon kontaktet elektrike të sheshta

.

Oriz. 3.4. Ana e djathtë e rotorit, kontaktet e pinit të dukshme

Rotorët janë zemra e Enigma. Çdo rotor është një disk me diametër përafërsisht 10 cm, i bërë prej gome të fortë ose bakelit, me kontakte kunjash të ngarkuara me susta në njërën anë të rotorit, të rregulluar në një perimetër; në anën tjetër ka një numër përkatës të kontakteve elektrike të sheshta. Kontaktet e gjilpërave dhe lopëve korrespondojnë me shkronjat në alfabet; Zakonisht këto janë 26 shkronja "A"..."Z". Gjatë kontaktit, kontaktet e rotorëve ngjitur plotësojnë një qark elektrik. Brenda rotorit, çdo kontakt pin është i lidhur me një të sheshtë. Rendi i lidhjes mund të ndryshojë.

Rotori vetë riprodhon enkriptimin thjesht duke zëvendësuar karakteret. Për shembull, kontakti që përfaqëson shkronjën "E" mund të lidhet me kontaktin e shkronjës "T" në anën tjetër të rotorit. Por kur përdorni disa rotorë në një tufë (zakonisht tre ose katër), për shkak të lëvizjes së tyre të vazhdueshme, merret një lloj më i qëndrueshëm i kriptimit shumë-alfabetik.

Rotori mund të zërë një nga 26 pozicionet në makinë. Mund të rrotullohet me dorë duke përdorur një rrotë gishti të përthyer që del nga jashtë siç tregohet në Fig. 3.5. Për të siguruar që operatori mund të përcaktojë gjithmonë pozicionin e rotorit, ka një unazë alfabeti në çdo buzë; njëra nga shkronjat është e dukshme nga dritarja. Në modelet e hershme Enigma unaza e alfabetit ishte e fiksuar; në versionet e mëvonshme, u prezantua një dizajn më i ndërlikuar me aftësinë për ta rregulluar atë. Çdo rotor përmban një nivel (ose disa pika) të përdorura për të kontrolluar lëvizjen e rotorëve.

Oriz. 3.5. Rotori i çmontuar

1. unazë me dhëmbëza
2. Pika e shënimit për kontaktin "A"
3. unazë alfabeti
4. kontakte të konservuara
5. instalime elektrike
6. pin kontaktet
7. levë susta për rregullimin e unazës
8. mëngë
9. unaza e gishtit
10. rrotë me arpion

Oriz. 3.6. Tre rotorë të lidhur në seri

Versionet ushtarake të Enigma u prodhuan me rotorë të shumtë; modeli i parë përmbante vetëm tre. Në vitin 1938 kishte pesë, por vetëm tre prej tyre u përdorën në makinë në të njëjtën kohë. Këta lloje të rotorëve u shënuan me numrat romakë I, II, III, IV, V, të gjithë me një nivel të vetëm të vendosur në vende të ndryshme në unazën e alfabetit. Në versionet detare Enigma e Wehrmacht përmbante një numër më të madh të rotorëve se të tjerët: gjashtë, shtatë ose tetë.

NË Enigma e WehrmachtÇdo rotor është ngjitur në një unazë të rregullueshme me pika. Pesë rotorët bazë (I-V) kishin nga një shkallë, ndërsa rotorët detarë me rotorë shtesë (VI-VIII) kishin dy. Në një pikë të caktuar, prerja bie kundër putrës, duke e lejuar atë të fusë arpin e rotorit të ardhshëm kur shtypet tasti. Kur putra nuk bie në prerje, ajo thjesht rrëshqet përgjatë sipërfaqes së unazës pa kapur ingranazhet. Në një sistem me një nivel, rotori i dytë përparon një pozicion ndërsa i pari përparon 26. Po kështu, rotori i tretë përparon një hap ndërsa i dyti përparon 26 hapa. E veçanta ishte se edhe rotori i dytë kthehej nëse kthehej i treti; kjo do të thotë se rotori i dytë mund të rrotullohet dy herë me dy shtypje të njëpasnjëshme të tastit, e ashtuquajtura "lëvizje me dy hapa", e cila çon në një ulje të periudhës së enkriptimit.

Oriz. 3.7. Rotoret enigma ne gjendje te montuar. Tre rotorë lëvizës vendosen midis dy pjesëve fikse: unazës hyrëse dhe reflektorit (të etiketuar "B" në të majtë)

Rrota hyrëse

Rrota hyrëse ( Eintrittswalze në gjermanisht), ose statori hyrës, lidh panelin patch, ose (nëse mungon) tastierën dhe panelin e llambës, me rotorët. Megjithëse lidhja fikse e telave ka një rëndësi relativisht të vogël nga pikëpamja e sigurisë, ajo doli të ishte paksa pengesë në punën e kriptanalistit polak Marjan Redzewski kur ai po përpiqej të përcaktonte një metodë për ndërrimin e telave brenda rotorëve. Versioni komercial i Enigma-s lidhte shkronjat sipas renditjes që shfaqeshin në tastierë: QA, WB, EC, e kështu me radhë. Sidoqoftë, versioni ushtarak i lidhte ato sipas rendit të drejtpërdrejtë alfabetik: AA, BB, CC, etj.

Reflektori

Me përjashtim të modeleve të hershme A dhe B, rotori i fundit u pasua nga një reflektor ( Umkehrwalze në gjermanisht), një veçori e patentuar që dallonte familjen Enigma nga makinat e tjera rrotulluese të zhvilluara në atë kohë. Reflektori lidh kontaktet e rotorit të fundit në çifte, duke kaluar rrymën përmes rotorëve në drejtim të kundërt, por përgjatë një rruge të ndryshme. Reflektori garanton që transformimi i zbatuar nga Enigma është një involucion, d.m.th. procesi i deshifrimit është simetrik me procesin e enkriptimit. Përveç kësaj, reflektori i jep Enigmës vetinë që asnjë shkronjë nuk mund të kodohet vetvetiu. Kjo ishte një e metë serioze konceptuale që më vonë u shfrytëzua nga kodthyesit.