Enigma şifreleme ilkesi. Japon şifreleme makineleri

Casus hikayeleri halk arasında her zaman büyük ilgi uyandırır. Maceracılık ruhu ve kasaları kıran ve süper gizli kodları hiçbir sorun yaşamadan çözen gizli ajanların inanılmaz ustalığı izleyicileri büyülüyor. Ama aslında en azından son noktada her şey çok daha sıradan.

30 09 2015
16:19

Gizli servislerde herkesin kendi görevi vardır - bu özel uzmanın en iyi şekilde başa çıktığı görev. Ve veri şifreleme alanında en verimli çalışanlar insanlar değil, makinelerdir. Hadi onlar hakkında konuşalım.

Dünyanın en ünlüsü şifreleme makinesiİkinci Dünya Savaşı sırasında Nazi Almanyası tarafından kullanıldı. Üçüncü Reich'ın komutanlığı gizli bilgilerin çoğunu onun yardımıyla iletti. Düşmanın planlarını bilmek gerekiyordu ama Enigma'nın sırrını anlatacak kişiyi yakalamak imkansızdı.

Bugün, onlarca yıl sonra, onun yapısını herkese yeterli ayrıntıyla açıklayabiliriz.

1920'lerin taşınabilir cihazı, tıpkı o zamanın sıradan daktiloları gibi, bir çantaya benziyordu. Ancak bir kağıdı hareket ettiren standart klavye ve silindirlere ek olarak Enigma'daki alanın önemli bir kısmı elektronik ve mekanik bileşenler tarafından işgal edildi.

Makine üç rotorun çalışmasına ve bir tuşa basıldığında bir veya daha fazla rotoru hareket ettiren bir basamak mekanizmasına dayanmaktadır.

Açıklama olmadan şema oldukça karmaşık görünüyor, bu yüzden gerekli kısa açıklama. Bir tuşa basıldığında geçen akım sağ rotoru hareket ettiriyordu. Hangi harfin veya sembolün geldiğine bağlı olarak ikinci ve üçüncü rotorlar sırayla yer değiştirdi (bazı modellerde 4 rotor vardı). Daha sonra akım, rotorlardan sonra elektrik devresinde bulunan reflektörden yansıdı ve onlara geri döndü, ancak farklı bir şekilde onları buna göre kaydırdı. Buna göre çıktı, operatörün yazdığından tamamen farklı harflerden oluşan bir metindi. Elektrik devresinin konfigürasyonundaki sürekli değişiklik nedeniyle, bazı harflerin diğerleriyle basit bir şekilde değiştirilmesine rağmen şifre daha güvenilirdi.

Bu şifreleme yönteminin birçok dezavantajı vardı ve en önemlilerinden biri, herhangi bir karakteri kendi başına şifrelemenin imkansızlığıydı. Enigma bunu, şifreyi daha karmaşık hale getirmeye yardımcı olan ancak sonuçta kod kırıcıların işini büyük ölçüde basitleştiren yansıtıcıya borçluydu.

Enigma kodunun çözülmesi, kodu çözen Alan Turing'e dünya çapında ün kazandırdı. Daha doğrusu bu gerçek en çok bu şekilde dile getiriliyor. Aslında İngiliz matematikçi ve kriptograf, şifrenin çözülmesinde doğrudan yer almadı. Bombe için, istihbarat ve karşı istihbarat uzmanlarının doğrudan kodu çözdüğü bir makine olan matematiksel bir mantıksal aparat geliştirdi.

Enigma'nın kendisi bir daktilo boyutundaysa, Bombe 2,5 ton ağırlığındaydı ve 3x2,1x0,6 metre boyutlarında büyük bir dolabın analoguydu. Savaştan sonra gereksiz olduğu için (ve gizliliği korumak için) tüm Bombe'ler yok edildi. Modern bilim adamlarının onu restore etmesi 2 yıl sürdü - çok karmaşık olduğu ortaya çıktı.

Hem sıradan birimler arasındaki hem de komuta içindeki tüm iletişimin tek bir yöntemle şifrelenmesi garip ve güvensiz bir karar olacaktır. Bu nedenle, İkinci Dünya Savaşı'nın biraz daha az ünlü olan ikinci şifre makinesi Lorenz'di. Enigma'dan farklı olarak bu cihaz çok hantaldı ve geçici kamplar ve hızlı hareketler için uygun değildi ve bu nedenle çoğunlukla büyük merkezlere kuruldu. Hareketliliğin faydalarını anlayan Almanlar neden onu daha kompakt hale getirmedi? Bunun cevabı amacındadır; bir teletip kullanarak akış şifrelemesi üretmiştir. Teletip, daktilo işlevi gören bir cihazdır. elektronik elemanlar bir kanal (genellikle kablolu bir kanal) üzerinden mesaj iletmek için.

Fotoğraf: Lorenz muhafazalı ve muhafazasız

Aynı makine metni hem şifreleyebilir hem de şifresini çözebilirdi ki bu oldukça riskliydi, ancak komutun ele geçirilmesi durumunda hiçbir cihaz yardımcı olmayacağı için haklıydı. Bilgiler, makinenin iki bölümünde bulunan 12 disk kullanılarak kodlandı. Her biri belirli sayıda temas noktasına sahip olan psi-, chi- ve mu-diskler olmak üzere 3 parçaya ayrıldılar. Kişiler sırasıyla üç ayda bir, ayda bir ve günde bir kez değiştirildi. Mesaj, alıcı tarafın makinesi tarafından delindiği delikli kağıt bant (modern depolama ortamının prototipi) kullanılarak iletildi.

Ancak her zorlu somun için dişli bir cıvata vardır. İngiliz istihbaratının Colossus adında, çok daha sonraki Pentium 1996'dan (gerçekleştirilen görevlere göre) daha güçlü bir makine yaratması gerekiyordu.

Bu cihaz bazen dünyadaki ilk bilgisayarlardan biri olarak anılsa da gerçekten bu kelimenin kendisi değil. Mekanizması, dijital işlevleri yerine getiren elektronik devreler içeriyordu, ancak böyle bir bellek yoktu - bunun yerine kapalı döngü delikli bir bant kullanıldı. Bir buçuk bin vakum tüpü, birbirinin yerine geçen birkaç operatör, ayrı bir oda ve inanılmaz miktarda delikli bant - Alman komutanlığından gelen mesajların şifresini çözmek için kullanılan kurulum böyle görünüyordu.

Nasıl çalıştı? Ele geçirilen mesajlar delikli bant üzerine yazılıyor ve yaklaşık 80 km/saat hızla makineden geçiriliyordu. Her karakter, yerine bir delik veya bir bant bölümünün yerleştirilebileceği 5 alana kodlandı. Daha sonra, Bill Tutt tarafından oluşturulan Lorenz istatistiksel modelini kullanan makine, alınan bilgiyi 501 modelden geçirdi (bu, bu tür şifreleme için belirlenen sayıdır) ve eşleşmeler buldu, verileri analiz etti ve sonucu basılı biçimde üretti. Bu yöntem, kod çözme için harcanan süreyi birkaç günden birkaç saate indirmemize olanak sağladı.

Gizli kodları oluşturmaya ve kırmaya yarayan makinelerin boyutlarının nasıl büyük farklılıklar gösterdiğini görebilirsiniz. Başka bir deyişle, kırmanın inşa etmekten daha kolay olmadığı durum tam da budur.

Şifreleme ve şifre çözme teknolojilerine ilişkin yazı dizisi devam edecek.

Dmitry Potapkin, özellikle Obzor.press için.

Bu toplulukta ünlü Enigma şifreleme makinesi hakkında birçok makale buldum, ancak hiçbiri makinenin çalışması için ayrıntılı bir algoritma açıklamadı. Elbette birçok kişi bunun reklamının yapılmasına gerek olmadığını söyleyecektir, ancak umarım birisinin bunu bilmesi faydalı olur. Her şey nerede başladı? Birinci Dünya Savaşı sırasında Playfair şifresi çok popülerdi. Onun özü şuydu: harfler Latin alfabesi 5x5'lik bir kareye yazıldı ve ardından orijinal alfabenin harfleri çiftlere bölündü. Daha sonra kareyi anahtar olarak kullanarak bu bigramların yerini başkaları aldı. belirli bir algoritma. Bu şifrenin avantajı, ek cihazlar gerektirmemesi ve kural olarak, mesajın şifresi çözüldüğünde alaka düzeyini çoktan kaybetmiş olmasıydı. Gizli yazmanın bir başka yöntemi de Jefferson şifresiydi.

Bu cihaz, tek bir eksene dizilmiş belirli sayıda diskten oluşuyordu (genellikle 36 disk vardı). Her biri bir harfi temsil eden 26 parçaya bölünmüştü. Disklerdeki harfler şu şekilde düzenlenmiştir: rastgele sıra. Operatör diskleri döndürerek istenen mesajı yazdı ve ardından başka bir satırı yeniden yazdı. Bu mesajı alan kişi, tamamen aynı harf düzenine sahip aynı cihaza sahip olmalı. Her iki yöntem de o zamanlar için nispeten iyiydi, ancak insanlığın zaten 20. yüzyıla girdiği göz önüne alındığında, şifreleme sürecini makineleştirme ihtiyacı ortaya çıktı. 1920 yılında Hollandalı mucit Alexander Koch ilk döner şifreleme makinesini icat etti. Daha sonra bunun patentini aldılar Alman mucitler, onu geliştiren ve “Enigma” (Yunanca - gizemden) adı altında üretime geçiren kişi. Böylece bu makine, yazışmalarını gizli tutmak isteyen birçok şirket tarafından satın alındı. Enigma'nın tüm dehası buydu; herkes şifreleme algoritmasını biliyordu ama kimse doğru anahtarı bulamadı çünkü numara olası kombinasyonlar 15 katrilyonu aştı. Enigma'nın nasıl kırıldığını öğrenmek istiyorsanız Simon Singh'in "The Code Book" adlı kitabını okumanızı tavsiye ederim. Yukarıdakilerin hepsini özetleyerek Enigma şifresinin Jefferson şifresi ile Sezar şifresinin bir tür karışımı olduğunu söylemek istiyorum.

Öyleyse algoritmayı incelemeye başlayalım. Bu site, tüm süreci bütünüyle erişilebilir ve görsel bir biçimde gösteren çok iyi bir simülatöre sahiptir. Üç rotorlu Enigma'nın çalışma prensibine bakalım. Üç rotoru barındıracak üç bölmesi ve bir reflektörü barındıracak ek bir bölmesi vardı. İkinci Dünya Savaşı sırasında toplam sekiz rotor ve dört reflektör üretildi, ancak aynı anda yalnızca makinenin tasarlandığı kadarı kullanılabiliyordu. Her rotorun 26 bölümü vardı; ayrı mektup Alfabenin yanı sıra komşu rotorlarla etkileşim için 26 kontak. Operatör istenen harfe bastığı anda kapandı elektrik devresişifrelenmiş bir mektubun ortaya çıkmasına neden olur. Reflektör nedeniyle devre kapatıldı.

Şekilde "A" tuşuna basılması ve ardından "G" harfinin kodunun çözülmesi gösterilmektedir. Bir harf girildikten sonra en sağdaki rotor ileri doğru hareket ederek anahtarı değiştirdi. Peki bir harf nasıl başka bir harfle değiştirildi? Dediğim gibi Enigma için sekiz farklı rotor geliştirildi. Her birinin içine 26 farklı anahtarlama bağlantısı kuruldu. Her biri için ayrıntılı özellikler sunulmaktadır. Örneğin, ilk rotorun girişinde “N” harfi alınmışsa, çıktı yalnızca “W” olmalı ve başka harf olmamalıdır. Eğer bu harf ikinci rotorda olsaydı çoktan “T”ye vs. dönüşmüş olurdu. Yani her rotor iletişim açısından açıkça tanımlanmış bir görevi yerine getiriyordu. Yüzüklerin rolü neydi? Aşağıdaki örneği düşünün. III, II ve I rotorlarını takalım ve halkaların sırası “C”, “U” ve “Q” olacaktır.

“A” tuşuna basın. En sağdaki rotor bir adım ileri dönecek yani “Q” harfi “R”ye dönüşecek. Ortadaki rotor da öne doğru "V" şeklinde dönecek ama buna biraz sonra değineceğim. Böylece “A” harfimiz, I rotorunun takılı olduğu ve üzerinde “R” harfinin bulunduğu ilk bölmeden yolculuğuna başlıyor. Zaten ilk rotora ulaşmadan önce, harf ilk dönüşümüne giriyor: "R" harfiyle ekleme modulo 26. Aslında bu bir Sezar şifresidir. 0'dan 25'e kadar tüm harfleri numaralandırırsak "A" harfi sadece sıfır olacaktır. Bu, toplama sonucunun “R” harfi olacağı anlamına gelir. Ayrıca siz ve ben, ilk bölmede bir rotor I olduğunu ve tasarımının “R” harfinin her zaman “U”ya dönüşmesini sağladığını biliyoruz. Şimdi rotor II'nin bulunduğu ikinci bölme geliyor. Yine ikinci rotora çarpmadan önce artık “U” harfi biraz farklı bir algoritmaya göre değişiyor: fark sonraki rotorun ve öncekinin değerleri. Açıklayayım. İkinci rotorda “V” harfi bizi bekliyor, bir önceki rotorda ise “R” farkı dört harfe eşit oluyor ve “U” harfimize ekleniyor. Bu nedenle ikinci rotor “Y” harfini alır. Ayrıca tabloya göre ikinci rotorda “Y” harfinin “O” harfine karşılık geldiğini görüyoruz. Daha sonra tekrar "C" ve "V" harfleri arasındaki farka bakıyoruz - bu yediye eşittir. Böylece “O” harfini yedi konum kaydırıp “V” elde ediyoruz. Rotor III'te "V", "M" olur. Reflektöre gelmeden önce harfimizden “C” harfi çıkarılarak “K” harfine dönüştürülür. Daha sonra yansıma gelir. Dikkat ederseniz, her rotorda büyük döngüsel gruplar oluşur, örneğin: (A – E – L – T – P – H – Q – X – R – U) ve reflektörde çiftlere ayrılırlar: (A - Y) (B - R)(C - U), vb. Bu daha sonra deşifre edilebilmesi için yapılır. "K" nin "N" ile değiştirildiği (ve tam tersi) reflektör B'nin takılı olduğunu varsayalım. Yolun yarısı tamamlandı. Şimdi tekrar “C” harfinin değerini ekleyerek “P” harfini elde ediyoruz. Burada ise tam tersine üçüncü rotorun satırında “P”yi buluyoruz ve bastığımızda hangi harfin görüneceğine bakıyoruz. Bu "H" harfi. Üçüncü rotordaki dönüşüm tamamlandı. Şimdi bu harften “C” ve “V” harflerinin farkı çıkarılıyor, yani yedi. "A" harfini alıyoruz. İkinci rotorda ise kendine dönüşüyor, dolayısıyla onu değiştirmeden bırakıyoruz. Daha sonra “V” ve “R” harfleri arasındaki farkı yani dört rakamını çıkarıyoruz ve “W” harfini elde ediyoruz. İlk rotorda ters dönüşümü “N” harfiyle gösterilmektedir. Geriye kalan tek şey “R” harfini çıkarmak ve istenilen “W” harfini elde etmek. Gördüğünüz gibi makinenin çalışma algoritmasının göründüğü kadar karmaşık olmadığı ortaya çıktı. Şifreyi geliştirmek için Almanlar, harflerin çiftler halinde değiştirilmesine olanak tanıyan bir santral geliştirdi. "Q" ve "W" harflerini birleştirirsek, aynı "A" harfini girdiğimizde "Q" elde ederiz, çünkü aslında bir "W" olması gerekir, ancak bunun yerine "Q" harfi gelir. . İşte operasyonun ekteki diyagramı.


Geriye kalan tek şey rotorların birbirine göre yer değiştirmesinden bahsetmek. Bir tuşa basıldığında sağ rotor her zaman bir adım dönüyordu. Örneğin rotor I için bu konum “R” harfine eşittir. Örneğimizde ikinci rotorun dönmesinin nedeni budur: İlk rotor “R” harfinden geçmiştir. Daha sonra sağ rotor belirli bir pozisyondan geçtikten sonra soldakini bir adım harekete geçirir. Daha gelişmiş modellerde sol rotor iki hatta üç kez dönüyordu.

Sonuç olarak şunu söyleyeceğim

2004 yılında Chemnitz Üniversitesi'nde (Almanya) savunulan "İkinci Dünya Savaşı sırasında şifreleme makineleri ve şifre çözme cihazları" tezindeki materyallere dayanmaktadır.

Giriiş. Genel halk için "Enigma" (Yunanca - bir bilmece) kelimesi, denizaltılarla ilgili filmlerde ve çok az şey içeren benzer romanlarda ele alınan "şifre makinesi" ve "şifre kırma" kavramlarıyla eş anlamlıdır. gerçeklikle yapın. "Kırmak" için özel şifre çözme makinelerinin oluşturulduğu başka şifreleme makinelerinin olduğu ve bunun İkinci Dünya Savaşı'nda yarattığı sonuçlar hakkında halk tarafından çok az şey biliniyor.

Ancak bu konuyla ilgilenmeyeceğiz ve kendimizi Alman şifreleme kodlarının ifşa edilmesine katkıda bulunan bilimsel, teknik ve organizasyonel koşullarla sınırlayacağız. Ve özellikle önemli olan, "hackleme" için makine yöntemleri geliştirmenin ve bunları başarıyla kullanmanın nasıl ve neden mümkün olduğudur.
Enigma kodlarının ve diğer şifreleme makinelerinin kodlarının hacklenmesi, müttefiklerin yalnızca askeri-taktik bilgilere değil, aynı zamanda Dışişleri Bakanlığı, polis, SS ve demiryolundan gelen bilgilere de erişmesini sağladı. Bu aynı zamanda Mihver ülkelerinden gelen iletişimleri, özellikle de Japon diplomasisini ve İtalyan ordusu. Müttefikler ayrıca şu konularda da bilgi aldı: dahili konum Almanya ve müttefiklerinde.

Binlerce kişilik bir ekip, şifreleri çözmek için yalnızca İngiltere'de çalıştı. gizli servis. Bu çalışma, Birinci Dünya Savaşı deneyiminden bu çalışmanın önemini bilen İngiltere Başbakanı Winston Churchill tarafından bizzat denetlendi. Donanma Sekreteriİngiltere hükümeti. Zaten Kasım 1914'te, ele geçirilen tüm düşman telgraflarının deşifre edilmesini emretti. Ayrıca Alman komutanlığının düşüncesini anlamak için daha önce ele geçirilen telgrafların deşifre edilmesini emretti. Bu onun öngörüsünün kanıtıdır. Bu faaliyetin en meşhur sonucu ABD'yi Birinci Dünya Savaşı'na girmeye zorlamaktı.
Aynı derecede ileri görüşlülük, özellikle düşman gemilerinin radyo trafiğini dinleyen İngilizce dinleme istasyonlarının (o zamanlar tamamen yeni bir fikir) yaratılmasıydı.

Daha o zaman ve iki dünya savaşı arasındaki dönemde Churchill bu tür faaliyetleri yeni bir silah türüyle eşitlemişti. Son olarak kendi radyo iletişimlerimizi sınıflandırmanın gerekli olduğu açıktı. Ve tüm bunların düşmandan gizli tutulması gerekiyordu. Üçüncü Reich'ın liderlerinin tüm bunları anladığı konusunda büyük şüpheler var. Wehrmacht'ın (OKW) liderliğinde, az sayıda kriptoloğun bulunduğu ve "düşman radyo mesajlarını açığa çıkarmak için yöntemler geliştirme" görevi olan bir departman vardı ve biz, bu görevle görevlendirilen ön saflardaki radyo keşif subaylarından bahsediyorduk. ön hat komutanlarına öndeki sektörleri hakkında taktik bilgiler sağlamak. İÇİNDE Alman ordusu Kullanılan şifreleme makineleri kriptologlar tarafından değil (şifreleme kalitesi ve kırma yeteneklerine göre) teknik uzmanlar tarafından değerlendirildi.

Müttefikler, Alman şifreleme teknolojisinin kademeli olarak gelişmesini ve ayrıca şifreleme kodlarını kırma yöntemlerini geliştirdiler. Almanlar, Müttefiklerin farkındalığını gösteren gerçekleri ihanete ve casusluğa bağladı. Buna ek olarak, Üçüncü Reich'ta genellikle açık bir itaat yoktu ve ordunun farklı şubelerinin şifreleme hizmetleri yalnızca birbirleriyle etkileşime girmemekle kalmadı, aynı zamanda becerilerini ordunun diğer şubelerinin kriptograflarından da sakladı, çünkü " rekabet” günün gündemiydi. Almanlar, bunun için çok az sayıda kriptologa sahip oldukları ve birbirlerinden ayrı olarak çalıştıkları için Müttefiklerin şifreleme kodlarını çözmeye çalışmadılar. İngiliz kriptologların deneyimi şunu gösterdi: işbirliği Büyük bir kriptolog ekibi, atanan sorunların neredeyse tamamını çözmeyi mümkün kıldı. Savaşın sonlarına doğru şifreleme alanında makine tabanlı çalışmalardan bilgisayar tabanlı çalışmalara kademeli bir geçiş başladı.

Askeri işlerde şifreleme makineleri ilk kez 1926'da Almanya'da kullanıldı. Bu, Almanya'nın potansiyel rakiplerini de geliştirmeye katılmaya teşvik etti kendi yöntemlerişifreleme ve şifre çözme. Örneğin Polonya bu konuyu ele aldı ve önce kendisini geliştirmesi gerekiyordu. teorik temeller makine kriptolojisi, çünkü “manuel” yöntemler buna uygun değildi. Gelecek Savaş her gün binlerce radyo mesajının şifresinin çözülmesini gerektirir. 1930'da makine kriptolojik analizi üzerinde çalışmaya ilk başlayanlar Polonyalı uzmanlardı. Savaşın patlak vermesi ve Polonya ile Fransa'nın işgal edilmesinden sonra bu çalışma İngiliz uzmanlar tarafından sürdürüldü. Burada özellikle önemli olanlar şunlardı: teorik çalışmalar A. Turing'in matematik. 1942'den bu yana şifreleme kodlarını kırmak son derece yaygınlaştı. önemli Alman komutanlığı emirlerini iletmek için giderek daha fazla radyo iletişimini kullandığından beri. Şifre çözme makineleri için tamamen yeni kriptolojik analiz yöntemleri geliştirmek gerekiyordu.

Tarihsel bilgi.
Julius Caesar, metin şifrelemeyi kullanan ilk kişiydi. 9. yüzyılda Arap bilim adamı Al-Kindi ilk olarak metnin şifresini çözme sorununu ele aldı. 15. ve 16. yüzyıl İtalyan matematikçilerinin çalışmaları şifreleme yöntemlerinin geliştirilmesine adanmıştı. Birinci mekanik cihaz 1786'da İsveçli bir diplomat tarafından icat edilen böyle bir cihaz da mevcuttu Amerikan Başkanı 1795 yılında Jefferson. Sadece 1922'de bu cihaz bir kriptolog tarafından geliştirildi Amerikan ordusu Mauborn. İkinci Dünya Savaşı'nın patlak vermesine kadar taktik mesajları şifrelemek için kullanıldı. Kullanılabilirliği artırmaya yönelik patentler (ancak şifreleme güvenliği için değil) 1915'ten itibaren ABD Patent Ofisi tarafından yayınlandı. Bütün bunların ticari yazışmaları şifrelemek için kullanılması gerekiyordu. Cihazlardaki sayısız iyileştirmeye rağmen yalnızca kısa metin şifrelemenin güvenilir olduğu açıktı.

Birinci Dünya Savaşı'nın sonunda ve onu takip eden ilk yıllarda, bunun bir tür hobi olduğu amatörler tarafından yaratılan birçok icat ortaya çıktı. Bunlardan iki tanesini isimlendirelim: Hebern ve Vernam, ikisi de Amerikalı, ikisi de büyük olasılıkla kriptoloji bilimini hiç duymamıştı. Hatta ikisinden ikincisi, o zamanlar profesyonel matematikçiler dışında çok az kişinin bildiği Boolean mantığının bazı işlemlerini bile uyguladı. Profesyonel kriptologlar bu şifreleme makinelerini daha da geliştirmeye başladı ve bu da bilgisayar korsanlığına karşı güvenliklerini artırmayı mümkün kıldı.

1919'dan beri Alman tasarımcılar da geliştirmelerinin patentini almaya başladı; ilklerden biri Enigma'nın gelecekteki mucidi Arthur Scherbius'tu (1878 - 1929). Benzer makinelerin dört çeşidi geliştirildi, ancak muhtemelen makinelerin pahalı ve bakımının zor olması nedeniyle bunlara ticari bir ilgi yoktu. Ne Donanma ne de Dışişleri Bakanlığı, mucidin tekliflerini kabul etmedi, bu yüzden şifreleme makinesini ekonominin sivil sektörlerine sunmaya çalıştı. Ordu ve Dışişleri Bakanlığı kitaplar kullanarak şifrelemeyi kullanmaya devam etti.

Arthur Scherbius, şifreleme makinesi patentini satın alan şirkette çalışmaya başladı. Bu şirket, yazarının ölümünden sonra bile Enigma'yı geliştirmeye devam etti. İkinci versiyonda (Enigma B), makine değiştirilmiş bir elektrikli daktiloydu, bir tarafında 4 adet değiştirilebilir rotor şeklinde bir şifreleme cihazı ile donatılmıştı. Şirket, makineyi geniş çapta sergiledi ve hacklenemez olarak reklamını yaptı. Reichswehr memurları onunla ilgilenmeye başladı. Gerçek şu ki, 1923'te Churchill'in kriptolojik başarılarından bahsettiği anıları yayınlandı. Bu, Alman ordusunun liderleri arasında şoka neden oldu. Alman subaylar, askeri ve diplomatik iletişimlerinin çoğunun İngiliz ve Fransız uzmanlar tarafından deşifre edildiğini öğrendi! Ve bu başarı büyük ölçüde amatör kriptologlar tarafından icat edilen amatör şifrelemenin zayıflığından kaynaklanıyordu, çünkü Alman askeri kriptolojisi yoktu. Doğal olarak askeri iletişim için güçlü şifreleme yöntemleri aramaya başladılar. Bu nedenle Enigma ile ilgilenmeye başladılar.

Enigma'nın çeşitli modifikasyonları vardı: A, B, C, vb. Modifikasyon C, mesajların hem şifrelenmesini hem de şifresinin çözülmesini gerçekleştirebilir; karmaşık bir bakım gerektirmiyordu. Ancak ürünleri henüz korsanlığa karşı dayanıklı değildi çünkü yaratıcılara profesyonel kriptologlar tavsiyede bulunmamıştı. Alman ordusu tarafından kullanıldı donanma 1926'dan 1934'e Bir sonraki değişiklik olan Enigma D de ticari bir başarıydı. Daha sonra 1940'tan itibaren Doğu Avrupa'nın işgal altındaki bölgelerinde demiryolu taşımacılığında kullanılmaya başlandı.
1934'te Alman donanması Enigma I'in başka bir modifikasyonunu kullanmaya başladı.

Polonyalı kriptologların bu makine tarafından sınıflandırılan Alman radyo mesajlarının şifresini çözmeye çalışması ve bu çalışmanın sonuçlarının bir şekilde Alman istihbaratı tarafından öğrenilmesi ilginçtir. İlk başta Polonyalılar başarılıydı ama onları "izleyenler" Alman istihbaratı bunu kriptologlarına bildirdi ve onlar da şifreleri değiştirdiler. Polonyalı kriptologların Enigma -1 ile şifrelenmiş mesajları kıramadığı ortaya çıkınca kara kuvvetleri Wehrmacht da bu makineyi kullanmaya başladı. Bazı iyileştirmelerden sonra, İkinci Dünya Savaşı'nda ana makine haline gelen bu şifreleme makinesiydi. 1942'den beri Alman denizaltı filosu Enigma-4 modifikasyonunu benimsedi.

Yavaş yavaş, Temmuz 1944'e gelindiğinde, şifreleme işinin kontrolü Wehrmacht'ın elinden SS'nin çatısına geçti; buradaki asıl rol, silahlı kuvvetlerin bu kolları arasındaki rekabet tarafından oynandı. İkinci Dünya Savaşı'nın ilk günlerinden itibaren ABD, İsveç, Finlandiya, Norveç, İtalya ve diğer ülkelerin orduları doymuştu şifreleme makineleri. Almanya'da makine tasarımları sürekli olarak geliştirilmektedir. Bu durumda asıl zorluk, düşmanın belirli bir makine tarafından şifrelenen metinleri çözüp çözemediğinin bulunamamasıydı. Tümen üzerindeki seviyelerde çeşitli modifikasyonlara sahip Enigma tanıtıldı ve savaştan sonra (model “Schlüsselkasten 43”) Ekim 1945'te Chemnitz'de üretilmeye devam edildi. Ocak 1946'da 1.000 adet üretildi. - zaten 10.000 parça!

Telgraf, tarihi bilgiler.
Elektrik akımının ortaya çıkışı, 19. yüzyılda sanayileşmeye paralel olarak tesadüfi olmayan telgrafın hızla gelişmesine neden oldu. İtici güç vardı demiryolları Telgrafı demiryolu trafiğinin ihtiyaçları için kullanan, işaretçiler gibi her türlü cihazın geliştirildiği. Steinhel'in cihazı 1836'da ortaya çıktı ve 1840'ta Samuel MORSE tarafından geliştirildi. Alınan elektriksel darbeleri okunabilir türe dönüştüren Siemens ve Halske matbaa telgrafı (Siemens & Halske, 1850) biçiminde daha ileri gelişmeler geldi. Ve 1855'te icat edildi. Baskı tekerleği, bir dizi iyileştirmeden sonra 20. yüzyılda Hughes tarafından hala kullanılıyordu.

Bilgi aktarımını hızlandırmaya yönelik bir sonraki önemli buluş, 1867'de Wheatstone tarafından yaratıldı: cihazın mekanik olarak hissettiği Mors kodlu delikli bant. Daha fazla gelişme telgraf engellendi yetersiz kullanım tel verimi. İlk deneme 1871 yılında B. Meyer tarafından yapılmış ancak Mors harflerinin farklı uzunlukları ve darbe sayılarının buna engel olması nedeniyle başarısız olmuştur. Ancak 1874'te Fransız mühendis Emile Baudot bu sorunu çözmeyi başardı. Bu çözüm önümüzdeki 100 yılın standardı haline geldi. Baudot'nun yönteminin iki özelliği vardı önemli özellikler. İlk olarak ikili hesabın kullanımına yönelik ilk adımdı. İkincisi, ilk güvenilir çok kanallı veri iletim sistemiydi.

Telgrafın daha da gelişmesi, telgrafların postacılar kullanılarak dağıtılması ihtiyacına dayanıyordu. Her evde bir cihaz bulunması, bakımının özel personel tarafından yapılması, personel yardımı olmadan telgraf alınması, hatta sürekli bağlantı kurulması, sayfa sayfa mesaj gönderilmesi gibi farklı bir organizasyon sistemine ihtiyaç vardı. Böyle bir cihazın yalnızca ABD'de başarı şansı olabilir. Avrupa'da 1929'a kadar posta tekeli, mesaj iletmek için herhangi bir özel cihazın ortaya çıkmasını engelledi; bunların yalnızca postaneye kurulması gerekiyordu.

Bu yönde ilk adım 1901 yılında Avustralyalı Donald Murray tarafından atıldı. Özellikle Baudot'nun kodunu değiştirdi. Bu değişiklik 1931 yılına kadar standarttı. Buluşunun ABD'de patentini almaya cesaret edemediği için ticari başarısı olmadı. ABD'de iki Amerikalı mucit birbiriyle yarıştı: Howard Krum ve E.E. Kleinschmidt. Daha sonra Chicago'da tek bir şirket altında birleştiler ve 1024 yılında ekipman üretmeye başladılar ve ticari başarı elde ettiler. Alman Lorenz şirketi, makinelerinin birçoğunu ithal etti, postanelere kurdu ve Almanya'da üretim lisansı aldı. 1929'dan itibaren Almanya'da posta tekeli kaldırıldı ve özel kişiler telgraf kanallarına erişim sağladı. 1931 yılında telgraf kanalları için uluslararası standartların getirilmesi, tüm dünyayla telgraf iletişiminin düzenlenmesini mümkün kılmıştır. Aynı cihazlar 1927 yılında Siemens ve Halske tarafından üretilmeye başlandı.

Telgrafı şifreleme makinesiyle birleştiren ilk kişi, ATT şirketinin bir çalışanı olan 27 yaşındaki Amerikalı Gilbert Vernam'dı. 1918'de Boole cebirini ampirik olarak kullandığı bir patent başvurusunda bulundu (bu arada, onun hakkında hiçbir fikri yoktu ve o zamanlar dünya çapında birçok matematikçi tarafından inceleniyordu).
Amerikalı subay William Friedman, kriptolojiye büyük katkı sağladı; Amerikan şifreleme makinelerini neredeyse kırılmaz hale getirdi.

Siemens ve Halske'nin telgraf cihazları Almanya'da ortaya çıktığında onlarla ilgilenmeye başladım. donanma Almanya. Ancak liderliği hâlâ İngilizlerin olayı çözdüğü izlenimi altındaydı. Alman kodları ve mesajlarını okuyun. Bu nedenle telgraf aparatının bir şifreleme makinesine bağlanmasını talep ettiler. Bu o zamanlar tamamen yeni bir fikirdi çünkü Almanya'da şifreleme manuel olarak yapılıyordu ve ancak o zaman şifrelenmiş metinler aktarılıyordu.

ABD'de bu gereksinim Vernam cihazlarıyla karşılandı. Almanya'da Siemens ve Halske şirketi bu işi üstlendi. Bu konuyla ilgili ilk açık patenti Temmuz 1930'da verdiler. 1932'ye kadar İlk başta serbestçe satılan, ancak 1934'ten beri çalışabilir bir cihaz oluşturuldu. sınıflandırıldı. 1936'dan beri Bu cihazlar havacılıkta ve 1941'den beri kullanılmaya başlandı. - ve kara kuvvetleri. 1942'den beri Radyo mesajlarının makine şifrelemesi başladı.

Almanlar gelişmeye devam etti çeşitli modellerşifreleme makineleri, ancak ilk etapta mekanik kısmın iyileştirilmesini koydular, kriptolojiyi amatörce ele aldılar, imalat şirketleri istişareler için profesyonel kriptologları dahil etmediler. Tüm bu problemler için büyük önem taşıyan, 1942'den beri çok iyi okunan Amerikalı matematikçi Claude Shannon'un çalışmalarıydı. Bell Laboratuvarlarında çalıştı ve orada gizli araştırmalar yaptı matematiksel araştırma. Savaştan önce bile Boole cebiri ile telefondaki röle bağlantıları arasındaki analojiyi kanıtlamasıyla ünlüydü. Bir bilgi birimi olarak “bit”i keşfeden oydu. Savaştan sonra, 1948'de. Shannon ana eserini yazdı " Matematik teorisi iletişim." Bundan sonra üniversitede matematik profesörü oldu.

İlk düşünen Shannon oldu matematiksel model kriptoloji ve bilgi-teorik yöntemleri kullanarak şifrelenmiş metinlerin analizini geliştirdi. Teorisinin temel sorusu şudur: "Şifreli metin, düz metinle karşılaştırıldığında ne kadar bilgi içerir?" 1949 yılında bu soruyu yanıtladığı “Gizli Sistemlerin İletişim Teorisi” adlı eserini yayımladı. Burada gerçekleştirilen analiz, bir şifreleme yönteminin gücünü ölçen ilk ve tek analizdi. Savaş sonrası analizler ne Alman ne de Japon şifreleme makinelerinin kırılamaz olmadığını gösterdi. Ek olarak, şifre çözme görevini büyük ölçüde kolaylaştıran başka bilgi kaynakları da (örneğin istihbarat) vardır.

İngiltere'nin konumu, onu Amerika Birleşik Devletleri ile uzun şifreli metinler alışverişinde bulunmaya zorladı; bunların deşifre edilmesini mümkün kılan şey, çok uzun olmasıydı. İÇİNDE özel departmanİngiliz gizli servisi M 16, mesajın gizlilik derecesini artıran bir yöntem geliştirdi - ROCKEX. Amerikan yöntemi Dışişleri Bakanlığı'nın şifresi Alman uzmanlar tarafından kırılarak ilgili mesajların şifresi çözüldü. Bunu öğrendikten sonra, 1944'te Amerika Birleşik Devletleri. Kusurlu bir sistemi daha güvenilir bir sistemle değiştirdik. Aynı sıralarda Alman Wehrmacht, Deniz Kuvvetleri ve Dışişleri Bakanlığı da şifreleme teknolojisini yeni geliştirilenlerle değiştirdi. Yetersiz güvenilirlik Sovyet şifreleme yöntemleri de farklıydı, bu yüzden Amerikan hizmetleri hacklendi ve Amerikan atom bombasının casusluğuna karışan birçok Sovyet istihbarat görevlisinin kimliği belirlendi (Venona Operasyonu - kırma).

Bilgisayar korsanlığı.
Şimdi İngiliz HACKING Alman şifreleme makinelerinden, yani makinenin içindeki metinleri şifreleme yöntemini çözmesinden bahsedelim. . Alınan bu çalışma İngilizce adı ULTRA. Makine dışı şifre çözme yöntemleri çok emek gerektiriyordu ve savaş koşullarında kabul edilemezdi. Nasıl düzenlenmişlerdi? İngiliz arabaları Müttefiklerin Alman şifre kırıcılara karşı bir avantaj elde edemeyeceği şifre çözme için? Hangi bilgilere ve metinsel materyale ihtiyaçları vardı? Peki burada bir Alman hatası mı vardı ve eğer öyleyse neden oldu?

İlk olarak bilimsel ve teknik temeller.
İlk olarak bir ön hazırlık bilimsel çalışma, çünkü her şeyden önce algoritmaları kriptolojik ve matematiksel olarak analiz etmek gerekiyordu. Bu mümkündü çünkü şifreleme yaygın olarak kullanılıyordu Alman Wehrmacht'ı. Böyle bir analiz, yalnızca gizlice dinleme yoluyla elde edilen şifreli metinleri değil, aynı zamanda casusluk veya hırsızlık yoluyla elde edilen düz metinleri de gerektiriyordu. Ayrıca aynı şekilde şifrelenmiş farklı metinlere ihtiyaç vardı. Aynı zamanda dilsel analiz askeri adamların ve diplomatların dili. Sahip olmak uzun metinler tanıdık olmayan bir şifreleme makinesi için bile matematiksel olarak bir algoritma oluşturmak mümkün hale geldi. Daha sonra arabayı yeniden inşa etmeyi başardılar.

Bu iş için İngilizler, verileri sıralamak, kontrol etmek, arşivlemek ve makinelerin bakımını yapmak için matematikçiler, mühendisler, dilbilimciler, çevirmenler, askeri uzmanlar ve diğer çalışanlardan oluşan yaklaşık 10.000 kişiyi bir araya getirdi. Bu derneğe BP (Bletchley Park) adı verildi ve Churchill'in kişisel kontrolü altındaydı. Alınan bilgilerin Müttefiklerin elinde güçlü bir silah olduğu ortaya çıktı.

İngilizler Wehrmacht Enigma'da nasıl ustalaştı? Alman kodlarını ilk çözen Polonya oldu. Birinci Dünya Savaşı'ndan sonra, kaybedilen ve Polonya'ya devredilen toprakları geri almayı hayal eden her iki komşusu Almanya ve SSCB tarafından sürekli askeri tehlike altındaydı. Sürprizlerden kaçınmak için Polonyalılar radyo mesajlarını kaydetti ve bunları deşifre etti. Şubat 1926'daki tanıtımdan sonra büyük ölçüde paniğe kapıldılar. Alman Donanması Enigma C'de ve piyasaya sürülmesinden sonra kara kuvvetleri Temmuz 1928'de bu makine tarafından şifrelenen mesajları çözemediler.

Daha sonra Polonya Genelkurmay Başkanlığı'nın BS4 departmanı, özellikle Enigma'nın ilk ticari versiyonlarını bildikleri için Almanların makine şifrelemesi elde ettiğini varsaydı. Polonya istihbaratı bunu 1 Haziran 1930'dan itibaren Wehrmacht'ta doğruladı. Enigma 1 kullanıldı, Polonyalı askeri uzmanlar Alman mesajlarını çözemedi. Enigma belgelerini acenteleri aracılığıyla almalarına rağmen başarıya ulaşamadılar. Bilimsel bilgi eksikliği olduğu sonucuna vardılar. Daha sonra bir analiz sistemi oluşturmak için biri Göttingen'de okuyan üç matematikçiyi görevlendirdiler. Üçü de geçti ek eğitim Poznan Üniversitesi'nde okuyordu ve akıcı bir şekilde Almanca konuşuyordu. Enigma cihazını yeniden üretmeyi ve Varşova'da bir kopyasını oluşturmayı başardılar. Bunlardan biri olan Polonyalı matematikçi M. Rejewski'nin (1905 - 1980) olağanüstü başarılarına değinelim. Her ne kadar Wehrmacht mesajlarının şifrelenmesini sürekli geliştirse de Polonyalı uzmanlar 1 Ocak 1939'a kadar bunu başardılar. onları deşifre et. Bundan sonra Polonyalılar daha önce hiçbir iletişim kurmadıkları müttefiklerle işbirliği yapmaya başladı. Açık askeri tehlike göz önüne alındığında, bu tür bir işbirliği zaten tavsiye edilirdi. 25 Temmuz 1939 İngiliz ve Fransız temsilcilere bildikleri tüm bilgileri aktardılar. Aynı yılın 16 Ağustos'unda Polonya'nın "armağanı" İngiltere'ye ulaştı ve İngilizce uzmanları yeni oluşturulan VR transkripsiyon merkezinden onunla çalışmaya başladı.

İngiliz kriptologların sayısı Birinci Dünya Savaşı'ndan sonra azaldı ve yalnızca Dışişleri Bakanlığı çatısı altında kaldı. İspanya'daki savaş sırasında Almanlar Enigma D'yi kullandı ve geri kalan İngiliz kriptologlar, seçkin filolog Alfred Dillwyn'in (1885-1943) önderliğinde Alman mesajlarını deşifre etmeye devam ettiler. Ama temiz matematiksel yöntemler yeterli değildi. Bu zamana kadar, 1938'in sonunda. ziyaretçiler arasında İngilizce kursları Cambridge'li matematikçi Alan Turing'in kriptograf yetiştirdiği ortaya çıktı. Enigma 1'e yapılan saldırılarda yer aldı. "Turing makinesi" olarak bilinen ve bir şifre çözme algoritmasının kesinlikle var olduğunu iddia etmeyi mümkün kılan bir analiz modeli yarattı, geriye sadece onu keşfetmek kaldı!

Thüring, askerlik hizmetinden sorumlu kişi olarak BP'ye dahil edildi. 1 Mayıs 1940'a kadar ciddi bir başarı elde etti: Alman hava durumu servisinin her gün sabah saat 6'da şifreli bir hava durumu tahmini yayınlamasından yararlandı. Mutlaka "ıslak" (Wetter) kelimesini içerdiği ve katı kuralların olduğu açıktır. Almanca dilbilgisi cümledeki kesin konumunu önceden belirledi. Bu onun en sonunda Enigma'yı kırma sorununa bir çözüm bulmasını sağladı ve bunun için elektromekanik bir cihaz yarattı. Fikir 1940'ın başlarında aklına geldi ve aynı yılın Mayıs ayında bir grup mühendisin yardımıyla böyle bir cihaz yaratıldı. Almanca radyo mesajlarının dilinin basit olması, ifadeler ve ifadeler olması kod çözme işini kolaylaştırdı. bireysel kelimeler sıklıkla tekrarlanır. Alman subaylar, önemsiz olduğunu düşünerek kriptolojinin temellerini bilmiyorlardı.

İngiliz ordusu ve özellikle kişisel olarak Churchill, mesajların şifresinin çözülmesine sürekli dikkat edilmesini talep etti. 1940 yazından bu yana İngilizler Enigma kullanarak şifrelenen tüm mesajları deşifre etti. Yine de İngiliz uzmanlar şifre çözme teknolojisini sürekli geliştiriyorlardı. Savaşın sonuna gelindiğinde İngiliz şifre kırıcılarının 24 saat çalışan 211 şifre çözme cihazı vardı. Onlara 265 tamirci hizmet verdi ve 1.675 kadın göreve getirildi. Bu makinelerin yaratıcılarının çalışmaları, yıllar sonra bunlardan birini yeniden yaratmaya çalıştıklarında takdir edildi: o dönemde gerekli personelin bulunmaması nedeniyle, ünlü makinenin yeniden yaratılması çalışmaları birkaç yıl sürdü ve yarım kaldı!

O dönemde Dühring tarafından oluşturulan şifre çözme cihazları oluşturma talimatları 1996 yılına kadar yasaklanmıştı... Şifre çözme araçları arasında "zorla" bilgi verme yöntemi de vardı: örneğin, İngiliz uçakları önceden bilerek Calle limanındaki iskeleyi yok etti Alman servislerinin bunu İngilizlerin ağzından önceden bilinen bir dizi bilgiyle rapor edeceğini! Ayrıca Alman servisleri bu mesajı defalarca iletti, her seferinde farklı kodlarla kodladı, ama kelimesi kelimesine...

Son olarak İngiltere için en önemli cephe, Almanların Enigma M3'ün yeni bir modifikasyonunu kullandığı denizaltı savaşıydı. İngiliz filosu böyle bir aracı ele geçirilen bir Alman denizaltısından çıkarmayı başardı. 1 Şubat 1942'de Alman Donanması M4 modelini kullanmaya başladı. Ancak eski yöntemle şifrelenen bazı Almanca mesajlar, yanlışlıkla bu yeni makinenin tasarım özelliklerine ilişkin bilgiler içeriyordu. Bu, Thuring'in ekibinin işini çok daha kolaylaştırdı. Zaten Aralık 1942'de. Enigma M4 kırıldı. 13 Aralık 1942'de İngiliz Deniz Kuvvetleri Komutanlığı, Atlantik'teki 12 Alman denizaltısının konumu hakkında kesin veriler aldı...

Turing'e göre şifre çözmeyi hızlandırmak için elektronik kullanımına geçmek gerekiyordu çünkü elektromekanik röle cihazları bu prosedürü yeterince hızlı gerçekleştirmiyordu. 7 Kasım 1942'de Turing Amerika Birleşik Devletleri'ne gitti ve burada Bell Laboratuvarlarından bir ekiple birlikte Churchill ile Roosevelt arasındaki çok gizli müzakereler için bir aparat yarattı. Aynı zamanda, onun liderliğinde Amerikan şifre çözme makineleri geliştirildi, böylece Enigma M4 nihayet kırıldı ve savaşın sonuna kadar İngilizlere ve Amerikalılara kapsamlı istihbarat bilgileri sağladı. Ancak Kasım 1944'te Alman komutanlığının şifreleme teknolojilerinin güvenilirliği konusunda şüpheleri vardı, ancak bu herhangi bir önlem alınmasına yol açmadı...

(Çevirmenin notu: 1943'ten itibaren İngiliz karşı istihbaratının başı olduğundan beri Sovyet istihbarat subayı Kim Philby, sonra tüm bilgiler hemen SSCB'ye geldi! Bu bilgilerin bir kısmı Sovyetler Birliği'ne hem resmi olarak Moskova'daki İngiliz bürosu aracılığıyla hem de yarı resmi olarak İsviçre'deki Sovyet sakini Alexander Rado aracılığıyla iletildi.)

Chiffriermaschinen ve Entzifferungsgeräte
ben Zweiten Weltkrieg:
Technikgeschichte ve informatikhistorische Aspekte
Felsefe Fakultät der Technischen Universität Chemnitz Genehmigte
Tez
zur Erlangung des akademischen Grades doctor philosophiae (Dr.phil.)
von Dipl.-Ing.Michael Pröse

Alman şifre makinesine laf olsun diye "Bilmece" adı verilmedi. Radyo müdahalelerinin yakalanması ve kodunun çözülmesinin tarihini çevreleyen efsaneler var ve sinema buna büyük ölçüde katkıda bulunuyor. Alman kodlayıcı hakkındaki efsaneler ve gerçekler materyalimizde mevcuttur.

Bilindiği gibi, düşmanın mesajları ele geçirmesine ancak şu şekilde karşılık verilebilir: güvenilir koruma veya şifreleme. Şifrelemenin tarihi yüzyıllar öncesine dayanır; en ünlü şifrelerden birine Sezar şifresi denir. Daha sonra şifreleme ve şifre çözme sürecini mekanize etmek için girişimlerde bulunuldu: Alberti diski bize ulaştı, 15. yüzyılın 60'larında, sanatı üzerine ilk kitaplardan biri olan Şifreler Üzerine İnceleme'nin yazarı Leon Battista Alberti tarafından yaratıldı. şifreleme ve şifre çözme.

Almanya'nın İkinci Dünya Savaşı sırasında kullandığı Enigma makinesi benzersiz değildi. Ancak diğer ülkeler tarafından benimsenen benzer cihazlardan farklıydı göreceli basitlik ve yaygın kullanım: Hem sahada hem de denizaltıda hemen hemen her yerde kullanılabilir. Enigma'nın tarihi, Hollandalı Hugo Koch'un patentini aldığı 1917 yılına kadar uzanıyor. Görevi, dönen silindirleri kullanarak bazı harfleri diğerleriyle değiştirmekti.

Enigma makinesinin şifresini çözmenin tarihini esas olarak Hollywood'un denizaltılarla ilgili gişe rekorları kıran filmlerinden biliyoruz. Ancak tarihçilere göre bu filmlerin gerçeklikle çok az ortak yanı var.

Örneğin, 2000 yapımı U-571 filmi, Amerikalı denizcilerin Alman denizaltısı U-571'deki Enigma şifreleme makinesini ele geçirmeye yönelik gizli bir misyonunun hikayesini anlatıyor. Eylem 1942'de Kuzey Atlantik'te gerçekleşir. Film muhteşem olmasına rağmen içinde anlatılan hikaye tarihi gerçeklerle hiç örtüşmüyor. Denizaltı U-571 aslında Nazi Almanyası'nın hizmetindeydi ancak 1944'te batırıldı ve Amerikalılar Enigma makinesini ancak savaşın en sonunda ele geçirmeyi başardılar ve bu, Zaferin yaklaşmasında ciddi bir rol oynamadı. Bu arada, filmin sonunda yaratıcılar, kodlayıcının yakalanmasıyla ilgili tarihsel olarak doğru gerçekleri bildiriyorlar, ancak doğuştan bir İngiliz olan filmin danışmanının ısrarı üzerine ortaya çıktılar. Öte yandan filmin yönetmeni Jonathan Mostow, filminin "bir sanat eseri" olduğunu söyledi.

Avrupa filmleri tarihsel doğruluğu korumaya çalışıyor ama içlerinde sanatsal kurgunun da payı var. Michael Apted'in 2001 yapımı filmi Enigma, bir Alman şifre makinesinin güncellenmiş kodunu yalnızca dört gün içinde çözmek zorunda olan matematikçi Tom Jericho'nun hikayesini anlatıyor. Tabii ki gerçek hayat kodları çözmek çok daha uzun sürdü. İlk başta bu, Polonya kriptoloji servisi tarafından yapıldı. Ve bir grup matematikçi - Marian Rejewski, Henryk Zygalski ve Jerzy Rozicki - eski Alman şifrelerini inceleyerek, her gün değiştirilen sözde gün kodunun santral ayarlarından, rotorların kurulum sırasından oluştuğunu buldu. , halkaların konumları ve rotorun başlangıç ​​ayarları. Bu, 1939'da, Polonya'nın ele geçirilmesinden önce bile oldu. Nazi Almanyası. Ayrıca, özellikle Enigma ile "savaşmak" için oluşturulan Polonya "Şifreleme Bürosu", çalışan bir makinenin birkaç kopyasının yanı sıra, çalışmaya yardımcı olan altı eşleştirilmiş Alman cihazından oluşan bir elektromekanik Bomba makinesine de sahipti. kodlar. Daha sonra Alan Turing'in icadı Bombe'un prototipi haline gelen oydu.

Polonya tarafı, gelişmelerini "bilmeceyi" çözmek için daha fazla çalışma düzenleyen İngiliz istihbarat servislerine aktarmayı başardı. Bu arada, İngilizler Enigma ile ilk olarak 20'li yılların ortalarında ilgilenmeye başladı, ancak görünüşe göre bunu yapmanın imkansız olduğunu düşünerek kodu çözme fikrinden hızla vazgeçtiler. Ancak II. Dünya Savaşı'nın başlamasıyla durum değişti: Büyük ölçüde gizemli makine sayesinde Almanya Atlantik'in yarısını kontrol etti ve Avrupa konvoylarını yiyecek ve mühimmatla batırdı. Bu koşullar altında Büyük Britanya ve Hitler karşıtı koalisyonun diğer ülkelerinin kesinlikle Enigma bilmecesini çözmeleri gerekiyordu.

Londra'dan 50 mil uzaktaki devasa Bletchley Park kalesinde bulunan Devlet Kodu ve Şifreleme Okulu'nun başkanı Sir Alistair Dennison, aralarında ünlülerin de bulunduğu Cambridge ve Oxford'un yetenekli mezunlarına yönelen gizli Ultra operasyonunu tasarladı ve gerçekleştirdi. kriptograf ve matematikçi Alan Turing. Turing'in Enigma makinesi kodlarını kırmaya yönelik çalışması, 2014 yapımı The Imitation Game filminin konusudur. 1936'da Turing, bir bilgisayar modeli olarak kabul edilebilecek soyut bir bilgi işlem "Turing makinesi" geliştirdi - bir program biçiminde sunulan herhangi bir sorunu çözebilen bir cihaz - bir dizi eylem. Kod ve şifre okulunda, Alman Donanması iletişimlerinin kriptanalizinden sorumlu olan Hut 8 grubuna başkanlık etti ve Alman şifresini kırmak için bir dizi yöntem geliştirdi. Turing'in grubunun yanı sıra Bletchley Park'ta 12 bin çalışan çalışıyordu. Onların sıkı çalışmaları sayesinde Enigma kodları çözülebildi ancak tüm şifreleri kırmak mümkün olmadı. Örneğin, Triton şifresi yaklaşık bir yıl boyunca başarılı bir şekilde çalıştı ve "Bletchley'li adamlar" onu kırdığında bile istenen sonucu getirmedi, çünkü şifrelemenin ele geçirildiği andan bilgi iletilinceye kadar çok fazla zaman geçti. İngiliz denizcilere.

Mesele şu ki, Winston Churchill'in emriyle, tüm şifre çözme materyalleri yalnızca istihbarat servislerinin başkanları ve MI6'yı yöneten Sir Stuart Menzies tarafından alındı. Almanların şifrelerin kırıldığını fark etmemesi için bu tür önlemler alındı. Aynı zamanda bu önlemler her zaman işe yaramadı, ardından Almanlar Enigma'nın ayarlarını değiştirdi ve ardından şifre çözme çalışmaları yeniden başladı.

Taklit Oyunu aynı zamanda İngiliz ve Sovyet kriptografları arasındaki ilişki konusuna da değiniyor. Resmi Londra, uzmanların yeterliliğine gerçekten güvenmiyordu. Sovyetler Birliği Ancak Winston Churchill'in kişisel emriyle 24 Temmuz 1941'de Ultra damgalı malzemeler Moskova'ya nakledilmeye başlandı. Doğru, yalnızca bilginin kaynağının ifşa edilmesi değil, aynı zamanda Moskova'nın Bletchley Park'ın varlığını öğrenmesi olasılığını da dışlamak için, tüm materyaller istihbarat bilgisi olarak gizlendi. Ancak SSCB'de Enigma'nın şifresini çözme çalışmalarını 1939'da öğrendiler ve üç yıl sonra hizmet etmeye başladılar. devlet okulu kodlar ve şifreler geldi Sovyet casusu Gerekli tüm bilgileri düzenli olarak Moskova'ya gönderen John Cairncross.

Pek çok kişi, SSCB'nin neden Alman "Bilmecesi"nin radyo dinlemelerini deşifre etmediğini merak ediyor, ancak Sovyet birlikleri 1941'de bu tür iki cihazı ele geçirdi ve Stalingrad Savaşı'nda Moskova'nın emrinde üç cihaz daha vardı. Tarihçilere göre o dönemde SSCB'de modern elektronik ekipmanların bulunmaması bunda etkili oldu.

Bu arada, özel departmanŞifreleme ve şifre çözmeyle ilgilenen Çeka, 5 Mayıs 1921'de SSCB'de toplandı. Defterlerinde çok fazla departman çalışanı yoktu ama bariz sebeplerden dolayı- departman istihbarat ve karşı istihbarat için çalıştı - zaferlerin reklamını yaptı. Örneğin, halihazırda yirmili yaşlarda olan bazı ülkelerin diplomatik kodlarının açıklanması. Ayrıca kendi şifrelerini de yarattılar - dedikleri gibi kimsenin çözemediği ünlü "Rus kodu".

Gizli mesajların iletilmesi savaşta hayati öneme sahiptir ve eğer düşman şifreli bir iletişim kanalına erişim kazanırsa bu ona birçok avantaj sağlar. Dünya Savaşı sırasında kullanılan Alman taşınabilir şifreleme makinesi Enigma kodunun nasıl kırıldığını anlatan birçok film duyduk, izledik. Bununla birlikte, mesajları korumanın başka bir yolunun - Lorenz teletipine ek olarak kullanılan bir kodlama ekinin - hacklenmesinin hikayesi de daha az heyecan verici değil.

Ve eğer Enigma esas olarak sahada kullanıldıysa, Lorenz makinesi üst düzey iletişim için hizmet ediyordu - üst düzey Alman liderliğinden emirleri iletiyordu.

Dışarıdan bakıldığında her iki makine de benzerdir; her ikisi de bir rotor ve diskler kullanır ve kriptografik açıdan her ikisi de bir akış şifresi iletir. Ancak Lorentz'in daha karmaşık bir yapısı ve çalışma prensibi var. Toplam sayı 12 şifreleme diski vardır: beş basamaklı bir kod oluşturmak için her iki tarafta beşer tane, artı "kodu tökezletme" etkisi yaratmak için merkezde iki disk daha (rastgele bir sıra görünümü veriyordu). Bu, 16 kentilyon seçenek ve kaba kuvvet (kaba kuvvet seçenekleri) kullanarak hacklemenin kesinlikle imkansızlığını sağladı. Üstelik Enigma'nın aksine, ilk Lorenz ancak savaşın sonunda Müttefiklerin eline geçti, yani makinenin yapısıyla ilgili tüm sonuçlar tümdengelim yöntemiyle yapıldı.

Almanlar, gizli mesajların iletilmesi için bu seçeneğin kesinlikle güvenilir olduğunu düşünüyorlardı. Parasını ödedikleri kriptografik gücünden şüphe duymuyorlardı ama ilk önce bunu yaptılar.

Makinenin kendisi düşmanın eline geçemese de varlığının gerçeği gizlenemedi. İngilizler makinenin varlığından 1940'lı yılların başında haberdar oldular. Bu, Büyük Britanya'nın ana kriptografi birimi olan Bleachley Park'ta gerçekleştirilen radyo dinlemeleri arasında, önde gelen İngiliz kriptanalistlerden biri olan John Tillman'ın, beş bitlik bir karakter tablosu kullanılarak iletilen olağandışı mesajları keşfetmesiyle gerçekleşti. Yeni şifreleme makinesine Fish kod adı verildi ve bu tür mesaja Tunny kod adı verildi. Sonuçlara dayanarak ön analiz Aynı kod dizisine sahip iki farklı mesaj ele geçirilinceye kadar şifre çözmenin sonuç vermeyeceği varsayımı yapıldı. Ve uzun süre beklemek zorunda kalmadık.

En katı gerekliliklere rağmen hata, 30 Ağustos 1941'de yaklaşık 4 bin karakterlik güvenli mesajın Viyana'dan Atina'ya iletilmesi sırasında yapıldı. Atina'dan mesajı tekrarlama talebi alan Viyanalı operatör, olası tüm talimatları ihlal etti: kodlayıcının konumlarını değiştirmeden aynı mesajı birkaç değiştirilmiş kelimeyle iletti. Aynı zamanda, metindeki değişiklikler küçüktü, örneğin ilk mesajda "sayı" - Nummer kelimesinin tamamını yazdı ve ikincisinde onu Nr. olarak kısalttı.

Görünüşte önemsiz bir personel gözetimi, İngilizlerin Almanya'nın en güvenli şifreleme makinesinin kodunu kırmasına ve birkaç yıl boyunca Wehrmacht'ın gizli bilgilerine erişmesine olanak sağladı. Tabii ki aldı büyük miktar Gizli mesajların şifresini çözmek için gereken süreyi azaltmak için kaynaklar ve yetenek. Hatta bunun için dünyanın ilk bilgisayarı Colossus geliştirildi. Ancak büyük atılım Operatörün, makinenin başlangıç ​​ayarlarını değiştirmeden mesajı kopyalaması durumunda ortaya çıkan durum, bilinen bir insan hatasıdır.

Bu şifreleme makinesinin çalışmasını simüle eden programlar sayesinde artık herkes Lorenz'i çalışırken deneyebilir. Örneğin, http://adamsgames.com/lorenz/index.htm

Lorenz ve Enigma makineleri ile bilgileri yetkisiz erişime karşı korumanın modern yöntemleri arasında paralellikler kuralım. Şifreleme makinelerinin hacklenmesi, gizli şifreleme algoritmalarının kullanımının oldukça düşük verimliliğe sahip olduğunu göstermiştir. Evet, yalnızca seçenekleri deneyerek hacklenemezler, ancak dolaylı işaretleri (örneğin, kriptografik protokollerdeki hatalar) analiz ederek koruma mekanizmasını anlayabilirsiniz. Üstelik savaş sırasında şifreleri analiz etme yöntemlerine büyük katkı sağlandı; bunların çoğu bugün hala kullanılıyor.

Fiziksel kriptografiden dijital şifrelemeye geçen bileşenler de var. Gizli anahtarla koruma ve oturum anahtarının oluşturulması gibi kavramlar hem o zaman hem de bugün geçerlidir.

Başka bir şey de insan faktörüdür - her zaman kalır zayıf halka hacklenmeye karşı en dayanıklı algoritmaları kullanırken bile. Bu nedenle asıl görev modern sahne gizli mesajların kazara veya kasıtlı olarak sızma riskini ortadan kaldırmaktır. Burada aşağıdaki tehditler mevcuttur:

• Gizli bir mesajın gönderen tarafından sızdırılması (gönderenin kasıtlı olarak onaylanmamış bir kişiyi BCC'ye alması, yanlışlıkla onaylanmamış bir kişiyi alıcı listesine dahil etmesi).
• Gizli bir mesajın ele geçirilmesi (ortadaki adam saldırısı).
• Gizli bir mesajın alıcı tarafından sızdırılması (üçüncü şahıslara iletme, bilgilerin flash sürücüye aktarılması vb.).