Jeśli nie znasz maszyny Enigma, to brakuje Ci ważnego fragmentu historii. Czytaj dalej, aby dowiedzieć się, czym jest szyfrator wirnikowy, szyfr Enigmy i szyfrowanie wiadomości. Następnie dowiesz się także więcej o procesie deszyfrowania. Szyfrowanie wiadomości jest kluczem do sukcesu Enigmy w czasie II wojny światowej. Czytaj dalej, aby uzyskać więcej informacji.
Maszyna Enigma
W pierwszych latach II wojny światowej wprowadzono nową wersję maszyny Enigma. Zastąpiła ona cienki wirnik i reflektor dwoma wirnikami o czwartej pozycji, zwanymi Bruno i Cezar. Wirniki można było przesuwać niezależnie od siebie, ale nie mogły one przejść do następnej pozycji. Nowa wersja maszyny Enigma miała wiele zalet w stosunku do swoich poprzedników. Oto niektóre z zalet nowej maszyny Enigma.
Maszyna Enigma jest połączeniem podsystemów mechanicznego i elektrycznego. Podsystem mechaniczny obejmuje klawiaturę i wirniki, które wykonano z bakelitu i twardej gumy. Każdy wirnik zawiera mosiężne kołki sprężynujące, które są ułożone w kolisty wzór. Ruch ten powoduje tworzenie unikalnej kryptograficznej substytucji dla każdego naciśnięcia klawisza. Wirniki są zamontowane obok siebie na wrzecionie.
Odszyfrowanie Enigmy było trudne. Dillwyn Knox już w 1925 roku próbował złamać niemiecką maszynę Enigma, a w czasie hiszpańskiej wojny domowej udało mu się złamać Enigmę K Franco. Jednak gdy odkryto wojskową maszynę Enigma, Knox nie był w stanie rozpracować okablowania do tarczy wejściowej. Jednak jego metody odszyfrowywania wiadomości były najbardziej skuteczne. Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o tej fascynującej maszynie, przeczytaj książkę „Bodyguard of Lies”.
Marynarka wojenna Stanów Zjednoczonych również posiadała maszynę Enigma, która została wyprodukowana w celu złamania niemieckich kodów. Ta bomba została zaprojektowana w mniej ograniczonych warunkach niż brytyjska maszyna Enigma. W kwietniu 1942 roku w biurze kryptoanalizy Marynarki Wojennej USA przebywał pułkownik John Tiltman, który później został zastępcą dyrektora Bletchley Park. Uznał, że Ameryka jest żywotnie zainteresowana rozszyfrowaniem ruchu U-Bootów. W lipcu 1942 roku Bombe została dostarczona porucznikom marynarki wojennej USA wraz z pełnym schematem ideowym i elektrycznym.
W pierwszych miesiącach wojny brytyjskie GC&CS rozpoczęło rozmowy na temat maszyny Enigma z Deuxieme Bureau, francuskim biurem szyfrów. Zdobyli oni już dane Aschego i rozpoczęli rozmowy z Polakami. Francuzi ujawnili również, że byli w kontakcie z polskim wywiadem i uzyskali od niego jego tajemnice. W Enigmie szyfrator rotorowy szyfruje wiadomości, manipulując serią zmiennych ścieżek elektrycznych. Rotory to części mechaniczne, które obracają się na wrzecionie i zawierają serię styków elektrycznych. Każdy wirnik jest dopasowany do stałego okablowania i ustawiony w linii z innymi wirnikami. Każdy klucz jest połączony z określoną ścieżką elektryczną. Maszyna ma kilka różnych konfiguracji, w zależności od typu wirnika.
Wczesna wersja maszyny wykorzystywała trzy pierwsze wirniki i reflektor. Oba miały taką samą liczbę pozycji, ale wirniki były ułożone w inny sposób. W maszynie zastosowano dodatkowy „reflektor” po ostatnim wirniku. Cecha ta służyła zapewnieniu samowzmacnialności maszyny Enigma. Maszyny Enigma mogły mieć identyczne konfiguracje, co eliminowało potrzebę stosowania nieporęcznego mechanizmu przełączającego. Ponadto nie było możliwości dwukrotnego zaszyfrowania tej samej litery.
Maszyna wirnikowa Heberna stanowiła rewolucyjny krok w technologii szyfrów. Po raz pierwszy w maszynie szyfrującej zastosowano obwody elektryczne. Miało to dalekosiężne znaczenie podczas II wojny światowej i później. Edward Hebern, człowiek stojący za tą maszyną, był enigmatycznym wynalazcą, który zmarł w 1952 roku, nie doczekawszy się należnego mu uznania. Maszyna Enigma jest obecnie znana jako „Kolos” II wojny światowej.
W przeciwieństwie do maszyny szyfrującej Feistela, Enigma nie była komputerem. Była to jednostka polowa przeznaczona do szyfrowania i deszyfrowania wiadomości. W rzeczywistości w maszynie Enigma zastosowano serię wirników, które zmieniały swoje ustawienie po każdym naciśnięciu klawisza. W rezultacie wiadomości zakodowane na taśmie były niemożliwe do odszyfrowania, chyba że odbiorca znał dokładne położenie wirników.
Brytyjskie GC&CS rozpoczęło rozmowy na temat maszyny Enigma z Deuxieme Bureau, francuskim biurem szyfrów, po tym, jak GC&CS zdobyło informacje o niemieckim szpiegu Asche i jego kontaktach z Polakami. Francuzi i Polacy zdradzili szczegóły swoich kontaktów z Polakami, więc Brytyjczycy wysłali Dilly’ego Knoxa na spotkanie do Paryża, gdzie opisał on system Roddinga. Polacy poinstruowali Dilly’ego Knoxa, by nie ujawniał żadnych ważnych informacji, ale Brytyjczycy w końcu dokonali odkrycia.
Szyfrowanie wiadomości
Enigma to szyfrowanie wiadomości. Maszyny Enigma są kluczowane przez obracające się wirniki z alfabetem na obrzeżach. Operator obracał wirniki w odpowiedniej orientacji, aby wysłać wiadomość. W tym przykładzie operator obróciłby wirnik w pierwszej szczelinie, aby wyświetlić litery D, K i P. Następnie maszyna użyła szyfrów substytucyjnych do dalszego zaszyfrowania wiadomości.
Maszyna Enigma została po raz pierwszy użyta podczas II wojny światowej. Jej powstanie wiąże się z tajną komunikacją w czasach współczesnych. Osoby, których wiadomości zostały przechwycone, nie wiedzą, że zostały one rozszyfrowane, a śledczy muszą podjąć wszelkie środki ostrożności, aby nie ujawnić tych informacji. Do rozszyfrowania wiadomości mogły się jednak przyczynić pewne czynniki zewnętrzne, takie jak odkrycie notatnika Enigmy. Na przykład, alianci mogli uzyskać notatniki z ustawieniami kluczy.
Maszyna Enigma składa się z klawiatury, obwodu elektrycznego zwanego płytą wtykową oraz wirników, które generują wiele kodowań dla każdego naciśnięcia klawisza. Litery są kodowane za pomocą tajnej książki kodowej, która jest wysyłana do operatora każdego ranka lub co miesiąc. Ważne jest, aby zrozumieć, jak działa maszyna Enigma. Składa się ona z wielu różnych części, takich jak wirniki i tablica lamp.
Bezpieczeństwo Enigmy zależy od ustawień wirników, pierścieni i tablicy Steckerboard. Różne maszyny Enigma były projektowane i używane przez różne siły niemieckie. Później opracowano model z czterema wirnikami. W trakcie wojny wprowadzono do niej wiele zmian, aby zwiększyć jej bezpieczeństwo. Ostatecznie jednak podstawowe cechy Enigmy pozostały niezmienione. W tym artykule przedstawiono różne cechy maszyny Enigma.
Inną wadą Enigmy jest to, że żadna litera nigdy nie była zakodowana sama w sobie. Oznacza to, że osoba łamiąca szyfry może wyeliminować tysiące kombinacji, ograniczając liczbę możliwych pozycji wirnika. Kilka lat później stworzono maszynę Bombe. Maszyna Bombe została użyta do złamania Enigmy w czasie wojny. Po kilku modyfikacjach maszyna ta była w stanie złamać system szyfrowania wiadomości Enigmy. Dokonano tego za pomocą maszyny Bombe Alana Turinga.
Deszyfrowanie
Bezpieczeństwo kodu Enigmy opiera się na ustawieniach rotora i pierścieni oraz na połączeniach Steckerboard. Różne wersje Enigmy były przeznaczone dla różnych sił niemieckich. Później opracowano model z czterema wirnikami i dodano wiele innych zabezpieczeń. Zastosowanie Enigmy często się zmieniało, ale jej podstawowe cechy pozostawały niezmienne. Poniżej znajduje się szczegółowy opis działania Enigmy.
W 1926 roku niemiecka marynarka wojenna i wojska lądowe zaczęły używać kodu Enigmy. Najlepsi francuscy eksperci przyznali, że ich metody nie pozwoliły na złamanie kodu Enigmy. Jedyną szansą dla armii francuskiej było zwerbowanie niemieckiej służby szyfrującej. Niemcy w końcu znaleźli sposób na złamanie kodu. Wykorzystali rozszyfrowanie Enigmy do ochrony swoich wojsk i wojsk alianckich. Brytyjskie i francuskie służby wywiadowcze nadal współpracowały, ale dopiero wtedy, gdy Niemcy opracowali lepszy sposób szyfrowania wiadomości.
Jednym ze sposobów złamania kodu Enigmy było złamanie zasad działania maszyny. Wiadomości Enigmy nie powinny być dłuższe niż 200 znaków, ale im dłuższa wiadomość, tym większa szansa, że zostanie złamana. Aby zapobiec złamaniu, wiadomości Enigmy były dzielone na części i kodowane innym kluczem dla każdej z nich. W poszczególnych fragmentach stosowano pewne konwencje, np. kombinację liter 'CH’ i 'TH’, które są powszechnie używane w języku niemieckim i angielskim. Znak 'X’ służył do oddzielania słów.
Maszyna została po raz pierwszy zaprojektowana przez niemieckiego inżyniera Arthura Scherbiusa. On i jego zespół opatentowali koncepcję maszyny w 1918 r. Polski wywiad wojskowy przestudiował unowocześniony tryb pracy i przekazał maszyny siłom francuskim i angielskim. Dzięki temu Alan Turing złamał kod w 1923 roku w Blechley Park. Brytyjczycy przekazali odszyfrowane dane do USA i Francji, a później do brytyjskiej marynarki wojennej.
Maszyna Enigma była urządzeniem mechanicznym, wyposażonym w elektromechaniczne wirniki, które szyfrowały litery alfabetu. Operator wpisywał wiadomość na klawiaturze Enigmy, a każda litera powodowała zaświecenie się lampki. Gdy wirniki maszyny się obracały, podświetlone litery stanowiły szyfrogram. Następnie drugi operator wpisywał szyfrogram, a obie maszyny komunikowały się drogą radiową za pomocą alfabetu Morse’a.