Šifra Enigma bila je terenska šifra koju su Nijemci koristili tijekom Drugog svjetskog rata. Enigma je jedan od najpoznatijih strojeva za šifriranje u povijesti. Prvi stroj Enigma izumio je njemački inženjer po imenu Arthur Scherbius na kraju Prvog svjetskog rata. Komercijalno se koristio od ranih 1920-ih, a koristile su ga i vojne i vladine službe brojnih zemalja, uključujući Njemačku, prije i tijekom Drugog svjetskog rata za prijenos kodiranih poruka. Proizvedeno je mnogo različitih modela Enigme, ali njemački vojni model i njemačka šifra "Enigma" su najpoznatiji i o njima se raspravlja.
Razbijanje šifre Enigme tijekom Drugog svjetskog rata
Neki povjesničari vjeruju da je razbijanje šifre Enigma bila najvažnija pobjeda savezničkih sila tijekom Drugog svjetskog rata. Stroj Enigma omogućio je milijarde načina za kodiranje poruka, što je drugim zemljama otežavalo probijanje njemačkih kodova tijekom Drugog svjetskog rata. Neko se vrijeme kod činio neranjivim. Zatim Alan Turing idrugi su istraživači iskoristili nekoliko nedostataka u implementaciji koda Enigma i dobili pristup njemačkim šifrantima, omogućivši im stvaranje stroja nazvanog Bombe. Pomogla je razbiti najteže verzije Enigme. Poljska je 2007. izdala novčić u čast 75. obljetnice razbijanja šifre Enigma - 2 zlota od sjevernog zlata. U sredini je grb Poljske, au krugu je Enigma kotač-relle.
Značenje razbijanja šifre za saveznike
Neki povjesničari vjeruju da je hakiranje Enigme bila najvažnija pobjeda savezničkih sila tijekom Drugog svjetskog rata. Koristeći informacije koje su dešifrirali od Nijemaca, saveznici su uspjeli spriječiti mnoge napade. Ali kako bi izbjegli sumnju da su pronašli način da dešifriraju poruke, saveznici su morali dopustiti neke napade, unatoč činjenici da su imali znanje da ih zaustave. To je opisano u filmu "The Imitation Game", objavljenom 2014.
stroj "Enigma": opis, komponente
Enigma stroj se sastoji od nekoliko dijelova, uključujući tipkovnicu, ploču, rotore i unutarnje elektroničke sklopove. Neki od njih imaju dodatne značajke. Kodirane poruke bile su skup slova koji su se dešifrirali u jasnu rečenicu. Enigma strojevi koriste oblik zamjenske enkripcije. Zamjensko šifriranje je jednostavan način za kodiranje poruka, ali takve je kodove prilično lako razbiti. Ali stroj Enigma je dizajniran tako da desni rotor napredujejednu poziciju odmah nakon pritiska na tipku enter. Dakle, šifriranje slova zapravo počinje dok su rotori u položaju koji prethodi AAA. Obično je ova pozicija AAZ.
Kako radi Enigma šifra
Jednostavan primjer sheme zamjenske enkripcije je Cezarova šifra. Sastoji se od promjene mjesta svakog slova abecede. Na primjer, kada se pomakne za 3 mjesta, slovo A će zauzeti mjesto G. Ali strojna šifra Enigma je nesumnjivo bila mnogo moćnija od jednostavne Cezarove šifre. Koriste oblik zamjenskih šifri, ali svaki put kada se slovo upari s drugim, cijela se shema kodiranja mijenja. Varijante Enigma šifri - na fotografiji ispod.
Nakon pritiskanja svake tipke, rotori se pomiču i usmjeravaju struju na drugačiji put do drugog otvorenog slova. Tako se za prvi pritisak tipke generira jedno kodiranje, a za drugi pritisak na tipku drugo. To uvelike povećava broj mogućih opcija kodiranja, jer svaki put kada se pritisne tipka na stroju Enigma, rotori se okreću i kod se mijenja.
Princip stroja Enigma
Kada se pritisne tipka na tipkovnici, jedan ili više rotora se pomiču kako bi formirali novu konfiguraciju rotora koja će kodirati jedno slovo kao drugo. Struja teče kroz stroj i jedno svjetlo na ploči svjetiljke svijetli kako bi označilo izlazno slovo. Primjer šifre Enigma izgledao je ovako: ako se pritisne tipka P, a stroj Enigma kodira ovo slovo kao A, naploča lampe će osvijetliti A. Svaki mjesec, Enigma operateri su primali šifrarnike koji su ukazivali koje postavke će se koristiti svaki dan.
Šema šifriranja
Sklop je bio sličan staromodnom telefonskom patch panelu koji ima deset žica, s dva kraja u svakoj žici koja se može priključiti u utičnicu. Svaka utikačna žica može upariti dva slova spajanjem jednog kraja žice na jedno slovo, a drugi kraj na drugo slovo. Dva slova u paru će se zamijeniti, pa ako je B spojen na G, G postaje B, a B postaje G. Ovo pruža dodatni sloj enkripcije za vojsku.
Kodiranje poruke
Svaki rotor stroja ima 2626 brojeva ili slova. Stroj Enigma može koristiti tri rotora istovremeno, ali oni se mogu mijenjati iz pet setova, što rezultira tisućama mogućih konfiguracija. "Ključ" šifre Enigma sastoji se od nekoliko elemenata: rotora i njihovog reda, njihovih početnih položaja i sheme pomaka. Pod pretpostavkom da se rotori pomiču s lijeva na desno, a slovo A treba šifrirati, onda kada je slovo A šifrirano, svaki rotor je u svom izvornom položaju - AAA. Kako se rotori pomiču s lijeva na desno, lik A će prvi proći kroz treći. Svaki rotor obavlja operaciju zamjene. Stoga, nakon što znak A prođe kroz treći, izlazi kao B. Sada se slovo B unosi kroz drugi rotor, gdje se zamjenjuje sa J, a u prvom se J mijenja u Z. Nakon što šifra Enigma prođekroz sve rotore, ide do deflektora i prolazi kroz još jednu jednostavnu zamjenu.
Ključ za dešifriranje poruka
Nakon izlaska iz reflektora, poruka se šalje kroz rotore u suprotnom smjeru, uz primijenjenu obrnutu zamjenu. Nakon toga, simbol A će se pretvoriti u U. Svaki rotor, na rubu, ima abecedu, tako da operater može postaviti određeni slijed. Na primjer, operater bi mogao rotirati prvi rotor za prikaz D, rotirati drugi za prikaz K i rotirati treći utor za prikaz P. S početnim skupom od tri broja ili slova prikazanim na uređaju pošiljatelja kada je počeo tipkati poruku, primatelj ga može dekodirati postavljanjem svog identičnog Enigma stroja na početne postavke pošiljatelja.
Nedostaci Enigma metode enkripcije
Glavni nedostatak šifre Enigma je to što se slovo nikada ne može kodirati takvo kakvo jest. Drugim riječima, A nikada neće biti kodiran kao A. Ovo je bio veliki nedostatak u kodu Enigma jer je pružao dio informacija koji se mogao koristiti za dešifriranje poruka. Kada bi dekoderi mogli pogoditi riječ ili frazu koja bi se vjerojatno pojavila u poruci, ove informacije bi im pomogle da dešifriraju kod. Budući da su Nijemci uvijek slali vremensku poruku na početku i obično uključivali frazu sa svojim tradicionalnim pozdravom na kraju poruke, pronađene su fraze koje su približnodekoderi za razotkrivanje.
Auto Alana Turinga i Gordona Welchmana
Alan Turing i Gordon Welchman razvili su stroj nazvan Bombe koji je koristio električne sklopove za dešifriranje Enigma kodirane poruke za manje od 20 minuta. Stroj Bombe pokušao je odrediti postavke rotora i sklop stroja Enigma koji se koristi za slanje zadane kodirane poruke. Standardno britansko vozilo Bombe u biti je bilo 36 Enigma vozila povezanih zajedno. Tako je modelirala nekoliko strojeva Enigma odjednom.
Kako je izgledala bomba
Većina strojeva Enigma imala je tri rotora, a svaki od Enigma simulatora u Bombeu imao je tri bubnja, po jedan za svaki rotor. Bombeovi bubnjevi bili su označeni bojama kako bi odgovarali rotoru koji su simulirali. Bubnjevi su bili raspoređeni tako da je gornji dio od tri simulirao lijevi rotor Enigme, srednji je simulirao srednji rotor, a donji je simulirao desni rotor. Za svaku potpunu rotaciju gornjih kotača, srednji koluti su povećani za jednu poziciju, isto se dogodilo sa srednjim i donjim koturovima, čime je ukupan broj pozicija na 3-rotorskom Enigma stroju porastao na 17 576 pozicija.
Dekoderski rad
Za svaku konfiguraciju rotora, pri svakom okretu bubnjeva, stroj Bombe je napravio pretpostavku o postavljanju kruga, na primjer, da je A spojen na Z. Ako se pretpostavka ispostavi da je netačna, stroj je odbio i nisam ga više koristio, i nisam trošio vrijeme na provjerubilo koji od ovih kasnije. Stroj Bombe je pomaknuo položaje rotora i odabrao novu pretpostavku te ponavlja ovaj postupak dok se ne pojavi zadovoljavajući raspored podešavanja. Ako je stroj "pogodio" da je A spojen na Z, onda je shvatio da B mora biti spojen na E, i tako dalje. Ako test nije rezultirao kontradikcijom, stroj bi se zaustavio i dekoder bi koristio odabranu konfiguraciju kao ključ za poruku.
