Szyfr Enigmy Historia Czym bya Enigma Enigma oznacza

Szyfr Enigmy

Historia

Czym była Enigma? , , Enigma” – oznacza po grecku zagadkę, tajemnicę. Tak niemiecki inżynier Arthur Scherbius, nazwał skonstruowaną przez siebie przenośną elektromechaniczną maszynę szyfrującą, którą od roku 1918 produkował w założonej wraz z Richardem Ritterem wytwórni Scherbius & Ritter. Używana najpierw do celów komercyjnych, zaadaptowana została przez instytucje państwowe wielu krajów, w tym przede wszystkim niemieckie siły zbrojne, które potrzebowały niezawodnego urządzenia szyfrującego dla jednostek liniowych walczących w nowych warunkach.

Czym była Enigma? Od oddziałów wymagano dużej mobilności, a co za tym idzie: niezawodnego i bezpiecznego systemu łączności. Enigma spełniała te oczekiwania. Niemieckie wojska utajniały nasłuch nowym rodzajem szyfru. Kryptolodzy wielu krajów uznali niemieckie depesze za niemożliwe do złamania. Brytyjczycy, którzy byli największymi specjalistami w łamaniu szyfrów i kodów, przez 10 lat poprzedzających II wojnę światową nie prowadzili nawet nasłuchu niemieckiej łączności radiowej szyfrowanej Enigmą. Uznali, że nie ma sensu tracić czasu na prowadzenie nasłuchu depesz, których nie uda się złamać.

Wynalazca Enigmy Niemiecki wynalazca Artur Scherbius zgłosił swój pierwszy patent w 1918 roku. Scherbius wierzył, że Enigma gwarantuje absolutne bezpieczeństwo, a jej kryptograficzna siła sprawi, że osiągnie wielki sukces. Usiłował sprzedawać swoje maszyny wojsku oraz przedsiębiorstwom. Cena jednej maszyny dochodziła do 20 000 funtów.

Konstrukcja i działanie

Konstrukcja maszyny Maszyna składa się z 4 elementów: z klawiatury służącej do wpisywania tekstu, 3 otworów na bębenki + bębenki, walca odwracającego, łącznicy kablowej i klawiatury z lampkami pokazującej tekst tajny. Reszta jest jedynie po to by usprawnić i ułatwić korzystanie z maszyny.

3 Bębny Bęben odwracający Klawiatura z lampkami Klawiatura Łącznica kablowa

Działanie Enigmy Tłumaczenie Enigmy pokażemy na schemacie, na którym po kolei będziemy dodawać istotne elementy. Zacznijmy od bębenków, były 3 rodzaje bębenków z różnymi połączeniami kablowymi. (Przykład, jak i całe wytłumaczenie, będzie pokazane na jedynie 4 literowych bębnach, co za tym idzie na nieoryginalnych połączeniach kabli, lecz w oryginale są 26 literowe. )

Działanie Enigmy Enigma miała możliwość ustawienia bębnów w różnej kolejności. Co daje na sam początek 6 możliwości: 123; 132; 213; 231; 312; 321. Po napisaniu jednej litery bęben w pierwszym slocie się obracał, po powrocie pierwszego bębna do stanu początkowego następował obrót drugiego bębna itd. W oryginale powrót wszystkich bębnów do stanu początkowego, tym samym wszystkie możliwe kombinacje, to 26 x 26 = 17 576. Razem jak na razie mamy 6 x 17 576= 105 456 możliwości + bycie szyfrem polialfabetycznym.

Działanie Enigmy Ale to jeszcze nie wystarczyło, Enigma miała łącznice kablową, która zanim następowały jakiekolwiek zmiany alfabetu w bębenkach zamieniała dane litery ze sobą.

Działanie Enigmy Sama łącznica kablowa w 26 literowym alfabecie daje aż 100 391 791 500 możliwości. Czyli jak na razie nasza Enigma ma 17 576 x 100 391 791 500 = 10 586 916 764 424 000 możliwości + bycie szyfrem polialfabetycznym. To już wszystkie możliwości kluczy szyfrów, lecz to nie wszystko w militarnej Enigmie. . .

Działanie Enigmy Do Enigmy, już nie sam autor, lecz dodano jeszcze bęben odwracający. Działanie jego jest bardzo proste, sygnał przepuszcza przez cały system jeszcze raz, ale od tyłu. Sam bęben odwracający nie zwiększał możliwości, bo obrót bębna następował po 1 literze, a nie po 2, lecz. . .

Złamanie enigmy

Złamanie Enigmy Bęben odwracający, wprowadzał jeden znaczny błąd, po użyciu litery nie mogły same przez siebie się szyfrować. Alianccy kryptoanalitycy z pokoju 40, po I WŚ przez krótki czas prowadzili podsłuch niemieckich depeszy, lecz jak Enigma stała się powszechniejsza w niemczech, wszyscy alianci porzucili nadzieję na sukces.

Złamanie Enigmy Nikt z aliantów nie miał dokładnych wiadomości o konstrukcji Enigmy, aż dopóki Hans-Thilo Schmidt (ur. 1888 r. ) po wielu porażkach w karierze i wpadnięciu w nędzę, poprosił swojego starszego brata Rudolpha, który był szefem sztabu korpusu łączności, o pomoc. On zaś umieścił Hansa w Berlinie w biurze nadzoru i administracji niemieckiej łączności, gdzie dowodzono cała Enigmą. Hans sprzedał informacje o Enigmie francuskiemu agentowi 8. 11. 1931 r. w Belgii pod pseudonimem Rex za 10 000 marek (~20000 funtów).

Złamanie Enigmy Dzięki temu alianci mogli zbudować kopię Enigmy. Mimo, posiadania już kopii Enigmy Francuskiej służbie kryptoanalitycznej nie udał się złamać szyfru i się poddała. 10 lat wcześniej Francja i Polska podpisały porozumienie o współpracy wojskowej. Gdy Polacy wyrazili zainteresowanie Enigmą, poprosili Francję o udostępnienie informacji o niej.

Złamanie Enigmy Po otrzymaniu informacji o Enigmie, zdecydowano, że nad systemem lepiej jak będzie pracować ktoś kto, nie jest polonistą, ale matematykiem. Wybrano matematyków z Uniwersytetu w Poznaniu, bo z pewnością potrafili posługiwać się językiem niemieckim. Najwybitniejszym z nich był Marian Rejewski (ur. 1905 r. ), który został wybrany do tego zadania.

Złamanie Enigmy Niemcy by utrudnić złamanie Enigmy, wymyślili klucz dzienny, który wyglądał np. (1)Połączenia łącznicy wtyczkowej: B/D-P/S-T/D-M/H (2)Sekwencja bębenków: 2 -1 -3 (3)Położenie bębenków: Q-C-W Takie kody znajdowały się w książeczce szyfrów dziennych. Samo takie działanie zbytnio nie utrudniało, złamania Enigmy.

Złamanie Enigmy Dlatego też, niemcy kodowali dziennym kluczem jedynie ustawienie bębenków (3), co umieszczali na samym początku depeszy i powtarzali dwukrotnie by zmniejszyć możliwość błędu podczas przekazu. Czyli np. wiadomość zaczynała się od: , , PGHPGH”, co było zaszyfrowanym już ustawieniem bębenków w tym przypadku (3) QCW, które w połączeniu z kluczem dziennym (1)i(2) dawało klucz depeszy.

Złamanie Enigmy Dzięki powtórzeniom fragmentów klucza dziennego na początku depesz III Rzeszy, Rejewski mógł znaleźć zależności między literami. 1 2 3 4 5 6 (1 wiadomość) L O K G R M (2 wiadomość) M V T X Z E (3 wiadomość) J K T M P E itd. Np. L i R w pierwszej wiadomości to ta sama litera tylko, że po trzech zmianach położenia pierwszego bębna.

Złamanie Enigmy Dzięki temu Rejewski miał podstawę do dalszego działania. Dostając wiele depeszy jednego dnia, Rejewski zauważył pewne zależności. A→F→W→A 3 Ogniwa B→Q→Z→K→V→E→L→R→I→B 9 Ogniw Ale nadal był problem, gdyż Marian nadal nie mógł wyznaczyć klucza dziennego z 10 586 916 764 424 000 możliwości. Szybko jednak zmniejszył ilość możliwości, po tym jak zauważył, że połączenia w łącznicy kablowej, nie mają wpływu na jego zależności, a możliwości faktycznie jest jedynie 105 456.

Złamanie Enigmy Po niedługim czasie Rejewski zauważył, że w ilości ogniw danego dnia zawsze powtarza się liczba 3. To pozwoliło mu z małej ilości kluczy rozszyfrować dany kod dzienny, co z połączeniu z przynajmniej początkiem wiadomości pozwalało rozszyfrować wiadomość A kwestia łącznicy kablowej, nic prawie nie znaczyła dla sposobu Rejewskiego, gdyż po rozszyfrowaniu wiadomości, niektóre słowa były jedynie lekko zmienione.

Zadanie DTRPLJJSTTWVBAQKVZNXZZ BGKQSVQZWUEUPLGIIXB Początkowe ustawienie bębenków: F, I, H Kolejność alfabetowa na bębnie: A, A, A