Jak byly prolomeny šifrovací kódy hitlerovského Německa. Co je Enigma? Jak rozluštit šifru Enigma pomocí moderních metod

Téměř v kteroukoli roční dobu vypadá anglický venkov stejně: zelené louky, krávy, středověké domy a širé nebe - někdy šedé, jindy oslnivě modré. Právě přecházel z prvního režimu do vzácnějšího druhého režimu, když mě příměstský vlak hnal do stanice Bletchley. Je těžké si představit, že obklopené těmito malebnými kopci byly položeny základy informatiky a kryptografie. Nadcházející procházka nejzajímavějším muzeem však všechny možné pochybnosti rozptýlila.

Tak malebné místo si samozřejmě Britové nevybrali náhodou: nenápadné baráky se zelenými střechami, umístěné v odlehlé vesnici, byly právě tím, co bylo potřeba k ukrytí přísně tajného vojenského objektu, kde se neustále pracovalo na prolomení kódy zemí Osy. Bletchley Park možná zvenčí nevypadá působivě, ale práce, která zde byla vykonána, pomohla zvrátit vývoj války.

Krypto hacky

V době války lidé vstupovali do Bletchley Parku hlavní bránou předložením bezpečnostního průkazu, ale nyní si kupují vstupenku u vchodu. Zdržel jsem se tam trochu déle, abych si prohlédl přilehlý obchod se suvenýry a dočasnou expozici věnovanou prvoválečným zpravodajským technologiím (mimochodem také zajímavé téma). Ale to hlavní bylo teprve před námi.

Samotný Bletchley Park je asi dvacet dlouhých jednopatrových budov, které se v angličtině nazývají hut a v ruštině se obvykle překládají jako „dům“. Tiše jsem jim říkal „chýše“ a kombinoval jsem jednu s druhou. Kromě nich je zde sídlo (aka Mansion), kde pracovalo velení a byli přijímáni významní hosté, a také několik pomocných budov: bývalé stáje, garáž, obytné budovy pro personál.

Každý dům má své vlastní číslo a tato čísla mají historický význam, určitě je najdete v každém příběhu o Bletchley Parku. V šestém byly například přijímány zachycené zprávy, v osmém se zabývali kryptoanalýzou (pracoval tam Alan Turing), v jedenáctém byly počítače - „bomby“. Čtvrtý dům byl později přidělen pro práci na verzi Enigmy, která se používala v námořnictvu, sedmý - pro japonskou variaci na téma Enigma a další šifry, v pátém analyzovali přenosy zachycené v Itálii, Španělsku a Portugalsku, as stejně jako německé policejní šifrování. A tak dále.

Domy můžete navštívit v libovolném pořadí. Vybavení většiny z nich je velmi podobné: starý nábytek, staré věci, otrhané sešity, plakáty a mapy z druhé světové války. To vše tu samozřejmě osmdesát let neleželo: domy byly nejprve převedeny z jedné státní organizace do druhé, poté byly opuštěny a až v roce 2014 je restaurátoři pečlivě restaurovali, zachránili před demolicí a proměnili je v muzeum.

K tomu se, jak je v Anglii zvykem, přistupovalo nejen opatrně, ale také s fantazií: v mnoha místnostech se ze skrytých reproduktorů ozývají hlasy herců a zvuky, které vytvářejí dojem, že se kolem naplno pracuje. Vejdete dovnitř a v dálce slyšíte klapot psacího stroje, něčí kroky a vysílačku a pak „zaslechnete“ něčí animovaný rozhovor o nedávno zachyceném šifrování.

Skutečnou kuriozitou jsou ale projekce. Například tento muž, který jako by seděl u stolu, mě pozdravil a krátce mi řekl o místních zvycích.

Nejzajímavější byl samozřejmě pohled na stůl Alana Turinga. Jeho kancelář se nachází v domě osm a vypadá velmi skromně.

Na samotný Turingův výtvor – dešifrovací stroj Enigma – se můžete podívat v domě číslo 11 – na stejném místě, kde byl svého času sestaven úplně první model „bomby“.

Kryptologická bomba

Možná to pro vás bude novinka, ale Alan Turing nebyl první, kdo dešifroval Enigmu pomocí hrubé síly. Jeho práci předchází výzkum polského kryptografa Mariana Rejewského. Mimochodem, byl to on, kdo nazval dešifrovací stroj „bombou“.

Proč "bomba"? Existuje několik různých verzí. Například podle jednoho se tak údajně jmenovala Rejewskim a jeho kolegy milovaná odrůda zmrzliny, která se prodávala v kavárně nedaleko šifrovací kanceláře polského generálního štábu, a tento název si vypůjčili. Mnohem jednodušší vysvětlení je, že v polštině lze slovo "bomba" použít k vytvoření zvolání jako "heuréka!" No, velmi jednoduchá možnost: auto tikalo jako bomba.

Krátce před zajetím Polska Německem předali polští inženýři Britům veškerý vývoj související s dekódováním německých šifer, včetně nákresů „bomby“, a také pracovní kopie Enigmy – nikoli německého, ale polského klonu. , kterou se jim podařilo vyvinout ještě před invazí. Zbytek vývoje Poláků byl zničen, aby Hitlerova rozvědka nic netušila.

Problém byl v tom, že polská verze „bomby“ byla navržena pouze pro stroj Enigma I se třemi pevnými rotory. Ještě před začátkem války Němci představili vylepšené verze Enigmy, kde se rotory vyměňovaly každý den. Tím se polská verze stala zcela nepoužitelnou.

Pokud jste viděli The Imitation Game, je vám prostředí v Bletchley Parku už docela dobře známé. Režisér však neodolal a udělal několik odboček od skutečných historických událostí. Zejména Turing nevytvořil prototyp „bomby“ vlastníma rukama a nikdy jej nenazval „Christopher“.

Populární anglický herec Cryptocode Podbirac jako Alan Turing

Na základě polského stroje a teoretické práce Alana Turinga vytvořili inženýři z British Tabulating Machine Company „bomby“, které byly dodány do Bletchley Parku a dalších tajných zařízení. Na konci války bylo již 210 vozidel, ale s koncem nepřátelství byly všechny „bomby“ zničeny na příkaz Winstona Churchilla.

Proč britské úřady potřebovaly zničit tak nádherné datové centrum? Faktem je, že „bomba“ není univerzální počítač - je určena výhradně k dekódování zpráv šifrovaných Enigmou. Jakmile to přestalo být potřeba, staly se nepotřebné i stroje a jejich součásti bylo možné rozprodat.

Dalším důvodem mohla být předtucha, že Sovětský svaz nebude v budoucnu nejlepším přítelem Británie. Co kdyby SSSR (nebo kdekoli jinde) začal používat technologii podobnou Enigmě? Pak je lepší nikomu neukazovat schopnost rychle a automaticky prolomit jeho šifry.

Z válečných dob přežily pouze dvě "bomby" - byly přeneseny do GCHQ, britského vládního komunikačního centra (považujte to za moderní ekvivalent Bletchley Park). Říká se, že byly rozebrány v šedesátých letech. Ale GCHQ milostivě souhlasilo, že poskytne muzeu v Bletchley staré kresby „bomby“ – bohužel, ne v lepší stav a ne úplně. Přesto se je nadšencům podařilo obnovit a následně vytvořit několik rekonstrukcí. Nyní jsou v muzeu.

Je zajímavé, že za války trvala výroba první „bomby“ asi dvanáct měsíců, ale rekonstruátoři z BCS Computer Conservation Society od roku 1994 pracovali asi dvanáct let. Což samozřejmě není překvapivé, vzhledem k tomu, že kromě svých úspor a garáží neměli žádné zdroje.

Jak Enigma fungovala?

Takže „bomby“ byly použity k dešifrování zpráv, které byly získány po zašifrování pomocí Enigmy. Ale jak přesně to dělá? Samozřejmě nebudeme podrobně rozebírat jeho elektromechanický obvod, ale obecný princip Je zajímavé se o práci dozvědět. Alespoň pro mě bylo zajímavé naslouchat a zapisovat si tento příběh ze slov pracovnice muzea.

Design „bomby“ je do značné míry určen designem samotné Enigmy. Ve skutečnosti můžeme uvažovat, že „bomba“ je několik desítek „Enigmat“ poskládaných tak, aby vyřešily možná nastavení šifrovacího stroje.

Nejjednodušší Enigma je třírotorová. Byl široce používán Wehrmachtem a jeho konstrukce znamenala, že jej mohl používat průměrný voják, nikoli matematik nebo inženýr. Funguje to velmi jednoduše: pokud operátor stiskne řekněme P, pod jedním z písmen na panelu se rozsvítí kontrolka, například pod písmenem Q. Zbývá jen převést do morseovky a vyslat.

Důležitý bod: pokud znovu stisknete P, je velmi malá šance, že znovu dostanete Q. Protože pokaždé, když stisknete tlačítko, rotor se posune o jednu pozici a změní konfiguraci elektrického obvodu. Taková šifra se nazývá polyalfabetická.

Podívejte se na tři rotory nahoře. Pokud například zadáte Q na klávesnici, pak bude Q nejprve nahrazeno Y, poté S, N, poté se odrazí (ukáže se K), třikrát se změní a výstup bude U. Q bude zakódováno jako U. Ale co když napíšu U? Ukázalo se, že Q! To znamená, že šifra je symetrická. To bylo velmi výhodné pro vojenské aplikace: pokud dvě místa měla Enigmy se stejným nastavením, mohly se mezi nimi volně přenášet zprávy.

Toto schéma má však velkou nevýhodu: při zadání písmene Q se kvůli odrazu na konci za žádných okolností nepodařilo získat Q. Němečtí inženýři o této vlastnosti věděli, ale nepřikládali jí velký význam, ale Britové našli příležitost využít toho. Jak se Britové dozvěděli o vnitřnostech Enigmy? Faktem je, že byl založen na zcela neutajeném vývoji. První patent na něj byl podán v roce 1919 a popisoval stroj pro banky a finanční organizace, který umožňoval výměnu šifrovaných zpráv. Byl prodán na volném trhu a britské rozvědce se podařilo zakoupit několik kopií. Mimochodem, na jejich příkladu byl vyroben britský šifrovací stroj Typex, ve kterém byla opravena výše popsaná vada.

Standardní Enigma měla tři rotory, ale celkem jste si mohli vybrat z pěti možností a každý z nich nainstalovat do libovolného slotu. To je přesně to, co se odráží ve druhém sloupci - čísla rotorů v pořadí, v jakém mají být instalovány ve stroji. Již v této fázi tedy bylo možné získat šedesát možností nastavení. Vedle každého rotoru je kroužek s písmeny abecedy (v některých verzích stroje - odpovídající čísla). Nastavení pro tyto prsteny jsou ve třetím sloupci. Nejširší sloupec je vynálezem německých kryptografů, který v původní Enigmě nebyl. Zde jsou nastavení, která se nastavují pomocí panelu zástrček spojením písmen ve dvojicích. To celé schéma zamotá a promění v obtížnou hádanku. Pokud se podíváte na spodní řádek naší tabulky (první den v měsíci), bude nastavení následující: rotory III, I a IV jsou umístěny ve stroji zleva doprava, kroužky vedle nich jsou nastaveny na 18, 24 a 15, a potom jsou písmena N připojena na panelu pomocí zástrček a P, J a V a tak dále. Vezmeme-li v úvahu všechny tyto faktory, existuje asi 107 458 687 327 300 000 000 000 možných kombinací – od Velkého třesku uplynulo více než sekund. Není divu, že Němci považovali toto auto za extrémně spolehlivé.

Existovalo mnoho variant Enigmy, konkrétně se na ponorkách používala varianta se čtyřmi rotory.

Hackování Enigmy

Prolomení kodexu jako obvykle umožnila nespolehlivost lidí, jejich chyby a předvídatelnost.

Manuál Enigmy říká, že je třeba vybrat tři z pěti rotorů. Každá ze tří horizontálních sekcí „bomby“ může kontrolovat jednu možnou polohu, to znamená, že jeden stroj může současně provozovat tři ze šedesáti možných kombinací. Ke kontrole všeho potřebujete buď dvacet „bomb“, nebo dvacet po sobě jdoucích kontrol.

Němci však udělali pro anglické kryptografy příjemné překvapení. Zavedli pravidlo, podle kterého by se stejná poloha rotorů neměla opakovat měsíc, respektive dva dny po sobě. Zní to, jako by to mělo zlepšit spolehlivost, ale ve skutečnosti to mělo opačný efekt. Ukázalo se, že do konce měsíce se počet kombinací, které bylo potřeba zkontrolovat, výrazně snížil.

Druhá věc, která pomohla při dešifrování, byla analýza provozu. Britové od začátku války poslouchali a nahrávali šifrované zprávy z Hitlerovy armády. V té době se nemluvilo o dešifrování, ale někdy je důležitý fakt samotné komunikace plus takové vlastnosti, jako je frekvence, s jakou byla zpráva přenášena, její délka, denní doba a tak dále. Pomocí triangulace bylo také možné určit, odkud byla zpráva odeslána.

Dobrým příkladem jsou přenosy, které přicházely ze Severního moře každý den ze stejných míst, ve stejnou dobu a na stejné frekvenci. Co by to mohlo být? Ukázalo se, že šlo o meteorologické lodě, které denně hlásily údaje o počasí. Jaká slova může takový přenos obsahovat? Samozřejmě „předpověď počasí“! Takové dohady dláždí cestu k metodě, kterou dnes nazýváme útok s prostým textem, ale v té době jsme nazývali „jesličky“.

Protože víme, že Enigma nikdy nevydává stejná písmena jako původní zpráva, musíme postupně porovnat „nápovědu“ s každým podřetězcem stejné délky a zjistit, zda existují nějaké shody. Pokud ne, jedná se o kandidátský řetězec. Pokud například zkontrolujeme nápovědu „počasí v Biskajském zálivu“ (Wettervorhersage Biskaya), napíšeme ji nejprve naproti zašifrovanému řetězci.

Vidíme, že písmeno S je zašifrováno samo do sebe. To znamená, že nápovědu je potřeba posunout o jeden znak a znovu zkontrolovat. V tomto případě se bude shodovat několik písmen najednou - přesuňte je znovu. Odpovídá R. Pohneme se ještě dvakrát, dokud nenarazíme na potenciálně správný podřetězec.

Pokud bychom měli co do činění se substituční šifrou, pak bychom tam mohli skončit. Ale protože se jedná o polyalfabetickou šifru, potřebujeme nastavení a počáteční polohy rotorů Enigmy. Byli to ti, kteří byli sebráni pomocí „bomby“. K tomu je třeba nejprve očíslovat dvojice písmen.

A pak na základě této tabulky vytvořte tzv. „menu“ - diagram, který ukazuje, které písmeno původní zprávy (tedy „nápovědy“) je údajně zašifrováno do kterého písmene a na jaké pozici. „Bomba“ je nastavena podle tohoto schématu.

Každý z válců může zaujmout jednu z 26 pozic – jednu pro každé písmeno abecedy. Za každým z kotoučů je 26 kontaktů, které jsou propojeny silnými kabely tak, že stroj hledá nastavení na zásuvném panelu, které dává sekvenční shodu písmen zašifrovaného řetězce s nápovědou.

Vzhledem k tomu, že struktura „bomby“ nebere v úvahu spínací zařízení uvnitř Enigmy, vytváří během provozu několik možností, které musí operátor zkontrolovat. Některé z nich nebudou fungovat jednoduše proto, že v Enigmě můžete připojit pouze jednu zástrčku do jedné zásuvky. Pokud nastavení nevyhovuje, operátor znovu spustí stroj, aby získal další možnost. Přibližně za patnáct minut „bomba“ projde všemi možnostmi pro vybranou pozici kotouče. Pokud je uhodnuto správně, zbývá pouze vybrat nastavení prstenů - bez automatizace (nebudeme zacházet do podrobností). Poté, na anglických strojích Typex upravených tak, aby byly kompatibilní s Enigmou, bylo šifrování přeloženo do čistého textu.

A tak Britové, operující s celou flotilou „bomb“, do konce války dostávali aktuální nastavení každý den ještě před snídaní. Celkem měli Němci asi padesát kanálů, z nichž mnohé vysílají mnohem zajímavější věci než předpověď počasí.

Povoleno dotýkat se rukama

V muzeu Bletchley Park se můžete nejen rozhlédnout, ale také si rozluštění osahat vlastníma rukama. Včetně použití stolů s dotykovou obrazovkou. Každý z nich zadává svůj vlastní úkol. V tomto se například navrhuje kombinovat plechy Banburi (Banburismus). Toto je raná metoda dešifrování Enigmy, která se používala před vytvořením „bomby“. Bohužel, ve dne se nedalo něco tímto způsobem rozluštit a o půlnoci se všechny úspěchy proměnily v dýni kvůli další změně nastavení.

Falešné „datové centrum“ v chatě 11

Co je v domě číslo 11, kde bývala „serverovna“, pokud byly všechny „bomby“ zničeny v minulém století? Abych byl upřímný, stále jsem v hloubi duše doufal, že sem přijdu a najdu vše ve stejné podobě jako předtím. Bohužel ne, ale sál stále není prázdný.

Zde jsou tyto železné konstrukce s překližkovými listy. Na některých jsou fotografie „bomby“ v životní velikosti, na jiných jsou citáty z příběhů těch, kteří zde pracovali. Byly to většinou ženy, včetně žen z WAF, ženské služby Royal Air Force. Citát na obrázku nám říká, že výměna kabelů a péče o „bomby“ nebyla vůbec jednoduchá, ale vyčerpávající každodenní práce. Mezi figurínami se mimochodem skrývá další série projekcí. Dívka říká své přítelkyni, že netušila, kde bude sloužit, a je naprosto ohromena tím, co se děje v Bletchley. No, také mě ohromil neobvyklý exponát!

V Bletchley Parku jsem strávil celkem pět hodin. To sotva stačilo na to, abyste si dobře prohlédli střední část a nahlédli do všeho ostatního. Bylo to tak zajímavé, že jsem si ani nevšiml, jak čas plynul, dokud mě nezačaly bolet nohy a požádal jsem, abych se vrátil - když ne do hotelu, tak alespoň na vlak.

A kromě domů, spoře osvětlených kanceláří, zrestaurovaných „bomb“ a dlouhých stánků s doprovodnými texty bylo na co koukat. Už jsem zmínil sál věnovaný špionáži za první světové války, byl tam i sál o dešifrování Lorenze a vzniku počítače Colossus. Mimochodem, v muzeu jsem objevil samotný „Colossus“, respektive část, kterou se podařilo postavit reenactorům.

Na ty nejotužilejší mimo Bletchley Park čeká malé muzeum počítačové historie, kde se můžete naučit, jak na to Počítačové inženýrství vyvinuté po Turingovi. Také jsem se tam podíval, ale šel rychle. BBC Micro a Spectrum jsem už viděl dost na jiných místech – můžete to udělat třeba na festivalu Chaos Constructions v Petrohradě. Živou „bombu“ ale nikde nenajdete.

Velmi zvláštní památník před vchodem do císařského paláce v Poznani - pomník polských kryptografů, luštitelů kódu Enigma. Stéla v podobě rovnostranného trojúhelníkového hranolu je vysoká 3,10 metru a je pokryta zdánlivě náhodnými sekvencemi čísel. Na každé straně pomníku je 21 řádků po dvanácti číslicích, bez jakéhokoli viditelného významu. Uprostřed každé tváře jsou písmena, která tvoří jména.

Pomník zde byl odhalen v roce 2007, v den 75. výročí rozluštění Enigmy třemi polskými kryptoanalytiky Marianem Rejewskim (1905-1980), Jerzym Rozyckim (1909-1942) a Henrykem Zygalskim (1908-1978). Slavnostní otevření se konalo 10. listopadu 2007 (všechny zdroje uvádějí, že šifra byla otevřena v prosinci 1932, bez uvedení Přesné datum) za přítomnosti dcery Rejewského, syna Rozyckého, pana Jana Janusze Rozyckého a dvou příbuzných Henryka Zygalského. Přítomni byli další příbuzní tří vědců, jejich bývalí manažeři a kolegové z BS (Biuro Szyfrów) ve Varšavě, PC Bruno a Cadix (francouzská pobočka kanceláře po německé okupaci v roce 1939).

Faktem je, že po skončení první světové války byla část prostor paláce předána univerzitě v Poznani. V roce 1929 začaly v prostorách matematické fakulty fungovat kurzy kryptografie, pořádané polským Biuro Szyfrów (BS). Úspěšní byli především tři studenti - Re(zh)evsky, Rohitsky a Zygalsky.

Kód Enigma vynalezl německý kryptolog Arthur Scherbius v roce 1918 a ve Výmarské republice se začal používat v polovině 20. let 20. století. Nejprve experimentálně a od roku 1930 stále častěji. Sousedé Německa, zejména Francie, Británie a Polsko, byli podezřívaví, zvláště když se v roce 1933 v Německu dostali k moci nacisté. V rámci přezbrojování Wehrmachtu se šifrovací stroje Scherbius (do té doby se v důsledku vážné úpravy proměnily z 50kilogramového modelu A na model C o velikosti psací stroj) se začaly používat k šifrování ve všech odvětvích armády.

Francouzi a Britové nebyli schopni rozluštit kód Enigmy (řecká hádanka) a nazvali jej „nerozbitným“. Sedmadvacetiletý Rejewski však ve svém působení v divizi BS4 kód rozlouskl již v roce 1932. Pomohla k tomu vážná chyba samotného Scherbiuse. Pokud by to někoho zajímalo, můžete si přečíst článek na Wiki (u mě osobně spousta věcí vyvolává reakci v podobě facepalmu)

Další článek je o Britském muzeu, věnovaný tomuto problému. Pouze tam nejsou Poláci VŮBEC zmíněni, což obecně není pro Brity překvapivé.

Všeobecně je vše v tomto příběhu „krásné“, počínaje vynálezem Enigmy samotným Scherbiem, nebo koupí patentu od Holanďana Huga Kocha a konče „chemickou kastrací“ a sebevraždou vynikajícího britského vědce. Alan Turing, který je známý po celém světě, jako dekodér Enigmy.

Ale vraťme se k Polákům. Když už v létě 1939 bylo všem jasné, že Polsko je na spadnutí, byla veškerá práce polských vědců převedena na britskou a francouzskou rozvědku. Není pochyb (pro mě osobně, yay), že tato informace byla rozhodující pro práci britských dešifrovačů. Anglický matematik a kryptoanalytik Gordon Welchman, který byl jedním z předních zaměstnanců Bletchley Park (viz odkaz na Britské muzeum), přímo zmínil polský příspěvek a pomoc, když napsal: „...kdyby to neudělali, Britové K prolomení Enigmy možná vůbec nedojde...“ Předpokládá se, že rozluštění kódu Enigma britskými kryptografy zkrátilo válku asi o 2 roky a zachránilo mnoho milionů životů.

Nyní je u pomníku malé muzeum.

Zde můžete absolvovat krátké kurzy kryptologie :)

Bohužel jsme se do muzea nedostali, protože jsme tam byli poté, co bylo všechno zavřeno, ale mám Wikipedii!

Dmitrij Alexandrovič dychtil vidět památník každým vláknem své duše (před vstupem do Poznaně jsem netušil, že tam vůbec je 0_0) a byl naprosto spokojen, v zásadě odtud jsme se mohli vrátit do našeho pokoje *to zdá se*

Ale jsem rád, že jsem se celý tento příběh dozvěděl (o polské části, o Turingovi jsem věděl už dříve, teď bych se měl podívat na film s naším Cumberbatchem)

Německý šifrovací stroj se nazýval „Riddle“ ne pro slova. Historii jejího zachycení a dekódování rozhlasových odposlechů kolují legendy a kinematografie k tomu velkou měrou přispívá. Mýty a pravda o německém kodéru jsou v našem materiálu.

Jak známo, nepřátelskému zachycování zpráv lze čelit pouze pomocí spolehlivou ochranu nebo šifrování. Historie šifrování sahá staletí zpět – jedna z nejznámějších šifer se nazývá Caesarova šifra. Poté byly učiněny pokusy o mechanizaci procesu šifrování a dešifrování: Albertiho disk, vytvořený v 60. letech 15. století Leonem Battistou Albertim, autorem Pojednání o šifrách, jedné z prvních knih o umění šifrování a dešifrování. , dorazil k nám.

Stroj Enigma používaný Německem během druhé světové války nebyl ojedinělý. Od podobných zařízení přijatých jinými zeměmi se však lišil svou relativní jednoduchostí a širokým použitím: mohl být použit téměř všude - jak v terénu, tak na ponorce. Historie Enigmy sahá až do roku 1917, kdy na ni získal patent Nizozemec Hugo Koch. Jejím úkolem bylo nahradit některá písmena jinými pomocí rotujících válečků.

Historii dekódování stroje Enigma známe především z hollywoodských trháků o ponorkách. Tyto filmy však podle historiků nemají s realitou mnoho společného.

Například film U-571 z roku 2000 vypráví příběh o tajné misi amerických námořníků s cílem zachytit šifrovací stroj Enigma na palubě německé ponorky U-571. Děj se odehrává v roce 1942 v severním Atlantiku. I přes to, že je film velkolepý, příběh v něm vyprávěný vůbec neodpovídá historickým faktům. Ponorka U-571 byla skutečně ve výzbroji nacistického Německa, ale byla potopena v roce 1944 a Američanům se podařilo ukořistit stroj Enigma až na samém konci války, a to nehrálo vážnou roli v postupu Victory . Mimochodem, na konci filmu tvůrci hlásí historicky správná fakta o zachycení kodéru, ale objevili se na naléhání konzultanta filmu, původem Angličan. Na druhou stranu režisér filmu Jonathan Mostow řekl, že jeho film „je umělecké dílo“.

Evropské filmy se snaží zachovat historickou přesnost, ale je v nich i podíl umělecké fikce. Film Enigma Michaela Apteda z roku 2001 vypráví příběh matematika Toma Jericha, který musí za pouhé čtyři dny vyřešit aktualizovaný kód německého šifrovacího stroje. Samozřejmě v reálný život rozluštění kódů trvalo mnohem déle. Nejprve to dělala polská kryptologická služba. A skupina matematiků - Marian Rejewski, Henryk Zygalski a Jerzy Rozicki - studující nepoužívané německé šifry, zjistila, že takzvaný denní kód, který se každý den měnil, sestával z nastavení rozvaděče, pořadí instalace rotorů , polohy kroužků a počáteční nastavení rotoru . Stalo se tak v roce 1939, ještě před zajetím Polska nacistickým Německem. Také polský „Bureau of Ciphers“, vytvořený speciálně pro „boj“ Enigma, měl k dispozici několik kopií pracovního stroje a také elektromechanický stroj Bomba, který se skládal ze šesti spárovaných německých zařízení, která pomáhala při práci s kódy. Byla to ona, kdo se později stal prototypem Bombe, vynálezu Alana Turinga.

Polská strana dokázala přenést svůj vývoj na britské zpravodajské služby, které zorganizovaly další práce na rozluštění „hádanky“. Mimochodem, Britové se poprvé začali zajímat o Enigmu již v polovině 20. let, ale rychle opustili myšlenku dešifrování kódu, zřejmě s ohledem na to, že to nebylo možné. Se začátkem druhé světové války se však situace změnila: z velké části díky záhadnému stroji ovládlo Německo polovinu Atlantiku a potopilo evropské konvoje s potravinami a municí. Za těchto podmínek Velká Británie a další země protihitlerovské koalice nutně potřebovaly proniknout do hádanky Enigmy.

Sir Alistair Dennison, vedoucí školy State Code and Cipher School, která se nacházela v obrovském zámku Bletchley Park 50 mil od Londýna, vymyslel a provedl tajnou operaci Ultra, obrátil se na talentované absolventy Cambridge a Oxfordu, mezi nimiž byl slavný kryptograf a matematik Alan Turing . Turingova práce na prolomení strojových kódů Enigmy je předmětem filmu The Imitation Game z roku 2014. V roce 1936 Turing vyvinul abstraktní výpočetní "Turingův stroj", který lze považovat za model počítače - zařízení schopného vyřešit jakýkoli problém prezentovaný ve formě programu - sled akcí. Ve škole kódování a šifrování vedl skupinu Hut 8, odpovědnou za kryptoanalýzu komunikace německého námořnictva, a vyvinul řadu metod pro prolomení německého šifrovače. Kromě Turingovy skupiny pracovalo v Bletchley Parku 12 tisíc zaměstnanců. Právě díky jejich tvrdé práci se podařilo rozluštit kódy Enigmy, ale nepodařilo se rozluštit všechny šifry. Například šifra Triton úspěšně fungovala asi rok, a i když ji „chlapi z Bletchley“ rozlouskli, nepřinesla požadovaný výsledek, protože od okamžiku zachycení šifrování do přenosu informace uplynulo příliš mnoho času. k britským námořníkům.

Jde o to, že na příkaz Winstona Churchilla všechny dešifrovací materiály obdrželi pouze šéfové zpravodajských služeb a sir Stuart Menzies, který vedl MI6. Byla přijata taková opatření, aby si Němci neuvědomili, že kódy byly prolomeny. Tato opatření přitom ne vždy fungovala, pak Němci změnili nastavení Enigmy, načež začala dešifrovací práce nanovo.

The Imitation Game se také dotýká tématu vztahu mezi britskými a sovětskými kryptografy. Oficiální Londýn si opravdu nebyl jistý způsobilostí specialistů ze Sovětského svazu, nicméně na osobní příkaz Winstona Churchilla byly 24. července 1941 materiály s razítkem Ultra převezeny do Moskvy. Pravda, aby se vyloučila možnost prozrazení nejen zdroje informací, ale i toho, že by se Moskva o existenci Bletchley Park dozvěděla, byly všechny materiály maskovány jako zpravodajské informace. SSSR se však o práci na rozluštění Enigmy dozvěděl už v roce 1939 a o tři roky později vstoupil do služeb Státní školy kódů a šifer sovětský špión John Cairncross, který do Moskvy pravidelně zasílal všechny potřebné informace.

Mnoho lidí se diví, proč SSSR nerozluštil rádiové odposlechy německého „Riddle“, ačkoli sovětská vojska zachytila ​​dvě taková zařízení již v roce 1941 a v bitvě u Stalingradu měla Moskva k dispozici další tři zařízení. Vliv měl podle historiků nedostatek moderního elektronického vybavení v tehdejším SSSR.

Mimochodem, v SSSR bylo na 5. května 1921 svoláno speciální oddělení Čeky, zabývající se šifrováním a dešifrováním. Zaměstnanci oddělení měli spoustu nepříliš inzerovaných vítězství, z pochopitelných důvodů - oddělení pracovalo pro rozvědku a kontrarozvědku. Například zveřejnění diplomatických kódů řady zemí již ve dvacátých letech. Vytvořili také svou vlastní šifru - slavný „ruský kód“, který, jak se říká, nikdo nedokázal rozluštit.

Na základě materiálů z disertační práce „Šifrovací stroje a dešifrovací zařízení za druhé světové války“, obhájené na Univerzitě Chemnitz (Německo) v roce 2004.

Úvod. Pro širokou veřejnost je slovo „Enigma“ (v řečtině - hádanka) synonymem pojmů „šifrovací stroj“ a „lámání kódu“, o což se postaraly filmy o ponorkách a podobné romány, které mají málo co dělat s realitou. Že tam byli jiní šifrovací stroje, k jehož „hacknutí“ byly vytvořeny speciální dešifrovací stroje, a o důsledcích, které to mělo ve druhé světové válce, je široké veřejnosti málo známo.

Ale nebudeme se touto problematikou zabývat, ale omezíme se na vědecké, technické a organizační okolnosti, které přispěly k odhalení německých šifrovacích kódů. A zvláště důležité je, jak a proč bylo možné vyvinout strojové metody „hackování“ a úspěšně je používat.
Hacknutí kódů Enigmy a kódů dalších šifrovacích strojů poskytlo spojencům přístup nejen k vojensko-taktickým informacím, ale také k informacím z ministerstva zahraničí, policie, SS a železnic. Patří sem i zprávy ze zemí Osy, zejména japonské diplomacie, a italské armády. Spojenci také dostávali informace o vnitřní situaci v Německu a jeho spojencích.

Jen v Anglii pracoval na rozluštění kódů tisícičlenný tým tajných služeb. Na tuto práci osobně dohlížel anglický premiér Winston Churchill, který o důležitosti této práce věděl ze zkušenosti první světové války, kdy byl ministrem námořnictva britské vlády. Již v listopadu 1914 nařídil rozluštit všechny zachycené nepřátelské telegramy. Nařídil také rozluštit dříve zachycené telegramy, aby bylo možné pochopit myšlení německého velení. To je důkaz jeho prozíravosti. Nejznámějším výsledkem této činnosti bylo vynucení vstupu USA do první světové války.
Stejně prozíravé bylo vytvoření anglických odposlechových stanic – tehdy zcela nová myšlenka – zejména odposlech rádiového provozu nepřátelských lodí.

Již tehdy a v období mezi dvěma světovými válkami Churchill ztotožňoval podobné aktivity s novým typem zbraně. Konečně bylo jasné, že je nutné klasifikovat naše vlastní radiokomunikace. A to vše muselo být před nepřítelem utajeno. Existují velké pochybnosti, že si to všechno vůdci Třetí říše uvědomili. Ve vedení Wehrmachtu (OKW) bylo oddělení s malým počtem kryptologů a s úkolem „vyvíjet metody pro odhalování nepřátelských rádiových zpráv“, a to jsme hovořili o frontových důstojnících rádiového průzkumu, kteří byli pověřeni poskytovat frontovým velitelům taktické informace o jejich sektoru fronty. V německé armádě nebyly používané šifrovací stroje posuzovány kryptology (z hlediska kvality šifrování a možností prolomení), ale technickými specialisty.

Spojenci sledovali postupné zdokonalování německé šifrovací technologie a také zdokonalovali metody prolamování šifrovacích kódů. Němci připisovali skutečnosti nasvědčující informovanosti spojenců zradě a špionáži. Kromě toho ve Třetí říši často neexistovala jasná podřízenost a šifrovací služby různých armádních složek nejenom vzájemně neinteragovaly, ale také skrývaly své dovednosti před kryptografy jiných složek armády, protože „ soutěž“ bylo na denním pořádku. Němci se nepokoušeli rozluštit spojenecké šifrovací kódy, protože na to měli jen málo kryptologů a těch, které pracovali izolovaně jeden od druhého. Zkušenosti anglických kryptologů ukázaly, že společná práce velkého týmu kryptologů umožnila vyřešit téměř všechny zadané úkoly. Ke konci války začal postupný přechod v oblasti šifrování od strojové práce k práci na počítači.

Šifrovací stroje ve vojenských záležitostech byly poprvé použity v Německu v roce 1926. To přimělo potenciální protivníky Německa k vyvinutí vlastních metod šifrování a dešifrování. Například Polsko se této problematiky ujalo a nejprve muselo vyvinout teoretické základy strojové kryptologie, protože „ruční“ metody k tomu nebyly vhodné. Budoucí válka by vyžadovala rozluštění tisíců rádiových zpráv každý den. Byli to polští specialisté, kteří jako první začali v roce 1930 pracovat na strojové kryptologické analýze. Po vypuknutí války a obsazení Polska a Francie v této práci pokračovali angličtí specialisté. Významná zde byla především teoretická práce matematika A. Turinga. Počínaje rokem 1942 se prolomení šifrovacích kódů stalo extrémně důležité, protože německé velení stále více využívalo k přenosu svých rozkazů rádiovou komunikaci. Bylo nutné vyvinout zcela nové metody kryptologické analýzy pro dešifrovací stroje.

Historický odkaz.
Julius Caesar byl první, kdo použil šifrování textu. V 9. století se arabský učenec Al-Kindi poprvé zabýval problémem dešifrování textu. Vývoji šifrovacích metod byly věnovány práce italských matematiků 15. a 16. století. První mechanické zařízení vynalezl v roce 1786 švédský diplomat, takové zařízení měl v roce 1795 k dispozici i americký prezident Jefferson. Teprve v roce 1922 toto zařízení vylepšil americký armádní kryptolog Mauborn. Sloužil k šifrování taktických zpráv až do vypuknutí druhé světové války. Patenty pro zlepšení použitelnosti (ale ne pro zabezpečení šifrování) byly vydávány americkým patentovým úřadem od roku 1915. To vše mělo sloužit k šifrování obchodní korespondence. Navzdory četným vylepšením zařízení bylo jasné, že spolehlivé je pouze šifrování krátkého textu.

Na konci první světové války a v prvních letech po ní se objevilo několik vynálezů vytvořených amatéry, pro které to byl druh koníčku. Jmenujme dva z nich: Hebern a Vernam, oba Američané, ani jeden z nich s největší pravděpodobností nikdy neslyšel o vědě o kryptologii. Druhý z nich dokonce implementoval některé operace booleovské logiky, o kterých v té době kromě profesionálních matematiků věděl jen málokdo. Profesionální kryptologové začali tyto šifrovací stroje dále vylepšovat, což umožnilo zvýšit jejich zabezpečení proti hackerům.

Od roku 1919 Svůj vývoj si začali patentovat i němečtí konstruktéři, jedním z prvních byl budoucí vynálezce Enigmy Arthur Scherbius (1878 - 1929). Byly vyvinuty čtyři varianty podobných strojů, o které však nebyl komerční zájem, pravděpodobně proto, že stroje byly drahé a náročné na údržbu. Námořnictvo ani ministerstvo zahraničních věcí nepřijaly vynálezcovy návrhy, a tak se pokusil nabídnout svůj šifrovací stroj civilním sektorům ekonomiky. Armáda a ministerstvo zahraničí nadále používaly šifrování pomocí knih.

Arthur Scherbius šel pracovat pro společnost, která koupila jeho patent na šifrovací stroj. Tato společnost pokračovala ve vylepšování Enigmy i po smrti jejího autora. Ve druhé verzi (Enigma B) byl stroj upraveným elektrickým psacím strojem, na jedné straně byl vybaven šifrovacím zařízením v podobě 4 vyměnitelných rotorů. Společnost stroj široce vystavovala a inzerovala jej jako nenapadnutelný. Začali se o ni zajímat důstojníci Reichswehru. Faktem je, že v roce 1923 byly zveřejněny Churchillovy paměti, ve kterých hovořil o svých kryptologických úspěších. To způsobilo šok ve vedení německé armády. Němečtí důstojníci se dozvěděli, že většinu jejich vojenské a diplomatické komunikace rozluštili britští a francouzští experti! A že tento úspěch byl z velké části dán slabostí amatérského šifrování, vynalezeného amatérskými kryptology, protože německá vojenská kryptologie prostě neexistovala. Přirozeně začali hledat silné šifrovací metody pro vojenskou komunikaci. Proto se začali zajímat o Enigmu.

Enigma měla několik modifikací: A, B, C atd. Modifikace C mohla provádět šifrování i dešifrování zpráv; nevyžadoval složitou údržbu. Její produkty ale ještě nebyly odolné proti hackování, protože tvůrcům neradili profesionální kryptologové. To bylo používáno německým námořnictvem od roku 1926 do roku 1934. Další modifikace, Enigma D, byla také komerční úspěch. Následně se od roku 1940 používal v železniční dopravě v okupovaných oblastech východní Evropy.
V roce 1934 Německé námořnictvo začalo používat další modifikaci Enigmy I.

Je zvláštní, že se polští kryptologové pokusili dešifrovat německé rádiové zprávy klasifikované tímto strojem a výsledky této práce se nějakým způsobem dostaly do povědomí německé rozvědky. Zpočátku byli Poláci úspěšní, ale německá rozvědka, která je „sledovala“, to oznámila svým kryptologům a ti změnili kódy. Když se ukázalo, že polští kryptologové nejsou schopni prolomit zprávy zašifrované pomocí Enigmy -1, začaly tento stroj používat i pozemní síly, Wehrmacht. Po určitém vylepšení se právě tento šifrovací stroj stal hlavním ve druhé světové válce. Od roku 1942 přijala německá ponorková flotila modifikaci Enigma-4.

Postupně do července 1944 přešla kontrola nad šifrovacím byznysem z rukou Wehrmachtu pod střechu SS, hlavní roli zde sehrála konkurence mezi těmito složkami ozbrojených sil. Od prvních dnů 2. světové války byly armády USA, Švédska, Finska, Norska, Itálie a dalších zemí nasyceny šifrovacími stroji. V Německu se konstrukce strojů neustále zdokonaluje. Hlavní potíže v tomto případě způsobila nemožnost zjistit, zda je nepřítel schopen rozluštit texty zašifrované daným strojem. Enigma různých modifikací byla zavedena na úrovních nad divizí, vyráběla se i po válce (model „Schlüsselkasten 43“) v Chemnitz: v říjnu 1945. V lednu 1946 bylo vyrobeno 1000 kusů. - již 10 000 kusů!

Telegraf, historické informace.
Nástup elektrického proudu způsobil prudký rozvoj telegrafie, k němuž ne náhodou došlo v 19. století souběžně s industrializací. Hnací síla byli železnice, který používal telegraf pro potřeby železničního provozu, pro který byly vyvinuty všemožné přístroje jako ukazovátka. Steinhelovo zařízení se objevilo v roce 1836 a v roce 1840 jej vyvinul Samuel MORSE. Další vylepšení přišla v podobě tiskařského telegrafu Siemens a Halske (Siemens & Halske, 1850), který převáděl přijaté elektrické impulsy na čitelný typ. A vynalezen v roce 1855. Tiskařský kotouč po řadě vylepšení používal Hughes ještě ve 20. století.

Další důležitý vynález pro urychlení přenosu informací vytvořil v roce 1867 Wheatstone: děrná páska s Morseovou abecedou, kterou zařízení mechanicky nahmatalo. Další rozvoj telegrafie byl brzděn nedostatečným využíváním šířku pásma dráty První pokus provedl B. Meyer v roce 1871, ale neuspěl, protože tomu zabránily různé délky a počet pulzů v morseovkách. Ale v roce 1874 se francouzskému inženýrovi Emile Baudotovi podařilo tento problém vyřešit. Toto řešení se stalo standardem na dalších 100 let. Baudotova metoda měla dva důležité rysy. Za prvé to byl první krok k použití binárního počtu. A za druhé to byl první spolehlivý vícekanálový systém přenosu dat.

Další rozvoj telegrafie spočíval v potřebě doručovat telegramy pomocí pošťáků. Byl vyžadován jiný organizační systém, který by zahrnoval: zařízení v každém domě, jeho údržbu speciálním personálem, příjem telegramů bez pomoci personálu, neustálé připojení k lince, vydávání textů stránku po stránce. Takové zařízení by mělo vyhlídky na úspěch pouze v USA. V Evropě až do roku 1929 poštovní monopol bránil výskytu jakéhokoli soukromého zařízení pro přenos zpráv, musely být instalovány pouze na poště.

První krok tímto směrem udělal v roce 1901 Australan Donald Murray. Zejména upravil Baudotův zákoník. Tato úprava byla standardem až do roku 1931. Neměl komerční úspěch, protože se neodvážil patentovat svůj vynález v USA. V USA spolu soupeřili dva američtí vynálezci: Howard Krum a E.E. Kleinschmidt. Následně se spojili do jedné společnosti v Chicagu, která začala v roce 1024 vyrábět zařízení, která slavila komerční úspěch. Německá firma Lorenz dovezla několik jejich strojů, instalovala je na poštách a získala licenci na jejich výrobu v Německu. Od roku 1929 byl v Německu zrušen poštovní monopol a soukromé osoby získaly přístup k telegrafním kanálům. Zavedení mezinárodních norem pro telegrafní kanály v roce 1931 umožnilo organizaci telegrafní komunikace s celým světem. Stejné přístroje začaly vyrábět v roce 1927 firmy Siemens a Halske.

Prvním, kdo spojil telegraf s šifrovacím strojem, byl 27letý Američan Gilbert Vernam, zaměstnanec společnosti ATT. V roce 1918 požádal o patent, ve kterém empiricky použil Booleovu algebru (o které mimochodem neměl ani ponětí a kterou tehdy studovalo několik matematiků po celém světě).
Americký důstojník William Friedman významně přispěl ke kryptologii, udělal z amerických šifrovacích strojů prakticky nerozbitné.

Když se v Německu objevily telegrafní přístroje od firem Siemens a Halske, začalo se o ně zajímat německé námořnictvo. Ale její vedení bylo stále v dojmu, že Britové během první světové války prolomili německé kódy a četli jejich zprávy. Proto požadovali propojení telegrafního aparátu s šifrovacím strojem. To byl v té době zcela nový nápad, protože šifrování v Německu probíhalo ručně a teprve poté se šifrované texty přenášely.

V USA tento požadavek splnily přístroje Vernam. V Německu se této práce ujala společnost Siemens a Halske. První otevřený patent na toto téma podali v červenci 1930. Do roku 1932 vzniklo funkční zařízení, které se nejprve volně prodávalo, ale od roku 1934. byl klasifikován. Od roku 1936 Tato zařízení se začala používat v letectví a od roku 1941. - a pozemní síly. Od roku 1942 Začalo strojové šifrování rádiových zpráv.

Němci pokračovali ve vylepšování různých modelů šifrovacích strojů, ale na první místo kladli vylepšení mechanické části, ke kryptologii přistupovali amatérsky, výrobní podniky nezapojovaly do konzultací profesionální kryptology. Velká důležitost Na všechny tyto problémy existovaly práce amerického matematika Clauda Shannona, který byl od roku 1942 sečtělý. pracoval v Bellových laboratořích a prováděl tam tajný matematický výzkum. Ještě před válkou se proslavil tím, že dokázal analogii mezi Booleovou algebrou a reléovými spoji v telefonii. Byl to on, kdo objevil „bit“ jako jednotku informace. Po válce, v roce 1948. Shannon napsal své hlavní dílo, The Mathematical Theory of Communications. Poté se stal profesorem matematiky na univerzitě.

Shannon byl první, kdo uvažoval o matematickém modelu kryptologie a vyvinul analýzu zašifrovaných textů pomocí informačních teoretických metod. Základní otázka jeho teorie zní: „Kolik informací obsahuje šifrovaný text ve srovnání s textem prostým?“ V roce 1949 vydal práci „Teorie komunikace“ tajné systémy“, ve kterém na tuto otázku odpověděl. Zde provedená analýza byla první a jediná, která kvantifikovala sílu šifrovací metody. Poválečná analýza ukázala, že ani německé, ani japonské šifrovací stroje nebyly neprolomitelné. Kromě toho existují další zdroje informací (například zpravodajství), které značně zjednodušují úlohu dešifrování.

Pozice Anglie ji přinutila vyměňovat si dlouhé šifrované texty se Spojenými státy; byla to právě velká délka, která umožnila jejich rozluštění. Ve speciálním oddělení britské tajné služby M 16 byla vyvinuta metoda zvyšující stupeň utajení zprávy – ROCKEX. Americkou šifrovací metodu pro ministerstvo zahraničí prolomili němečtí experti a odpovídající zprávy byly dešifrovány. Poté, co se o tom dozvěděly Spojené státy v roce 1944. nahradil nedokonalý systém spolehlivějším. Přibližně ve stejné době také německý Wehrmacht, námořnictvo a ministerstvo zahraničí vyměnilo šifrovací technologii za nově vyvinuté. Sovětské šifrovací metody byly také nedostatečně spolehlivé, a proto byly hacknuty americkými službami a bylo identifikováno mnoho sovětských zpravodajských důstojníků zapojených do špionáže pro americkou atomovou bombu (operace Venona - rozbití).

Vloupání do.
Nyní si povíme něco o britských HACKING německých šifrovacích strojích, tedy o strojovém odhalení způsobu šifrování textů v nich. . Toto dílo dostalo anglický název ULTRA. Metody nestrojového dešifrování byly příliš pracné a ve válečných podmínkách nepřijatelné. Jak byly zkonstruovány anglické dešifrovací stroje, bez kterých by Spojenci nemohli dosáhnout převahy nad německými lamači kódů? Jaké informace a textový materiál potřebovali? A došlo zde k německé chybě, a pokud ano, proč k ní došlo?

Za prvé, vědecké a technické základy.
Nejprve předběžné vědecká práce, protože bylo nutné nejprve kryptologicky a matematicky analyzovat algoritmy. Bylo to možné, protože šifrování bylo široce používáno německým Wehrmachtem. Taková analýza vyžadovala nejen šifrované texty získané odposlechem, ale také otevřené texty získané špionáží nebo krádeží. Navíc byly potřeba různé texty, zašifrované stejným způsobem. Současně byl proveden lingvistický rozbor jazyka armády a diplomatů. Vzhledem k dlouhým textům bylo možné matematicky vytvořit algoritmus i pro neznámý šifrovací stroj. Poté se podařilo vůz zrekonstruovat.

Pro tuto práci Britové spojili přibližně 10 000 lidí, včetně matematiků, inženýrů, lingvistů, překladatelů, vojenských expertů a dalších zaměstnanců, aby třídili data, kontrolovali je, archivovali a udržovali stroje. Toto sdružení se jmenovalo BP (Bletchley Park) a bylo pod osobní kontrolou Churchilla. Získané informace se ukázaly jako mocná zbraň v rukou spojenců.

Jak Britové ovládli Wehrmacht Enigmu? Polsko bylo první, kdo rozluštil německé kódy. Po první světové válce byla v neustálém vojenském nebezpečí od obou svých sousedů – Německa a SSSR, kteří snili o znovuzískání ztracených a převedených zemí do Polska. Aby se Poláci vyhnuli překvapením, nahráli rádiové zprávy a dešifrovali je. Byli velmi znepokojeni, že po zavedení v únoru 1926. v německém námořnictvu Enigma C, stejně jako po jeho zavedení do pozemní síly v červenci 1928 nebyli schopni dešifrovat zprávy zašifrované tímto strojem.

Poté oddělení BS4 polského generálního štábu předpokládalo, že Němci získali strojové šifrování, zvláště když znali rané komerční verze Enigmy. Polská rozvědka potvrdila, že ve Wehrmachtu od 1. června 1930. Používá se Enigma 1. Polští vojenští experti nebyli schopni rozluštit německé zprávy. I když prostřednictvím svých agentů obdrželi dokumenty Enigmy, nemohli dosáhnout úspěchu. Došli k závěru, že chybí vědecké poznatky. Poté pověřili tři matematiky, z nichž jeden studoval v Göttingenu, aby vytvořili systém analýzy. Všichni tři absolvovali další školení na univerzitě v Poznani a hovořili plynně německy. Podařilo se jim reprodukovat zařízení Enigma a vytvořit jeho kopii ve Varšavě. Připomeňme vynikající úspěchy jednoho z nich, polského matematika M. Rejewského (1905 - 1980). Přestože Wehrmacht neustále vylepšoval šifrování svých zpráv, polským specialistům se to až do 1. ledna 1939 dařilo. dešifrovat je. Poté Poláci začali spolupracovat se spojenci, kterým předtím nic nesdělili. Taková spolupráce byla již vhodná vzhledem k zřejmému vojenskému nebezpečí. 25. července 1939 sdělili anglickým a francouzským zástupcům všechny informace, které znali. 16. srpna téhož roku se polský „dar“ dostal do Anglie a začali s ním pracovat angličtí experti z nově vytvořeného BP Decoding Center.

Britští kryptologové byli po první světové válce zredukováni a zůstali pouze pod střechou ministerstva zahraničí. Během války ve Španělsku Němci používali Enigmu D a zbývající angličtí kryptologové pod vedením vynikajícího filologa Alfreda Dillwyna (1885-1943) pokračovali v práci na dešifrování německých zpráv. Ale čistě matematické metody nestačily. Do této doby, na konci roku 1938. Cambridgeský matematik Alan Turing byl mezi návštěvníky kurzů anglického kryptografa. Podílel se na útocích na Enigmu 1. Vytvořil analytický model známý jako „Turingův stroj“, který umožnil tvrdit, že dešifrovací algoritmus rozhodně existuje, zbývalo ho jen objevit!

Thüring byl zařazen do BP jako osoba odpovědná za vojenskou službu. K 1. květnu 1940 dosáhl vážného úspěchu: využil toho, že každý den v 6 hodin ráno německá meteorologická služba vysílala šifrovanou předpověď počasí. Je jasné, že nutně obsahoval slovo „wetter“ (Wetter) a že jeho přesnou pozici ve větě určovala přísná pravidla německé gramatiky. To mu umožnilo nakonec dospět k řešení problému rozbití Enigmy a vytvořil pro to elektromechanické zařízení. Nápad ho napadl počátkem roku 1940 a v květnu téhož roku s pomocí skupiny inženýrů takové zařízení vzniklo. Úkol dekódování byl usnadněn tím, že jazyk německých rozhlasových zpráv byl jednoduchý, výrazy a jednotlivá slova se často opakovaly. Němečtí důstojníci neznali základy kryptologie, považovali to za nedůležité.

Britská armáda, a zejména Churchill osobně, vyžadovala neustálou pozornost při dešifrování zpráv. Od léta 1940 Britové rozluštili všechny zprávy zašifrované pomocí Enigmy. Přesto angličtí specialisté neustále zdokonalovali technologii dešifrování. Do konce války měli britští dešifrovači nepřetržitě 211 dešifrovacích zařízení. Obsluhovalo je 265 mechaniků a do služby bylo přivedeno 1 675 žen. Práce tvůrců těchto strojů byla oceněna o mnoho let později, když se pokusili jeden z nich znovu vytvořit: kvůli nedostatku potřebného personálu v té době byla práce na znovuvytvoření slavné auto trvalo několik let a zůstalo nedokončeno!

Návody na vytváření dešifrovacích zařízení vytvořené v té době Dühringem byly zakázány až do roku 1996... Mezi prostředky dešifrování patřila metoda „vynucených“ informací: například britská letadla zničila molo v přístavu Calle, předem věděla že to německé služby oznámí sadou informací, které jsou britským slovům předem známé! Německé služby navíc tuto zprávu přenášely mnohokrát, pokaždé ji zakódovaly jinými kódy, ale slovo od slova...

A konečně nejdůležitější frontou pro Anglii byla ponorková válka, kterou Němci používali nová úprava Enigma M3. Britská flotila dokázala odstranit takové vozidlo ze zajaté německé ponorky. 1. února 1942 přešlo německé námořnictvo na používání modelu M4. Ale některé německé zprávy, zašifrované starým způsobem, omylem obsahovaly informace o konstrukčních prvcích tohoto nové auto. To Thuringovu týmu značně usnadnilo úkol. Již v prosinci 1942. Enigma M4 byla prasklá. 13. prosince 1942 obdržela britská admiralita přesné údaje o poloze 12 německých ponorek v Atlantiku...

Podle Turinga bylo pro urychlení dešifrování nutné přejít na použití elektroniky, protože elektromechanická reléová zařízení neprováděla tento postup dostatečně rychle. 7. listopadu 1942 odjel Turing do USA, kde společně s týmem Bellových laboratoří vytvořil aparát pro přísně tajná jednání mezi Churchillem a Rooseveltem. Zároveň byly pod jeho vedením zdokonaleny americké dešifrovací stroje, takže Enigma M4 byla konečně prolomena a až do konce války poskytovala Angličanům a Američanům komplexní zpravodajské informace. Teprve v listopadu 1944 mělo německé velení pochybnosti o spolehlivosti své šifrovací technologie, to však nevedlo k žádným opatřením...

(Poznámka překladatele: Protože od roku 1943 byl šéfem britské kontrarozvědky sovětský zpravodajský důstojník Kim Philby, všechny informace okamžitě přicházely do SSSR! Některé z těchto informací byly předány Sovětský svaz a oficiálně prostřednictvím anglické kanceláře v Moskvě a také polooficiálně prostřednictvím sovětského rezidenta ve Švýcarsku Alexandra Rada.)

Chiffriermaschinen und Entzifferungsgeräte
ve Zweiten Weltkrieg:
Technikgeschichte und informatikhistorische Aspekte
Von der Philosophischen Fakultät der Technischen Universität Chemnitz genehmigte
Disertační práce
zur Erlangung des akademischen Grades doctor philosophiae (Dr.phil.)
von Dipl.-Ing.Michael Pröse

Stroj Bombe, vyvinutý britským matematikem Alanem Turingem, měl velký význam během druhé světové války. Turingův vynález pomohl rozlousknout kód legendární auto Německé zprávy Enigma.

Turingův stroj výrazně zvýšil rychlost dekódování zachycených německých zpráv. To umožnilo spojeneckým silám reagovat na tajné informace během několika hodin, nikoli týdnů.

O Turingově genialitě, jeho neklidném osobním životě a tragicky brzké smrti toho bylo řečeno hodně. Hollywood o něm dokonce natočil film. Ale kolik toho víte o stroji, který postavil, principu hackování stroje a dopadu, který měl na průběh války?

Sdílíme neznámá fakta o Turingově vynálezu.

1. Turing nepřišel se svým strojem sám.

Ve skutečnosti Turingův důmyslný vynález, stroj Bombe, ano pokračování prací polských matematiků Mariana Rejewského, Henryka Zygalského a Jerzyho Rozyckého.

Polský Bombe uspěl díky chybě v německém šifrování, které dvojitě zašifrovalo první tři písmena na začátku každé zprávy, což umožnilo lapačům kódů hledat vzory.

Jak přesně stroj Bombe fungoval, zůstává záhadou, ale paralelním použitím šesti těchto strojů by bylo možné objevit velmi důležitý Enigma Ringstellung (řád kódovacího prstence) za pouhých za několik hodin.

2. Němci zdokonalili Enigmu

V určitém okamžiku němečtí kryptografové objevili a opravili slabinu dvojitého šifrování. Poté Britové potřebovali pokročilejší řešení a Turing a jeho tým se zapojili do práce.

S využitím informací poskytnutých Poláky začal Turing hackovat zprávy Enigmy pomocí svého vlastního „počítače“.

Jeho metody byly založeny na předpokladu, že každá zpráva obsahovala cheat – známý kus německého otevřeného textu na známém místě ve zprávě.

V jednom příkladu to tak bylo předpověď počasí v Atlantiku, který byl nahráván každý den ve stejném formátu. Zařízení pro zjišťování polohy na odposlouchávacích stanicích umožnilo lapačům kódů určit, odkud zpráva přichází, a pokud se shodovala s polohou meteorologické stanice, bylo pravděpodobné, že slovo „wettervorhersage“ (předpověď počasí) bude přítomno v každou zprávu.

Dalším kuriózním vodítkem pro Turinga byla neschopnost Enigmy zakódovat písmeno jako sebe. To znamená, že S nemohlo být nikdy S.

3. Enigma se stala téměř dokonalou

I když vezmeme v úvahu všechny nevýhody Enigmy, bylo obtížné kód rozlousknout téměr nemožné. Nebyl dostatek času ani pracovních sil na vypracování všech možných kombinací. To je způsobeno tím, že každé písmeno, když bylo zadáno do stroje Enigma, bylo pokaždé zašifrováno jinak.

Takže i když jste uhodli jedno klíčové slovo, které nabízelo nápovědu, trvalo to snížit kurz 158,962,555,217,826,360,000 na 1– přesný počet způsobů konfigurace strojů Enigma.

Navíc každý den musel být prolomen nový kód, aby bylo možné vysvětlit, že Němci o půlnoci změnili nastavení.

4. Turingův tým udělal opak

Místo hádání klíče použil Bombe logiku k odmítnutí určitých možností. Jak řekl Arthur Conan Doyle: "Když jste odstranili nemožné, cokoli zůstane, bez ohledu na to, jak neuvěřitelné, musí být pravda."

Tato metoda, i když úspěšná, stále poskytovala řadu možných správných odpovědí pro nastavení německého vyzvánění. Bylo tedy potřeba udělat více práce, abychom to zúžili na tu správnou.

Použití procesu zkušebního stroje opakoval dokud nebyla nalezena správná odpověď.

To dalo sušenkám část klíče, ale ne celý. Potom jste museli použít to, co jste se naučili, a přijít na zbytek klíče.

Jakmile byl kód prolomen, Turingův tým nastavil stroj Enigma se správným klíčem dne a rozluštil každou zprávu zachycenou ten den.

5. Turingův stroj dnes stojí 320 milionů rublů

„Bomby“ byly 7 stop široké, 6 stop 6 palců vysoké a doslova vážily tunu. Měli 12 mil drátů(!) a 97 000 různých dílů.

Prototyp dekodéru byl postaven za cenu 100 000 liber, což odpovídá dnešním přibližně 4 milionům liber. Téměř 320 milionů rublů podle aktuálního kurzu!

Turingova bomba byla v podstatě elektromechanická stroj skládající se z 36 různých strojů Enigma, každý obsahuje přesné vnitřní zapojení německého ekvivalentu.

Když je "Bomba" zapnutá, každé z hádanek je přiřazena dvojice písmen z výsledného textu cheatu (například když se D stane T v uhádnutém slově).

Každý ze tří rotorů se pohybuje rychlostí simulující samotnou Enigmu a přibližně testuje 17 500 možných pozic dokud se nenajde shoda.

6. Turingův génius ovlivnil výsledek války

Po rozbití stroje Enigma bylo postaveno a nepřetržitě provozováno 211 strojů Bombe. Byly umístěny na různých místech po celé Británii pro případ možných výbuchů, které by mohly zničit tyto velmi složité a drahé vzorky.

Kvůli nedostatku ukořistěných strojů Enigma byly britské šifrovací stroje Typex přeměněny na fungující stroje Enigma.

Plně dešifrované zprávy byly přeloženy z němčiny do angličtiny a poté předány britské rozvědce.

Na svém vrcholu mohl stroj Bombe hacknout až 3000 německých zpráv denně. Do konce války vyřídila 2,5 milionu zpráv, z nichž mnohé poskytly spojencům zásadní informace o německých pozicích a strategii.
Předpokládá se, že tyto znalosti hrály důležitou roli v klíčových bitvách.

Podle mnoha odborníků Turingův vynález zkrátil válku o dva roky.

Bank of England vydá na Turingovu počest bankovku v hodnotě 50 liber