Securitatea informațiilor în timpul celui de-al Doilea Război Mondial: piratarea Enigma

Războaiele se duc cu arme. Cu toate acestea, doar armele nu sunt suficiente. Câștigă cel care deține informațiile! Trebuie să primiți informațiile altor persoane și să vă protejați pe ale dvs. Acest tip special de luptă este în desfășurare.

Vechii egipteni și-au protejat secretele cu cifrurile hieroglifice, romanii cu cifrul Caesar, venețienii cu discurile cifroare ale lui Alberti. Odată cu dezvoltarea tehnologiei, fluxul de informații a crescut, iar criptarea manuală a devenit o povară serioasă și nu a oferit o fiabilitate adecvată. Au apărut mașinile de criptare. Cea mai faimoasă dintre ele este Enigma, care a devenit larg răspândită în Germania nazistă. De fapt, Enigma este o familie întreagă de 60 de dispozitive electromecanice de criptare rotativă care au funcționat în prima jumătate a secolului al XX-lea în structuri comerciale, armate și servicii din multe țări. O serie de cărți și filme precum blockbuster-ul de la Hollywood „Enigma” ne-au prezentat armata germană „Enigma” (Enigma Wehrmacht). Ea are o reputație proastă, deoarece criptoanalistii englezi au putut să-i citească mesajele, iar acest lucru le-a dat înapoi naziștilor.

Această poveste conținea idei strălucitoare, realizări tehnologice unice, operațiuni militare complexe, desconsiderare pentru viețile umane, curaj și trădare. Ea a arătat cum abilitatea de a anticipa acțiunile inamicului neutralizează forța brută a unei arme.

Apariția lui „Riddle”

În 1917, olandezul Koch a brevetat un dispozitiv electric rotativ de criptare pentru protejarea informațiilor comerciale. În 1918, germanul Scherbius a cumpărat acest brevet, l-a modificat și a construit mașina de criptare Enigma (din greacă ανιγμα - „ghicitoare”). După ce a creat compania Chiffriermaschinen AG, omul de afaceri din Berlin a început să crească cererea pentru noul său produs, care nu era încă secret, expunându-l în 1923 la congresul poștal internațional de la Berna și un an mai târziu la Stockholm. „ghicitoarea” a fost făcută publicitară în presa germană, radio și Institutul Austriac de Criminologie, dar aproape că nu erau oameni dispuși să o cumpere - era prea scumpă. Enigmele dintr-o singură piesă au mers în Suedia, Țările de Jos, Japonia, Italia, Spania și SUA. În 1924, britanicii au luat mașina, au înregistrat-o în oficiul lor de brevete, iar serviciul lor criptografic (Camera 40) a cercetat interiorul acesteia.

Și sunt simple. Acesta este un fel de mașină de scris electrică: o tastatură cu 26 de litere ale alfabetului latin, un registru cu 26 de becuri cu litere, un tablou de distribuție, o baterie de 4,5 volți, un sistem de codare sub formă de rotoare cu discuri de criptare (3-4). cele de lucru plus 0-8 înlocuibile). Rotoarele sunt conectate între ele ca angrenajele dintr-un kilometraj (odometrul auto). Dar aici, spre deosebire de contorul de parcurs, discul din dreapta, când introduceți o literă, se rotește cu un pas variabil, a cărui valoare este stabilită conform unui program. După ce a făcut o revoluție completă, transferă tura cu pas la următorul rotor etc. Discul din dreapta este cel mai rapid, iar raportul de transmisie este variabil, adică schema de comutare se schimbă cu fiecare literă introdusă (aceeași literă este criptată de diferit). Rotoarele sunt marcate cu un alfabet, care vă permite să le schimbați setarea inițială conform regulilor convenite în prealabil. Punctul culminant al Enigma este reflectorul, un rotor fixat static, care, după ce a primit un semnal de la rotoarele rotative, îl trimite înapoi și într-o mașină cu 3 rotoare semnalul este convertit de 7 ori.
Operatorul funcționează astfel: apasă tasta cu următoarea literă a mesajului criptat - se aprinde becul de pe registru, corespunzând (doar momentan!) acestei litere - operatorul, văzând litera de pe bec, îl introduce în textul de criptare. El nu trebuie să înțeleagă procesul de criptare; acesta se face complet automat. Rezultatul este un nonsens complet, care este trimis ca radiogramă către destinatar. Poate fi citit doar de „unul de-al nostru”, care are o „Enigma” configurată sincron, adică cine știe ce rotoare și în ce ordine sunt folosite pentru criptare; aparatul său decriptează, de asemenea, mesajul automat, în ordine inversă.
„Riddle” a accelerat dramatic procesul de comunicare, eliminând utilizarea tabelelor, a tabelelor de cifrare, a jurnalelor de transcodare, a ore lungi de muncă minuțioasă și a erorilor inevitabile.
Din punct de vedere matematic, o astfel de criptare este rezultatul unor permutări care nu pot fi urmărite fără a se cunoaște poziția de pornire a rotoarelor. Funcția de criptare E a celei mai simple Enigme cu 3 rotoare este exprimată prin formula E = P (pi Rp-i) (pj Mp-j) (pk Lp-k)U (pk L-1 p-k) (pj M-1) p-j) ( pi R-1 p-i) P-1, unde P este panoul de corecție, U este reflectorul, L, M, R sunt acțiunile celor trei rotoare, rotorul din mijloc și din stânga sunt j și k rotații ale lui M și L. După fiecare apăsare de tastă, transformarea se schimbă.
Pentru vremea lui, Enigma era destul de simplă și de încredere. Apariția sa nu i-a nedumerit pe niciunul dintre posibilii oponenți ai Germaniei, cu excepția informațiilor poloneze. Armata germană și Ministerul Afacerilor Externe, ignorând noul produs, au continuat să lucreze manual (metoda ADFGX, cărți de coduri).
Și apoi, în 1923, Amiraalitatea Britanică a lansat The History of the First World War, spunând lumii despre avantajul său în acel război datorită încălcării codului german. În 1914, rușii, după ce au scufundat crucișătorul german Magdeburg, au pescuit cadavrul unui ofițer care ținea la piept o revistă cu coduri navale. Descoperirea a fost împărtășită cu aliatul lor, Anglia.

Elita militară germană, după ce a experimentat șoc și analizând cursul ostilităților după acel incident, a concluzionat că o astfel de scurgere fatală de informații nu ar trebui permisă în viitor. „Enigma” a devenit imediat solicitată, a fost cumpărată în masă de armată și a dispărut de la vânzarea publică. Și când Hitler a început să pregătească un nou război, miracolul de criptare a devenit un program obligatoriu. Creșterea securității comunicațiilor, designerii au adăugat constant noi elemente la mașină. Chiar și în primul model cu 3 rotoare, fiecare literă are 17.576 de variante (26x26x26). Când utilizați 3 rotoare de lucru din 5 incluse în kit într-o ordine aleatorie, numărul de opțiuni este deja 1054560. Adăugarea unui al 4-lea rotor de lucru complică criptarea în ordine de mărime; Când utilizați rotoare înlocuibile, numărul de opțiuni este deja măsurat în miliarde. Acest lucru a convins armata germană.

Armă Blitzkrieg

Enigma este doar un tip de codificator de disc electromecanic. Dar iată caracterul său de masă... Din 1925 până la sfârșitul celui de-al Doilea Război Mondial, au fost produse aproximativ 100 de mii de mașini.
Acesta este problema: tehnologia de criptare a altor țări a fost fragmentată, lucrând în serviciile speciale, cu ușile închise. „Enigma” - o armă blitzkrieg - a luptat pe teren la niveluri deasupra diviziei, la bordul unui bombardier, navă, submarin; era în fiecare port, pe fiecare cale ferată importantă. stații, în fiecare brigadă SS, în fiecare cartier general al Gestapo. Cantitatea s-a transformat în calitate. Dispozitivul nu atât de complex a devenit o armă periculoasă, iar lupta cu el a fost fundamental mai importantă decât interceptarea corespondentei individuale, chiar foarte secrete, dar încă nu în masă. Compact în comparație cu analogii străini, vehiculul ar putea fi distrus rapid în caz de pericol.

Primul - Model A - era mare, greu (65x45x35 cm, 50 kg), asemănător unei case de marcat. Modelul B arăta deja ca o mașină de scris obișnuită. Reflectorul a apărut în 1926 pe modelul C cu adevărat portabil (28x34x15 cm, 12 kg). Acestea erau dispozitive comerciale cu criptare fără prea multă rezistență la hacking și nu exista niciun interes pentru ele. A apărut în 1927 cu Modelul D, care a funcționat ulterior la căile ferate și în Europa de Est ocupată. În 1928, a apărut Enigma G, alias Enigma I, alias „Wehrmacht Enigma”; având un patch panel, se distingea prin rezistență criptografică îmbunătățită și lucra în forțele terestre și aeriene.
Dar Marina Germană a fost prima care a folosit Enigma. Era un model Funkschlüssel C din 1925. În 1934, Marina a adoptat o modificare navală a vehiculului armatei (Funkschlüssel M sau M3). La acea vreme, armata folosea doar 3 rotoare, iar în M3, pentru o mai mare siguranță, puteai alege 3 rotoare din 5. În 1938, la trusă s-au adăugat încă 2 rotoare, în 1939 încă 1, așa că a devenit posibil să alegeți 3 din 8 rotoare. Și în februarie 1942, flota de submarine germane a fost echipată cu un M4 cu 4 rotoare. Portabilitatea a fost păstrată: reflectorul și al 4-lea rotor au fost mai subțiri decât de obicei. Dintre Enigmele produse în masă, M4 a fost cel mai sigur. Avea o imprimantă (Schreibmax) sub formă de panou la distanță în cabina comandantului, iar semnalizatorul lucra cu text criptat, fără acces la date clasificate.
Dar era și echipament special, special. Abwehr (informații militare) a folosit un Enigma G cu 4 rotoare. Nivelul de criptare a fost atât de ridicat încât alte autorități germane nu l-au putut citi. De dragul portabilității (27x25x16 cm), Abwehr a abandonat panoul de corecție. Drept urmare, britanicii au reușit să pirateze securitatea mașinii, ceea ce a complicat foarte mult munca agenților germani în Marea Britanie. „Enigma T” („Mașină Tirpitz”) a fost creat special pentru comunicarea cu aliatul său Japonia. Cu 8 rotoare, fiabilitatea era foarte mare, dar mașina a fost folosită cu greu. Pe baza M4, au dezvoltat modelul M5 cu un set de 12 rotoare (4 de lucru/8 înlocuibile). Iar M10 avea o imprimantă pentru texte deschise/închise. Ambele mașini au avut o altă inovație - un rotor de umplere a golurilor, care a crescut foarte mult puterea criptării. Armata și Forțele Aeriene au criptat mesajele în grupuri de 5 caractere, Marina - în grupuri de 4 caractere. Pentru a face mai dificilă decriptarea interceptărilor inamicului, textele nu conțineau mai mult de 250 de caractere; cele lungi erau împărțite în părți și criptate cu chei diferite. Pentru a crește securitatea, textul a fost înfundat cu „gunoaie” („salată de litere”). S-a planificat rearmarea tuturor tipurilor de trupe cu M5 și M10 în vara lui 1945, dar timpul a expirat.

„Bomba lui Rejewski”

Deci, vecinii au fost „oarbi” la pregătirile militare ale Germaniei. Activitatea de comunicații radio a germanilor a crescut de multe ori și a devenit imposibil de descifrat interceptările. Polonezii au fost primii alarmați. În timp ce țineau cu ochii pe vecinul lor periculos, în februarie 1926, brusc nu au putut citi criptarea Marinei germane, iar din iulie 1928, criptarea Reichswehr-ului. A devenit clar: au trecut la criptarea mașinii. În 29 ianuarie, vama din Varșovia a găsit un colet „pierdut”. Cererea dură a lui Berlin de a-l returna a atras atenția asupra cutiei. A existat o Enigma comercială. Abia după ce au studiat, a fost dat germanilor, dar acest lucru nu a ajutat la dezvăluirea trucurilor lor și aveau deja o versiune consolidată a mașinii. Mai ales pentru a combate Enigma, inteligența militară poloneză a creat Biroul Cifrare al celor mai buni matematicieni care vorbeau fluent germană. Au avut noroc abia după 4 ani de marcare a timpului. Norocul a venit sub forma unui ofițer al Ministerului German al Apărării, „cumpărat” în 1931 de francezi. Hans-Thilo Schmidt („Agent Asche”), responsabil pentru distrugerea codurilor învechite ale Enigma de atunci cu 3 rotoare, le-a vândut francezilor. Le-am primit și instrucțiuni pentru asta. Aristocratul falimentar avea nevoie de bani și a fost jignit de patria sa, care nu i-a apreciat serviciile în primul război mondial. Serviciile secrete franceze și britanice nu s-au arătat interesate de aceste date și le-au predat aliaților lor polonezi. În 1932, talentatul matematician Marian Rejewski și echipa sa au spart mașina miracolului: „Documentele lui Ashe au devenit mană din cer: toate ușile s-au deschis instantaneu”. Franța le-a furnizat polonezilor informații despre agenți până la război și au reușit să creeze un simulator Enigma, numindu-l „bombă” (un tip de înghețată popular în Polonia). Nucleul său era 6 Enigme conectate într-o rețea, capabile să sorteze toate cele 17.576 de poziții ale celor trei rotoare, adică toate opțiunile cheie posibile, în 2 ore. Puterea ei a fost suficientă pentru a deschide cheile Reichswehr-ului și ale Forțelor Aeriene, dar nu a putut împărți cheile Marinei. „Bombele” au fost fabricate de compania AVA Wytwurnia Radiotechniczna (a fost compania care a reprodus „Enigma” germană în 1933 - 70 de bucăți!). Cu 37 de zile înainte de începerea celui de-al Doilea Război Mondial, polonezii și-au transmis cunoștințele aliaților, oferindu-le câte o „bombă” fiecare. Francezii, zdrobiți de Wehrmacht, și-au pierdut mașina, dar britanicii au transformat-o pe a lor într-un aparat ciclometru mai avansat, care a devenit principalul instrument al programului Ultra. Acest program contra-Enigma a fost cel mai bine păstrat secret al Marii Britanii. Mesajele decriptate aici au fost clasificate ca Ultra, care este mai mare decât Top secret.

Bletchley Park: Stația X

După Primul Război Mondial, britanicii și-au tăiat criptologii. Războiul cu naziștii a început - și toate forțele trebuiau mobilizate urgent. În august 1939, un grup de specialiști în spargerea codurilor a intrat în proprietatea Bletchley Park, la 50 de mile de Londra, sub masca unei companii de vânători. Aici, la centrul de decriptare Station X, care se afla sub controlul personal al lui Churchill, toate informațiile de la stațiile de interceptare radio din Marea Britanie și din străinătate au convergit. Compania „British Tabulating Machines” a construit aici prima mașină de decodare „Turing bomb” (acesta a fost principalul cracker britanic), al cărei miez era 108 tamburi electromagnetici. Ea a încercat toate opțiunile pentru cheia de criptare, având în vedere structura cunoscută a mesajului de descifrat sau o parte a textului simplu. Fiecare tambur, care se rotește cu o viteză de 120 de rotații pe minut, a testat 26 de opțiuni de litere într-o singură rotație. În timpul funcționării, mașina (3,0 x2,1 x0,61 m, greutate 1 t) a bifat ca un ceasornic, ceea ce i-a confirmat numele. Pentru prima dată în istorie, cifrurile create în masă de o mașină au fost rezolvate și de mașină.

„Enigma” de la U-Boot U-124

Pentru a funcționa, a fost necesar să cunoaștem principiile fizice ale Enigmei până la cel mai mic detaliu, iar germanii l-au schimbat constant. Comandamentul britanic a stabilit sarcina: să obțină noi copii ale mașinii cu orice preț. A început o vânătoare țintită. Mai întâi, au luat o Luftwaffe Enigma cu un set de chei de la un Junker doborât în Norvegia. Wehrmacht-ul, distrugând Franța, a avansat atât de repede încât o companie de semnale și-a depășit-o pe a sa și a fost capturată. Colecția Enigma a fost completată de armată. Au fost tratate rapid: criptarea Wehrmacht și Luftwaffe a început să apară pe masa sediului britanic aproape simultan cu cea germană. Cel mai complex era nevoie cu disperare - M3 naval. De ce? Frontul principal pentru britanici era malul mării. Hitler a încercat să-i sugrume cu o blocadă, întrerupând aprovizionarea țării insulare cu alimente, materii prime, combustibil, echipamente și muniție. Arma sa era flota de submarine a Reichului. Tactica de grup a „haitelor de lupi” i-a îngrozit pe anglo-saxoni, pierderile lor au fost enorme. Ei știau despre existența M3: 2 rotoare au fost capturate pe submarinul U-33, iar instrucțiunile pentru acesta au fost capturate pe U- 13. În timpul unui raid de comando pe Insulele Lofoten (Norvegia) la bordul navei de patrulare germană „Crab” au capturat 2 rotoare de la M3 și chei pentru februarie, germanii au reușit să înece mașina. Mai mult, s-a dovedit din întâmplare că în Atlantic navigau nave germane nemilitare, care aveau comunicații speciale la bord. Astfel, distrugătorul Royal Navy Griffin a inspectat presupusa navă de pescuit olandeză Polaris în largul coastei Norvegiei. Echipajul, format din băieți puternici, a reușit să arunce doi saci peste bord, iar britanicii l-au prins pe unul dintre ei. Erau documente pentru dispozitivul de criptare.
În plus, în timpul războiului, schimbul internațional de date meteorologice a încetat - iar „pescarii” convertiți au mers de la Reich la ocean. La bord aveau Enigma și setări pentru fiecare zi timp de 2-3 luni, în funcție de durata călătoriei. Ei raportau regulat vremea și erau ușor de găsit. Forțele speciale ale Marinei Regale au venit să intercepteze „meteorologii”. Distrugătoarele rapide au luat literalmente inamicul la sarcină. Prin împușcare, au încercat să nu scufunde „germanul”, ci să-și pună echipajul în panică și să prevină distrugerea echipamentelor speciale. Pe 7 mai 1941, traulerul Munchen a fost interceptat, dar operatorul radio a reușit să arunce cheile Enigma și May peste bord. Dar în seiful căpitanului au găsit cheile pentru iunie, o carte de coduri de comunicații pe distanță scurtă, un jurnal meteo codificat și o grilă de coordonate ale Marinei. Pentru a ascunde captura, presa engleză a scris: „Navele noastre, într-o luptă cu germanul Munchen, și-au capturat echipajul, care a abandonat nava, scufundând-o”. Exploatarea a ajutat: timpul de la interceptarea unui mesaj până la decriptarea acestuia a fost redus de la 11 zile la 4 ore! Dar cheile expiraseră și era nevoie de altele noi.

Greșeala căpitanului Lemp

Predarea submarinului german U-110 britanicilor. 9 mai 1941

Captura principală a fost făcută la 8 mai 1941, în timpul capturarii submarinului U-110 al locotenentului comandant Julius Lemp, care ataca convoiul OV-318. După bombardarea U-110, navele de escortă au forțat-o să iasă la suprafață. Căpitanul distrugătorului HMS Bulldog s-a dus la berbec, dar, văzând că nemții sară în panică peste bord, s-a întors la timp. După ce a pătruns în barca pe jumătate scufundată, echipa de îmbarcare a descoperit că echipa nici măcar nu încercase să distrugă mijloacele de comunicații secrete. În acest moment, o altă navă i-a luat pe germanii supraviețuitori din apă și i-a închis în cală pentru a ascunde ceea ce se întâmpla. Acest lucru a fost foarte important.
Pe U-110 au luat: un Enigma M3 funcțional, un set de rotoare, chei pentru aprilie-iunie, instrucțiuni de criptare, radiograme, jurnale (personal, navigație, semnal, comunicații radio), hărți maritime, diagrame ale câmpurilor minate din nord. Marea și coasta Franței, instrucțiuni de utilizare pentru ambarcațiuni de tip IXB. Prada a fost comparată cu victoria din Bătălia de la Trafalgar, experții au numit-o „dar din cer”. Însuși regele George al VI-lea le-a prezentat marinarilor premiile: „Meritați mai mult, dar acum nu pot” (prin sistemul de atribuire, agenții germani ar fi putut descoperi faptul pierderii mașinii). Un abonament a fost luat de la toată lumea; capturarea U-110 nu a fost dezvăluită până în 1958.
Barca eviscerată a fost scufundată pentru a păstra secretul. Căpitanul Lemp a murit. Interogatoriul germanilor rămași a relevat că aceștia nu știau despre pierderea secretului. Pentru orice eventualitate, s-au luat măsuri de dezinformare, în fața prizonierilor s-au plâns și au regretat: „Nu s-a putut ateriza pe barcă, s-a scufundat brusc”. De dragul secretului, au codificat chiar captura ei: „Operațiunea Primrose”. Șocat de succes, First Sea Lord Pound a transmis prin radio: „Cele mai sincere felicitări. Floarea ta este de o frumusețe rară.”
Trofeele de la U-110 au adus o mulțime de beneficii. După ce au primit informații noi, hackerii din Bletchley Park au început să citească în mod regulat comunicațiile dintre cartierul general al forțelor submarine Reich și bărcile din ocean, împărțind majoritatea mesajelor protejate de codul Hydra. Acest lucru a ajutat la spargerea altor coduri marine: „Neptun” (pentru nave grele), „Zuyd” și „Medusa” (pentru Marea Mediterană), etc. A fost posibilă înfrângerea rețelei germane de nave de recunoaștere și aprovizionare submarine („vaci de numerar”. ”) în Atlantic ). Centrul de informații operaționale a aflat detalii despre navigația de coastă a germanilor, schemele miniere pentru apele de coastă, calendarul raidurilor submarine etc. Convoaiele maritime au început să ocolească „haita de lupi”: din iunie până în august, „lupii Doenitz” au găsit. doar 4% din convoai în Atlantic, din septembrie până în decembrie - 18%. Dar germanii, crezând că U-110 și-a dus secretul în abis, nu au schimbat sistemul de comunicații. Amiralul Doenitz: „Lemp și-a făcut datoria și a murit ca un erou”. Cu toate acestea, după publicarea cărții lui Roskill „Captura secretă” în 1959, eroul a devenit, în ochii veteranilor germani, un ticălos care îi pătase onoarea: „Nu a executat ordinul de a distruge materiale secrete! Sute de bărci au fost scufundate, mii de submarinieri au murit în zadar”, „dacă nu ar fi murit în mâinile britanicilor, ar fi trebuit să-l împușcăm”.
Și în februarie 1942, M4 cu 4 rotoare a înlocuit M3 cu 3 rotoare pe bărci. Bletchley Park a lovit din nou un zid. Tot ce a rămas a fost să sperăm la capturarea unui nou vehicul, care a avut loc la 30 octombrie 1942. În această zi, U-559 al căpitanului-locotenentului Heidtmann la nord-est de Port Said a fost grav avariat de încărcăturile britanice de adâncime. Văzând că barca se scufundă, echipajul a sărit peste bord fără să distrugă echipamentul de criptare. A fost găsită de marinarii de la distrugătorul Petard. De îndată ce au predat prada grupului de îmbarcare care a sosit la timp, barca stricată s-a răsturnat brusc și doi temerari (Colin Grazier, Antony Fasson) au mers cu ea la un kilometru adâncime.
Prada erau M4-ul și broșurile „Brief Call Sign Log”/“Brief Weather Code”, tipărite cu cerneală solubilă pe hârtie de culoare roz, pe care operatorul radio trebuia să le arunce în apă la primul semn de pericol. Cu ajutorul lor au fost deschise codurile pe 13 decembrie 1942, care au oferit imediat sediului date exacte despre pozițiile a 12 bărci germane. După o pauză de 9 luni (black-out), a început din nou citirea cifrgramelor, care nu s-a oprit până la sfârșitul războiului. De acum înainte, distrugerea „haitelor de lupi” din Atlantic a fost doar o chestiune de timp.

Imediat după ce s-au ridicat din apă, submarinerii germani au fost complet dezbrăcați și toate hainele le-au fost luate pentru a căuta documente de interes pentru informații (de exemplu, tabelele de coduri ale mașinii de cifrat Enigma).

A fost dezvoltată o întreagă tehnologie pentru astfel de operațiuni. Bombele au fost folosite pentru a forța barca să iasă la suprafață și au început să bombardeze cu mitraliere pentru ca germanii, rămași la bord, să nu înceapă să se scufunde. Între timp, o grupare de îmbarcare se apropia de ea, cu scopul de a căuta „ceva ca o mașină de scris lângă postul de radio”, „discuri cu diametrul de 6 inci”, orice reviste, cărți, hârtii. Era necesar să se acționeze rapid și acest lucru nu a fost întotdeauna posibil. Adesea, oamenii mureau fără să obțină ceva nou.
În total, britanicii au capturat 170 de Enigme, inclusiv 3-4 M4 navale. Acest lucru a făcut posibilă accelerarea procesului de decriptare. Când 60 de „bombe” au fost pornite simultan (adică 60 de seturi de 108 role), căutarea unei soluții a fost redusă de la 6 ore la 6 minute. Acest lucru a făcut deja posibil să răspundem rapid la informațiile descoperite. În vârful războiului, 211 „bombe” au funcționat non-stop, citind zilnic până la 3 mii de mesaje de criptare germane. Au fost deserviți în ture de 1.675 de femei operatoare și 265 de mecanici.
Când Station X nu a mai putut face față fluxului imens de interceptări radio, o parte din lucrări au fost mutate în Statele Unite. Până în primăvara anului 1944, 96 de „bombe Turing” lucrau acolo și a apărut o întreagă fabrică de decriptare. La modelul american, cu 2000 rpm, decodarea a fost de 15 ori mai rapidă. Confruntarea cu M4 a devenit o corvoadă. De fapt, acesta a fost sfârșitul luptei cu Enigma.

Consecințe

Hackerea codurilor Enigma le-a oferit anglo-saxonilor acces la aproape toate informațiile secrete ale celui de-al Treilea Reich (toate forțele armate, SS, SD, Ministerul de Externe, oficiu poștal, transport, economie), a oferit mari avantaje strategice și i-a ajutat să câștige victorii cu puțină vărsare de sânge.
„Bătălia Marii Britanii” (1940): Având dificultăți în a respinge presiunea aerului german, în aprilie britanicii au început să citească radiogramele Luftwaffe. Acest lucru i-a ajutat să își opereze în mod corespunzător ultimele rezerve și au câștigat bătălia.Fără a sparge Enigma, ar fi fost foarte probabilă o invazie germană a Angliei.
„Bătălia Atlanticului” (1939-1945): neluând inamicul din aer, Hitler l-a sugrumat cu o blocada. În 1942, au fost scufundate 1.006 nave cu o deplasare de 5,5 milioane de tone brute. Se părea că doar puțin mai mult și Marea Britanie va cădea în genunchi. Dar britanicii, citind comunicațiile codificate ale „lupilor”, au început să-i înece fără milă și au câștigat bătălia.
Operațiunea Overlord (1945): înainte de debarcarea în Normandia, aliații știau din stenogramă despre TOATE contramăsurile germane de respingere a debarcării, primind în fiecare zi date exacte despre poziții și forțe de apărare.
Germanii au îmbunătățit constant Enigma.Operatorii au fost instruiți să o distrugă în caz de pericol.În timpul războiului, cheile erau schimbate la fiecare 8 ore. Cifrează documentele dizolvate în apă. Creatorii „ghicitorii” au avut și ei dreptate: în principiu, este imposibil să-i descifrezi manual mesajele. Ce se întâmplă dacă inamicul se opune acestei mașini cu a lui? Dar asta a făcut; Capturând noi copii ale tehnologiei, și-a îmbunătățit „anti-Enigma”.
Înșiși germanii i-au ușurat munca. Deci, au avut o „procedură de indicator”: la începutul cifrgramei, setarea a fost trimisă de două ori (numărul rotorului / pozițiile lor de pornire), unde era vizibilă o asemănare naturală între 1 și 4, 2 și 5, 3 și 6. personaje. Polonezii au observat acest lucru în 1932 și au spart codul. O gaură semnificativă de securitate au fost rapoartele meteo. Submarinerii le-au primit de la bază criptate „în mod fiabil”. Pe uscat, aceleași date au fost criptate în mod obișnuit - iar acum în mâinile crackerilor există deja un set de combinații cunoscute și este deja clar ce rotoare funcționează, cum este construită cheia. Descifrarea a fost facilitată de limbajul standard al mesajelor, unde expresiile și cuvintele erau adesea repetate. Așadar, în fiecare zi la ora 6:00 serviciul meteo a dat o prognoză criptată. Cuvântul „vreme” era necesar, iar gramatica germană neîndemânatică l-a plasat exact în locul lui în propoziție. De asemenea: germanii foloseau adesea cuvintele „Vaterland” și „Reich”. Britanicii aveau angajați cu limba lor maternă germană (vorbitori nativi). Punându-se în locul codificatorului inamic, au căutat printr-o mulțime de criptări prezența acestor cuvinte - și au adus victoria asupra Enigma mai aproape. De asemenea, a ajutat faptul că la începutul sesiunii operatorul radio indica întotdeauna indicativul de apel al bărcii. Cunoscându-și toate indicativele de apel, britanicii au determinat schema rotorului, obținând combinații de cifrare aproximative ale unor caractere. S-a folosit „informații forțate”. Deci, britanicii au bombardat portul Calais, iar germanii au dat o criptare și în ea - cuvinte deja cunoscute! Decriptarea a fost ușurată de lenea unor operatori radio, care nu au schimbat setările timp de 2-3 zile.

Naziștii au fost dezamăgiți de înclinația lor pentru soluții tehnice complexe în care metodele mai simple erau mai fiabile. Nici măcar nu știau de programul Ultra. Fixați cu ideea de superioritate ariană, ei considerau Enigma impenetrabilă, iar conștientizarea inamicului era rezultatul spionajului și trădării. Au reușit să intre în rețeaua de comunicații guvernamentală Londra-Washington și să citească toate interceptările. După ce au dezvăluit codurile convoaielor maritime, ei au îndreptat către ei „haite de lupi” de submarine, care au costat anglo-saxonilor 30.000 de vieți de marinari. Cu toate acestea, cu o ordine exemplară în organizarea treburilor, nu au avut un singur serviciu de decriptare. Acest lucru a fost făcut de 6 departamente, care nu numai că nu au lucrat împreună, dar și-au ascuns abilitățile de colegii concurenți. Sistemul de comunicații a fost evaluat pentru rezistența la hacking nu de către criptografi, ci de către tehnicieni. Da, au existat investigații pentru suspiciuni de scurgere prin linia Enigma, dar specialiștii nu au putut deschide ochii autorităților asupra problemei. „Submarinerul șef al Reichului, amiralul Doenitz, nu a înțeles că nu erau radare, nu găsirea direcției, ci citirea cifrgramelor care făceau posibilă găsirea și distrugerea bărcilor lor” (raportul postbelic al Agenției de Securitate a Armatei) /STATELE UNITE ALE AMERICII).
Se spune că, fără a sparge mașina principală de criptare a naziștilor, războiul ar fi durat doi ani mai mult, ar fi costat mai multe victime și ar fi putut să nu se fi încheiat fără bombardarea atomică a Germaniei. Dar aceasta este o exagerare. Desigur, este mai plăcut să joci uitându-te la cărțile adversarului tău, iar decodarea este foarte importantă. Cu toate acestea, ea nu i-a învins pe naziști. Până la urmă, din februarie până în decembrie 1942, fără a avea o singură descifrare, Aliații au distrus 82 de submarine germane. Iar pe uscat, nemții într-un număr imens de operațiuni au trimis informații prin fir, prin curier, prin câini sau porumbei. În timpul celui de-al Doilea Război Mondial, jumătate din toate informațiile și ordinele au fost transmise în acest mod.
...În vara anului 1945, băieții de la TICOM (Target Intelligence Committee, un birou anglo-american pentru confiscarea tehnologiilor informaționale germane) au confiscat și au luat ultimele Enigme și specialiști în ele. Dar mașina (Schlüsselkasten 43) a continuat să fie produsă: în octombrie - 1000, în ianuarie 1946 - deja 10.000 de unități! Hackerea acestuia a rămas un secret, iar mitul despre fiabilitatea absolută a produsului „geniului german” s-a răspândit pe întreaga planetă. Anglo-saxonii au vândut mii de Enigme către zeci de țări ale Commonwealth-ului Britanic al Națiunilor de pe toate continentele. Acolo au lucrat până în 1975, iar „binefăcătorii” au citit secretele oricărui guvern.
Enigma a fost folosită de mulți: spaniol - comercial, Marina italiană - Marina Cipher D, elvețian - Enigma K. Clona japoneză a Enigma a fost VERDE cu 4 rotoare. Britanicii și-au făcut Typex-ul după desene și chiar din piese Enigma, folosind brevetul piratat.
Astăzi există până la 400 de copii de lucru ale Enigma în lume și oricine îl poate achiziționa cu 18-30 de mii de euro.

Chatterbox-ul va fi împușcat!

Măsurile luate pentru a ascunde programul Ultra au fost fără precedent. Navele și submarinele germane au fost scufundate după eviscerare, astfel încât inamicul să nu-și dea seama că au fost capturate. Prizonierii au fost izolați ani de zile, scrisorile lor acasă au fost interceptate. Marinarii lor vorbăreț au fost exilați pentru a sluji în întuneric ca în Insulele Falkland. Datele de informații primite au fost revizuite/denaturate și abia apoi au fost transferate trupelor. Stăpânirea deplină a „ghicitorii” a fost ascunsă pe tot parcursul războiului chiar și de „fratele mai mare” din SUA. Știind din criptare despre viitorul bombardament de la Coventry din 14 noiembrie 1940, populația orașului nu a fost evacuată, astfel încât germanii să nu-și dea seama că sunt „citiți”. Asta a costat viețile a jumătate de mie de orășeni.
În apogeul războiului, în programul Ultra lucrau până la 12 mii de oameni: matematicieni, ingineri, lingviști, traducători, experți militari, jucători de șah, specialiști în puzzle-uri, operatori. Două treimi din personal erau wrens (Women's Royal Naval Service). În timp ce își făceau mica parte din treabă, nimeni nu știa ce făceau în ansamblu, iar cuvântul „Enigma” nu fusese auzit niciodată. Oamenilor care nu știau ce se întâmplă în spatele ușii alăturate li se amintea în mod constant: „Pentru că vorbești despre muncă, vei fi împușcat”. Abia 30 de ani mai târziu, după ce secretul a fost ridicat, unii dintre ei au îndrăznit să recunoască ce au făcut în timpul războiului. A. Turing a scris o carte despre spargerea Enigmei: guvernul britanic nu a permis lansarea acesteia până în 1996!
Naziștii nu aveau propria lor „aluniță” în Bletchley Park. Dar pentru URSS ceea ce se întâmpla nu era niciun secret. Moscova a primit doze mici de informații ultra-categorie la ordinele directe ale lui Churchill, în ciuda protestelor sediului său. În plus, ofițerul britanic de informații John Cairncross, care avea acces la date secrete, le-a furnizat rușilor fără restricții, inclusiv decriptări Enigma.

Succesul biscuitilor Enigma sa bazat pe doar câteva idei geniale exprimate la momentul potrivit. Fără ele, Enigma ar fi rămas un mister. Stuart Milner-Berry, campion britanic de șah, unul dintre principalii spărgători de la Bletchley Park: „Nu există un astfel de exemplu din cele mai vechi timpuri: războiul a fost purtat în așa fel încât un inamic să poată citi în permanență cele mai importante mesaje de la armată și marina celuilalt.”
După război, bombele Turing au fost distruse din motive de siguranță. 60 de ani mai târziu, societatea Enigma & Friends a încercat să recreeze una dintre ele. Doar colectarea componentelor a durat 2 ani, iar asamblarea mașinii în sine a durat 10 ani.

Toți specialiștii au fost de acord în unanimitate că o lectură este imposibilă.
Amiralul Kurt Fricke, șeful Comandamentului de Război Naval

Enigma este o mașină de cifrare rotativă folosită de Germania nazistă în timpul celui de-al Doilea Război Mondial. Impactul pe care l-a avut asupra cursului războiului a făcut ca ruperea Enigmei să fie poate cel mai remarcabil moment din istoria de secole a criptoanalizei. În acest subiect aș dori să vorbesc despre metoda de hacking folosită la Bletchley Park, precum și să descriu structura mașinii în sine.

Mașini rotative

Mașinile rotative de criptare au fost utilizate pentru prima dată la începutul secolului al XX-lea. Componenta principală a unor astfel de dispozitive este un disc (aka rotor) cu 26 de contacte electrice pe ambele părți ale discului. Fiecare contact corespundea unei litere din alfabetul englez. Conectarea contactelor din stânga și din dreapta a implementat un cifr de substituție simplu. Pe măsură ce discul s-a rotit, contactele s-au deplasat, schimbând astfel înlocuirea fiecărei litere. Un disc a oferit 26 de înlocuiri diferite. Aceasta înseamnă că la criptarea aceluiași caracter, secvența rezultată începe să se repete după 26 de pași.
Pentru a mări perioada de secvență, mai multe rotoare pot fi utilizate în serie. Când unul dintre discuri completează o rotație completă, următorul disc se mișcă o poziție. Aceasta crește lungimea secvenței la 26 n, unde n este numărul de rotoare conectate în serie.
Ca exemplu, luați în considerare următoarea imagine a unei mașini rotative simplificate:

Mașina dată constă dintr-o tastatură (pentru introducerea unui caracter), trei discuri, un indicator (pentru afișarea criptotextului) și implementează criptarea a 4 caractere: A, B, C, D. În poziția inițială, primul disc implementează substituție: A-C; B-A; C-B; D-D. Înlocuirile celui de-al doilea și al treilea disc sunt A-B; B-C; C-A; D-D și A-A; B-C; C-B; D-D respectiv.
Când apăsați litera B de pe tastatură, se închide un circuit electric, în funcție de poziția actuală a rotoarelor, iar lampa de pe indicator se aprinde. În exemplul de mai sus, litera B va fi criptată în C. După care primul rotor se va muta o poziție și setările mașinii vor arăta astfel:

Enigmă

Enigma este cel mai popular reprezentant al lumii mașinilor de criptare rotativă. A fost folosit de trupele germane în timpul celui de-al Doilea Război Mondial și a fost considerat practic incapabil.
Procedura de criptare Enigma este implementată ca în exemplul de mai sus, cu excepția unor atingeri suplimentare.
În primul rând, numărul de rotoare din diferite versiuni de Enigma ar putea diferi. Cel mai comun a fost Enigma cu trei rotoare, dar a fost folosită și o variantă cu patru discuri.
În al doilea rând, procesul de decriptare al mașinii cu rotor demonstrative descris mai sus este diferit de procesul de criptare. De fiecare dată, pentru a decripta, va trebui să schimbați rotoarele din stânga și din dreapta, ceea ce poate să nu fie în totalitate convenabil. Pentru a rezolva această problemă, la Enigma a fost adăugat un alt disc, care a fost numit reflector. În reflector, toate contactele au fost conectate în perechi, retrecând astfel semnalul prin rotoare, dar de-a lungul unui traseu diferit. Spre deosebire de alte rotoare, reflectorul a fost întotdeauna într-o poziție fixă și nu s-a rotit.

Să adăugăm un reflector care implementează înlocuirea (A-B; C-D) la mașina noastră de criptare demonstrativă. Când tasta B este apăsată, semnalul trece prin rotoare și intră în reflector prin pinul C. Aici semnalul este „reflectat” și revine, trecând prin rotoare în ordine opusă și pe o cale diferită. Ca rezultat, litera B de la ieșire este convertită în D.
Vă rugăm să rețineți că dacă apăsați tasta D, semnalul va urma același circuit, transformând D în B. Astfel, prezența unui reflector a făcut ca procesele de criptare și decriptare să fie identice.
O altă proprietate a Enigma asociată cu reflectorul este imposibilitatea de a cripta orice literă în sine. Această proprietate a jucat un rol foarte important în spargerea Enigmei.

Dispozitivul rezultat este deja foarte asemănător cu adevărata Enigma. Cu o mică avertizare. Durabilitatea unei astfel de mașini se bazează pe secretul comutării interne a rotoarelor. Dacă structura rotoarelor este dezvăluită, atunci hackingul se reduce la selectarea pozițiilor lor inițiale.
Deoarece fiecare rotor poate fi într-una din cele 26 de poziții, pentru trei rotoare obținem 26 3 = 17476 opțiuni. În același timp, rotoarele în sine pot fi aranjate în orice ordine, ceea ce crește complexitatea cu 3! o singura data. Acestea. Spațiul cheie al unei astfel de mașini va fi 6*17576=105456. Acest lucru clar nu este suficient pentru a asigura un nivel ridicat de securitate. Prin urmare, Enigma a fost echipată cu încă un instrument suplimentar: panou de corecție. Prin conectarea literelor în perechi pe panoul de corecție, un pas suplimentar ar putea fi adăugat la criptare.

De exemplu, să presupunem că pe panoul de corecție litera B este conectată la litera A. Acum, când faceți clic pe A, înlocuirea A-B are loc mai întâi, iar litera B este furnizată la intrarea primului rotor.
Mesajul este decriptat într-un mod similar. Când apăsați tasta D, rotoarele și reflectorul efectuează o conversie D-D-D-D-C-B-A-B. Panoul de corecție transformă apoi B în A.

Analiza durabilității Enigma

Adevărata Enigma diferă de mașina demonstrativă descrisă într-un singur fel. Și anume, în proiectarea rotoarelor. În exemplul nostru, rotorul își schimbă poziția numai atunci când discul anterior completează o revoluție completă. În adevărata Enigma, fiecare disc avea o adâncitură specială, care, într-o anumită poziție, ridica următorul rotor și îl deplasa într-o poziție.
Locația locașului pentru fiecare dintre rotoare ar putea fi ajustată folosind inele exterioare speciale. Poziția inițială a inelelor nu a afectat comutația rotoarelor și rezultatul criptării unei singure litere, astfel încât inelele nu sunt luate în considerare la calcularea spațiului cheii Enigma.
Deci, modelul de bază Enigma avea 3 rotoare diferite, numerotate cu cifre romane I, II, III și implementând următoarele înlocuiri:
Intrare = ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
I = EKMFLGDQVZNTOWYHXUSPAIBRCJ
II = AJDKSIRUXBLHWTMCQGZNPYFVOE
III = BDFHJLCPRTXVZNYEIWGAKMUSQO
Când sunt criptate, rotoarele ar putea fi plasate în orice ordine, ceea ce pentru trei rotoare oferă 6 combinații diferite.
În plus, fiecare rotor ar putea fi instalat într-una dintre cele 26 de poziții de pornire posibile. Acestea. poziţia iniţială a rotoarelor are doar
6 * 26 3 = 105456 combinații.
Numărul tuturor conexiunilor posibile pe un panou de corecție este calculat folosind formula n! /((n-2m)! m! 2 m), unde n este numărul de litere ale alfabetului, m este numărul de perechi conectate.
Pentru 26 de litere ale alfabetului englez și 10 perechi, aceasta înseamnă 150738274937250=2 47 de combinații diferite.
Astfel, versiunea de bază a Enigma cu trei rotoare avea un spațiu cheie semnificativ chiar și după standardele moderne:
150738274937250*105456=15,896,255,521,782,636,000≈2 64 .
Un număr atât de mare de opțiuni a inspirat un sentiment înșelător de invulnerabilitate.

Criptanaliza Enigma

Spațiul mare de cheie oferă cifrului Enigma un nivel destul de serios de rezistență la atacuri care utilizează un text cifrat cunoscut.
O căutare completă a 2 64 de opțiuni, chiar și pe computerele moderne, nu este o sarcină ușoară.
Totuși, totul se schimbă dacă utilizați un atac de text simplu cunoscut. Pentru un astfel de caz, există o metodă foarte ingenioasă care vă permite să neglijați setările tabloului de distribuție în procesul de căutare a unei combinații de taste, ceea ce reduce spațiul de taste Enigma la doar 105.456 de combinații și face întregul cifru fatal.

Metoda exploatează prezența așa-numitelor „cicluri” într-o pereche de text deschis-închis. Pentru a explica conceptul de „ciclu”, luați în considerare următorul mesaj simplu P și criptotextul C criptat cu Enigma.

P = WETTERVORHERSAGEBISKAYA
C=RWIVTYRESXBFOGKUHQBAISE
Să scriem fiecare caracter din pereche sub forma unui tabel:

Acordați atenție substituțiilor implementate de enigmă în pozițiile 14, 15 și 20. La pasul 14, litera A este criptată în G. Acesta din urmă, la rândul său, este criptat în K la pasul 15. Și apoi litera K este criptată în A la pasul 20, buclând astfel lanțul A-G-K-A. Astfel de lanțuri bucle se numesc cicluri. Prezența ciclurilor ne permite să împărțim problema spargerii Enigma în două componente simple: 1) căutarea poziției de pornire a rotoarelor și 2) căutarea conexiunilor panoului de corecție cu setări cunoscute ale rotorului.

Știm că criptarea Enigma implică mai multe transformări. Semnalul trece mai întâi prin panoul de corecție. Rezultatul conversiei pe panoul de corecție este introdus în rotoare. După care semnalul intră în reflector și revine prin rotoare la panoul de corecție, unde se efectuează înlocuirea finală. Toate aceste operații pot fi reprezentate printr-o formulă matematică:
E i = S -1 R -1 TRS, unde
S și S -1 , - transformare pe panoul de corecție la intrare și respectiv la ieșire;
R și R -1 - transformarea în rotoare la intrare și la ieșire;
T - transformare pe reflector.
Omitând panoul de corecție, exprimăm transformarea internă Enigma în termeni de P i:
Pi = R -1 TR
Acum criptarea poate fi scrisă ca:
E i = S -1 P i S

Folosind formula, vom rescrie substituțiile din exemplu în pozițiile 14, 15 și 20.
S -1 P 14 S(A) = G sau ceea ce este același P 14 S(A) = S(G).
P 15 S(G) = S(K)
P 20 S(K) = S(A)
Înlocuind S(K) în ultima expresie obținem:
P 20 P 15 P 14 S(A) = S(A) (1) unde S(A) este litera conectată la A de pe panoul de corecție.
Acum atacul se rezumă la o enumerare trivială a tuturor setărilor posibile ale rotorului. Pentru fiecare combinație de rotoare, este necesar să se verifice îndeplinirea egalității (1). Dacă egalitatea este adevărată pentru litera S, înseamnă că a fost găsită configurația corectă a rotoarelor și că litera A este conectată pe panoul de corecție cu litera S. Căutarea perechilor rămase se reduce la decodarea literală. a criptotextului și comparând rezultatul cu textul simplu cunoscut.
Trebuie remarcat faptul că, cu o probabilitate de 1/26, egalitatea poate fi adevărată chiar dacă rotoarele sunt instalate incorect, prin urmare, pentru a crește fiabilitatea algoritmului, este recomandabil să folosiți mai multe „cicluri”.
Un alt punct important este că atacatorul poate cunoaște doar o parte din mesajul criptat. Și în acest caz, în primul rând, va trebui să găsească locația textului cunoscut în criptograma rezultată. În rezolvarea acestei probleme, este foarte util să cunoaștem faptul că Enigma nu criptează niciodată o scrisoare în sine. Acestea. Pentru a găsi offset-ul corect, trebuie să găsiți o poziție în criptotext în care niciuna dintre literele textului privat nu este duplicată de litera mesajului deschis.

P.S.

O implementare foarte lentă, dar destul de funcțională a unui atac în Python poate fi găsită la

Mașina de cifrat germană a fost numită „ghicitori”, nu de dragul cuvintelor. Există legende în jurul istoriei captării și decodificării interceptărilor radio, iar cinematograful contribuie în mare măsură la acest lucru. Miturile și adevărul despre codificatorul german sunt în materialul nostru. Se știe că interceptarea mesajelor de către inamic nu poate fi contracarată decât prin protecția sau criptarea lor fiabilă. Istoria criptării datează de secole în urmă - unul dintre cele mai faimoase cifruri se numește cifru Caesar. Apoi s-au încercat mecanizarea procesului de criptare și decriptare: a ajuns la noi discul Alberti, creat în anii 60 ai secolului al XV-lea de Leon Battista Alberti, autorul Tratatului Cifrelor - una dintre primele cărți despre arta criptare și decriptare.

Mașina Enigma folosită de Germania în timpul celui de-al Doilea Război Mondial nu a fost unică. Dar se deosebea de dispozitivele similare adoptate de alte țări prin simplitatea sa relativă și utilizarea pe scară largă: putea fi folosit aproape peste tot - atât pe teren, cât și pe submarin. Istoria Enigma datează din 1917 - atunci olandezul Hugo Koch a primit un brevet pentru aceasta. Treaba ei era să înlocuiască unele litere cu altele folosind role rotative. Cunoaștem istoria decodării mașinii Enigma în principal din blockbusterele de la Hollywood despre submarine. Cu toate acestea, aceste filme, potrivit istoricilor, au puține în comun cu realitatea. De exemplu, filmul din 2000 U-571 spune povestea unei misiuni secrete a marinarilor americani de a captura o mașină de criptare Enigma la bordul submarinului german U-571. Acțiunea are loc în 1942 în Atlanticul de Nord. În ciuda faptului că filmul este spectaculos, povestea spusă în el nu corespunde deloc cu faptele istorice. Submarinul U-571 era de fapt în serviciul Germaniei naziste, dar a fost scufundat în 1944, iar americanii au reușit să captureze mașina Enigma abia la sfârșitul războiului, iar acest lucru nu a jucat un rol serios în apropierea Victoriei. . Apropo, la sfârșitul filmului, creatorii raportează fapte corecte din punct de vedere istoric despre capturarea codificatorului, dar au apărut la insistențele consultantului filmului, un englez de naștere. Pe de altă parte, regizorul filmului, Jonathan Mostow, a spus că filmul său „este o operă de artă”.

Filmele europene încearcă să mențină acuratețea istorică, dar există și o cotă de ficțiune artistică în ele. Filmul lui Michael Apted, Enigma, din 2001, spune povestea matematicianului Tom Jericho, care trebuie să rezolve codul actualizat al unei mașini de cifrat germane în doar patru zile. Desigur, în viața reală a durat mult mai mult pentru a descifra codurile. La început, acest lucru a fost făcut de serviciul criptologic polonez. Și un grup de matematicieni - Marian Rejewski, Henryk Zygalski și Jerzy Rozicki - care studiau cifrurile germane dezafectate, au descoperit că așa-numitul cod de zi, care era schimbat în fiecare zi, consta din setările tabloului de distribuție, ordinea de instalare a rotoarelor. , pozitiile inelelor si setarile initiale ale rotorului . Acest lucru s-a întâmplat în 1939, chiar înainte de capturarea Poloniei de către Germania nazistă. De asemenea, „Biroul Cifrelor” polonez, creat special pentru a „lupta” Enigma, a avut la dispoziție mai multe copii ale unei mașini de lucru, precum și o mașină electromecanică Bomba, care consta din șase dispozitive germane pereche, care au ajutat la lucrul cu coduri. Ea a fost cea care a devenit mai târziu prototipul Bombe, invenția lui Alan Turing. Partea poloneză a reușit să-și transfere evoluțiile către serviciile de informații britanice, care au organizat lucrări suplimentare pentru a rezolva „ghicitoria”. Apropo, britanicii au devenit interesați de Enigma pentru prima dată la mijlocul anilor 20, cu toate acestea, au abandonat rapid ideea de a descifra codul, aparent considerând că era imposibil să facă acest lucru. Cu toate acestea, odată cu începutul celui de-al Doilea Război Mondial, situația s-a schimbat: în mare măsură datorită mașinii misterioase, Germania a controlat jumătate din Atlantic și a scufundat convoaiele europene cu alimente și muniții. În aceste condiții, Marea Britanie și alte țări ale coaliției anti-Hitler aveau neapărat nevoie să pătrundă ghicitoarea Enigma.

Sir Alistair Dennison, șeful Școlii Statului de Cod și Cifrare, care se afla în uriașul castel Bletchley Park, la 50 de mile de Londra, a conceput și desfășurat operațiunea secretă Ultra, apelând la absolvenți talentați de la Cambridge și Oxford, printre care s-a numărat și celebrul criptograful și matematicianul Alan Turing . Lucrarea lui Turing privind spargerea codurilor mașinilor Enigma este subiectul filmului din 2014 The Imitation Game. În 1936, Turing a dezvoltat o „mașină Turing” de calcul abstractă, care poate fi considerată un model de computer - un dispozitiv capabil să rezolve orice problemă prezentată sub forma unui program - o secvență de acțiuni. La școala de cod și criptare, el a condus grupul Hut 8, responsabil de criptoanaliza comunicațiilor marinei germane și a dezvoltat o serie de metode pentru spargerea criptatorului german. Pe lângă grupul lui Turing, la Bletchley Park lucrau 12 mii de angajați. Datorită muncii lor grele, codurile Enigma au putut fi descifrate, dar nu a fost posibil să spargă toate cifrurile. De exemplu, cifrul Triton a funcționat cu succes aproximativ un an și chiar și atunci când „băieții de la Bletchley” l-au spart, nu a adus rezultatul dorit, deoarece a trecut prea mult timp din momentul în care criptarea a fost interceptată până când informația a fost transmisă. marinarilor britanici.

Chestia este că, din ordinul lui Winston Churchill, toate materialele de decriptare au fost primite doar de șefii serviciilor de informații și de Sir Stuart Menzies, care conducea MI6. Au fost luate astfel de precauții pentru ca germanii să nu-și dea seama că codurile au fost încălcate. În același timp, aceste măsuri nu au funcționat întotdeauna, apoi nemții au schimbat setările Enigma, după care munca de decriptare a început din nou. The Imitation Game abordează și subiectul relației dintre criptografii britanici și sovietici. Londra oficială chiar nu era încrezătoare în competența specialiștilor din Uniunea Sovietică, totuși, la ordinul personal al lui Winston Churchill, la 24 iulie 1941, materialele cu ștampila Ultra au fost transferate la Moscova. Adevărat, pentru a exclude posibilitatea dezvăluirii nu numai a sursei de informații, ci și a faptului că Moscova ar afla despre existența Parcului Bletchley, toate materialele au fost deghizate în informații de informații. Cu toate acestea, URSS a aflat despre munca de descifrare a Enigmei încă din 1939, iar trei ani mai târziu, spionul sovietic John Cairncross a intrat în serviciul Școlii de Stat de Coduri și Cifre, care a trimis în mod regulat toate informațiile necesare la Moscova. Mulți oameni se întreabă de ce URSS nu a descifrat interceptările radio ale „ghicitoarei” germane, deși trupele sovietice au capturat două astfel de dispozitive în 1941, iar în bătălia de la Stalingrad Moscova a avut încă trei dispozitive la dispoziție. Potrivit istoricilor, lipsa echipamentelor electronice moderne din URSS la acea vreme a avut un impact. Apropo, un departament special al Cheka, care se ocupă de criptare și decriptare, a fost convocat în URSS la 5 mai 1921. Angajații departamentului au avut o mulțime de victorii nu foarte promovate, din motive evidente - departamentul a lucrat pentru informații și contrainformații. De exemplu, dezvăluirea codurilor diplomatice ale unui număr de țări deja în anii douăzeci. De asemenea, și-au creat propriul cifr - celebrul „cod rus”, pe care, după cum se spune, nimeni nu l-a putut descifra. Anna Lihova. *** „Mașina secretă de criptare a celui de-al Treilea Reich „Enigma” a fost vândută în România” Proiect documentar

Casa de licitații din România a scos la vânzare celebra Enigma. O mașină de cifră germană a fost găsită la o piață de vechituri de un colecționar criptograf din București. Bărbatul și-a dat seama imediat ce exponat valoros avea în mâini și, fără ezitare, a achiziționat aparatul. În plus, vânzătorul nu a înțeles că deține o asemenea valoare pe tejghea și a vândut aparatul cu 100 de euro. Prețul de pornire al dispozitivului la licitație a fost de 9 mii de euro, în timpul procesului de licitație costul a crescut de cinci ori. Drept urmare, Enigma a intrat în mâinile unui cumpărător care a făcut o afacere online pentru 45 de mii de euro. Mașina germană de cifrare Enigma a fost folosită de Germania nazistă în timpul celui de-al Doilea Război Mondial. Se știe că Polonia a fost prima care și-a spart codul. Se crede că acest lucru a influențat cursul războiului. Bărbatul l-a găsit la o piață de vechituri, printre alte antichități. Vânzătorul era sigur: era doar o mașină de scris și era bucuros să obțină o sumă rotundă pentru ea. Habar n-avea câți bani sunt dispuși să dea colecționarii moderni pentru Enigmele germane. „Colecționarul care a cumpărat mașina de la piață este un profesor în domeniul criptării. Toată viața și-a dedicat Enigma, așa că a înțeles perfect ce fel de lucru cumpără și câți bani ar putea obține pentru el”, spune specialistul în licitații Christian Gavrila. În timpul războiului, matematicianul britanic Alan Turing a reușit să descifreze codul Enigma. *** „The Imitation Game”.Lungmetraj

Descriere: Povestea reală a unui om care în antichitate a predeterminat dezvoltarea tehnologiei moderne de calcul.Al Doilea Război Mondial, bătăliile se duc în toate direcțiile, inclusiv în domeniul informației și inteligenței. Germanii au un atu uriaș - celebrul cifr Enigma, care este aproape imposibil de spart. După ce a trecut prin toate opțiunile, armata apelează la un civil - matematicianul Alan Turing. Închis și excentric, această persoană trăiește în propria sa lume, are o relație dificilă cu realitatea, dar metodele sale de lucru se dovedesc nu numai neconvenționale, ci și extrem de eficiente. Adunând o echipă a celor mai buni criptografi găsiți, Turing provoacă puterea intelectuală a celui de-al Treilea Reich. Distribuție: Benedict Cumberbatch, Keira Knightley, Matthew Goode, Charles Dance, Mark Strong Premiu: Oscar Regia: Morten Tyldum Gen: thriller, dramă, război, biografie Țări: Marea Britanie, SUA (2015)

Criptografie

În această comunitate, am găsit multe articole despre celebra mașină de criptare Enigma, dar niciunul dintre ele nu a descris un algoritm detaliat pentru funcționarea acesteia. Cu siguranță mulți vor spune că acest lucru nu trebuie făcut publicitate, dar sper că va fi util pentru cineva să știe despre asta. De unde a început totul? În timpul Primului Război Mondial, cifrul Playfair a fost foarte popular. Esența sa a fost că literele alfabetului latin au fost scrise într-un pătrat de 5x5, după care literele alfabetului original au fost împărțite în perechi. Apoi, folosind pătratul ca cheie, aceste bigrame au fost înlocuite cu altele după un anumit algoritm. Avantajul acestui cifru era că nu necesita dispozitive suplimentare și, de regulă, până când mesajul a fost decriptat, își pierduse deja relevanța. O altă metodă de scriere secretă a fost cifrul Jefferson.

Acest dispozitiv consta dintr-un anumit număr de discuri înșirate pe o singură axă (de obicei erau 36 de discuri). Fiecare dintre ele a fost împărțit în 26 de părți, fiecare reprezentand o literă. Literele de pe discuri erau aranjate în ordine aleatorie. Operatorul, prin rotirea discurilor, a tastat mesajul dorit, apoi a rescris o altă linie. Persoana care a primit acest mesaj trebuie să fi avut exact același dispozitiv cu exact același aranjament de litere. Ambele metode erau relativ bune pentru acele vremuri, dar având în vedere că umanitatea intrase deja în secolul XX, a apărut necesitatea mecanizării procesului de criptare. În 1920, inventatorul olandez Alexander Koch a inventat prima mașină rotativă de cifrare. Apoi, inventatorii germani au primit un brevet pentru acesta, l-au îmbunătățit și l-au pus în producție sub numele de „Enigma” (din greacă - mister). Astfel, acest aparat a fost achiziționat de multe companii care doreau să-și păstreze secretă corespondența. Acesta a fost întregul geniu al Enigma - toată lumea cunoștea algoritmul de criptare, dar nimeni nu putea găsi cheia potrivită, deoarece numărul de combinații posibile depășea 15 cvadrilioane. Dacă vrei să știi cum a fost spartă Enigma, te sfătuiesc să citești cartea lui Simon Singh „The Code Book”. Pentru a rezuma toate cele de mai sus, vreau să spun că cifrul Enigma a fost un fel de amestec al cifrului Jefferson și al cifrului Caesar.

Deci, să începem să studiem algoritmul. Acest site are un simulator foarte bun care arată întregul proces într-o formă accesibilă și vizuală. Să ne uităm la principiul de funcționare al Enigma cu trei rotoare. Avea trei compartimente pentru a găzdui trei rotoare și un compartiment suplimentar pentru a găzdui un reflector. Un total de opt rotoare și patru reflectoare au fost fabricate în timpul celui de-al Doilea Război Mondial, dar numai atâtea pentru care a fost proiectată mașina puteau fi utilizate simultan. Fiecare rotor avea 26 de secțiuni, care corespundeau unei litere separate a alfabetului, precum și 26 de contacte pentru interacțiunea cu rotoarele vecine. De îndată ce operatorul a făcut clic pe litera dorită, circuitul electric a fost închis, rezultând apariția unei litere criptate. Circuitul a fost închis din cauza reflectorului.

Figura prezintă o ilustrare a apăsării tastei „A” urmată de decodarea în litera „G”. După introducerea unei litere, rotorul din dreapta sa deplasat înainte, schimbând astfel cheia. Deci, cum a fost înlocuită o literă cu alta? După cum am spus, opt rotoare diferite au fost dezvoltate pentru Enigma. În fiecare dintre ele au fost instalate 26 de conexiuni de comutare diferite. Sunt prezentate specificații detaliate pentru fiecare dintre ele. De exemplu, dacă litera „N” a fost primită la intrarea primului rotor, atunci ieșirea ar trebui să fie doar „W” și nicio altă literă mai mult. Dacă această literă ar fi fost pe al doilea rotor, ar fi fost deja transformată în „T”, etc. Adică, fiecare rotor a îndeplinit o sarcină clar definită în ceea ce privește comunicarea. Ce rol au jucat inelele? Luați în considerare următorul exemplu. Să instalăm rotoarele III, II și I, iar ordinea inelelor este „C”, „U” și „Q”.

Apăsați tasta „A”. Rotorul din dreapta se va întoarce cu un pas înainte, adică litera „Q” se va transforma în „R”. Rotorul din mijloc se va întoarce și el în formă de „V”, dar despre asta voi vorbi puțin mai târziu. Deci, litera noastră „A” își începe călătoria din primul compartiment în care este instalat rotorul I și pe care este deja afișată litera „R”. Deja înainte de a ajunge la primul rotor, litera suferă prima sa transformare, și anume: adăugare cu litera „R” modulo 26. De fapt, acesta este un cifru Caesar. Dacă numerotăm toate literele de la 0 la 25, atunci litera „A” va fi doar zero. Aceasta înseamnă că rezultatul adunării va fi litera „R”. Mai mult, tu și cu mine știm că în primul compartiment există un rotor I, iar designul său asigură că litera „R” se transformă întotdeauna în „U”. Acum vine al doilea compartiment cu rotorul II. Din nou, înainte de a lovi al doilea rotor, acum litera „U” se schimbă conform unui algoritm ușor diferit: se adaugă la diferență valorile rotorului următor și ale celui precedent. Lasă-mă să explic. Pe al doilea rotor, ne așteaptă litera „V”, iar pe cel precedent, „R”, diferența lor este egală cu patru litere și se adaugă la litera noastră „U”. Prin urmare, al doilea rotor primește litera „Y”. În plus, conform tabelului, constatăm că în al doilea rotor litera „Y” corespunde cu „O”. Apoi, ne uităm din nou la diferența dintre literele „C” și „V” - este egală cu șapte. Deci, deplasăm litera „O” cu șapte poziții și obținem „V”. În rotorul III, „V” devine „M”. Înainte de a ajunge la reflector, litera „C” este scăzută din litera noastră, transformând-o în litera „K”. Urmează reflecția. Dacă observați, în fiecare rotor se formează grupuri ciclice mari, de exemplu: (A – E – L – T – P – H – Q – X – R – U), iar în reflector sunt împărțite în perechi: (A - Y) (B - R)(C - U), etc. Acest lucru se face astfel încât să poată fi descifrat ulterior. Să presupunem că este instalat reflectorul B, în care „K” este înlocuit cu „N” (și invers). Jumătate de drum a fost finalizat. Acum adăugăm din nou valoarea literei „C”, obținând astfel litera „P”. Aici, dimpotrivă, în linia celui de-al treilea rotor găsim „P” și ne uităm la ce literă ar apărea dacă apăsăm. Aceasta este litera „H”. Conversia în al treilea rotor este completă. Acum, diferența dintre literele „C” și „V” este scăzută din această literă, adică șapte. Primim litera „A”. În al doilea rotor se transformă în sine, așa că îl lăsăm neschimbat. În continuare, scădem diferența dintre literele „V” și „R”, adică patru, și obținem litera „W”. În primul rotor, transformarea sa inversă este afișată ca litera „N”. Tot ce rămâne este să scădem litera „R” din ea și obținem litera „W” dorită. După cum puteți vedea, algoritmul de funcționare a mașinii s-a dovedit a nu fi atât de complicat pe cât părea. Pentru a îmbunătăți cifrul, germanii au introdus un tablou de distribuție care permitea schimbarea literelor în perechi. Dacă conectăm literele „Q” și „W”, atunci când introducem același „A” vom obține „Q”, deoarece de fapt ar trebui să existe un „W”, dar este înlocuit cu litera „Q”. . Iată diagrama atașată a operațiunii.

Tot ce rămâne este să vorbim despre deplasarea rotoarelor unul față de celălalt. Rotorul din dreapta se învârtea întotdeauna cu o treaptă când era apăsată o tastă. De exemplu, pentru rotorul I această poziție este egală cu litera „R”. Acesta este motivul pentru care în exemplul nostru al doilea rotor sa rotit: primul rotor a trecut prin litera „R”. Apoi, după ce a trecut printr-o anumită poziție, rotorul din dreapta l-a pus în mișcare pe cel stâng cu un pas. La modelele mai avansate, rotorul din stânga s-a rotit de două sau chiar de trei ori.

In concluzie voi spune ca

Pe baza materialelor din disertația „Mașini de criptare și dispozitive de decriptare în timpul celui de-al doilea război mondial”, susținută la Universitatea din Chemnitz (Germania) în 2004.

Introducere. Pentru publicul larg, cuvântul „Enigma” (în greacă - o ghicitoare) este sinonim cu conceptele de „mașină de cifră” și „ruperea codului”, de care se ocupă filmele despre submarine și romane similare care nu au prea multe fac cu realitatea. Se știe puțin de publicul larg despre faptul că au existat și alte mașini de criptare, pentru care au fost create mașini speciale de decriptare pentru a „spărge” și despre consecințele pe care aceasta le-a avut în al Doilea Război Mondial.

Și nu este surprinzător: există prea puține informații despre acest lucru în publicațiile populare. Iar informațiile disponibile acolo sunt de obicei fie insuficiente, fie nesigure. Acest lucru este cu atât mai regretabil cu cât ruperea codurilor de criptare a avut o semnificație istorică extrem de importantă pentru cursul războiului, cu cât aliații (în coaliția anti-Hitler), datorită informațiilor obținute în acest fel, au avut avantaje semnificative, au putut să compenseze unele omisiuni din prima jumătate a războiului și au putut să-și folosească optim resursele în a doua jumătate a războiului. Potrivit istoricilor anglo-americani, dacă nu ar fi fost spargerea codurilor de criptare germane, războiul ar fi durat mai mult cu doi ani, ar fi fost necesare victime suplimentare și, de asemenea, este posibil ca o bombă atomică să fi fost aruncată asupra lor. Germania.

Dar nu ne vom ocupa de această problemă, ci ne vom limita la circumstanțele științifice, tehnice și organizatorice care au contribuit la dezvăluirea codurilor de criptare germane. Și ceea ce este deosebit de important este cum și de ce a fost posibil să se dezvolte metode automate de „hacking” și să le folosească cu succes.
Hackerea codurilor Enigma și a codurilor altor mașini de criptare a oferit aliaților acces nu numai la informații militar-tactice, ci și la informații de la Ministerul de Externe, poliție, SS și căi ferate. Aici sunt incluse și rapoartele din țările Axei, în special diplomația japoneză și armata italiană. Aliații au primit și informații despre situația internă din Germania și aliații săi.

Numai în Anglia, o echipă de mii de servicii secrete a lucrat pentru a descifra codurile. Această lucrare a fost supravegheată personal de prim-ministrul Angliei Winston Churchill, care știa despre importanța acestei lucrări din experiența Primului Război Mondial, când era secretar al Marinei al guvernului britanic. Deja în noiembrie 1914, el a ordonat descifrarea tuturor telegramelor inamice interceptate. El a mai ordonat ca telegramele interceptate anterior să fie descifrate pentru a înțelege gândirea comandamentului german. Aceasta este o dovadă a previziunii sale. Cel mai faimos rezultat al acestei activități a fost forțarea intrării SUA în Primul Război Mondial.
La fel de perspicace a fost și crearea posturilor de ascultare engleze - atunci o idee complet nouă - în special ascultarea traficului radio al navelor inamice.

Chiar și atunci și în perioada dintre cele două războaie mondiale, Churchill a echivalat astfel de activități cu un nou tip de armă. În cele din urmă, era clar că era necesar să ne clasificăm propriile comunicații radio. Și toate acestea trebuiau ținute secrete față de inamic. Există mari îndoieli că liderii celui de-al Treilea Reich și-au dat seama de toate acestea. În conducerea Wehrmacht-ului (OKW) exista un departament cu un număr mic de criptologi și cu sarcina de a „dezvolta metode de dezvăluire a mesajelor radio inamice” și vorbeam despre ofițeri de recunoaștere radio din prima linie, care erau acuzați de oferind comandanților din prima linie informații tactice despre sectorul lor al frontului. În armata germană, mașinile de criptare folosite au fost evaluate nu de către criptologi (în ceea ce privește calitatea criptării și capacitățile de cracare), ci de specialiști tehnici.

Aliații au urmat îmbunătățirea treptată a tehnologiei germane de criptare și, de asemenea, au îmbunătățit metodele de spargere a codurilor de criptare. Germanii au atribuit trădării și spionajului faptele care indică gradul de conștientizare a Aliaților. În plus, în cel de-al treilea Reich nu a existat adesea o subordonare clară, iar serviciile de criptare ale diferitelor ramuri ale armatei nu numai că nu au interacționat între ele, ci și-au ascuns abilitățile de criptografii altor ramuri ale armatei, deoarece „ competiție” a fost la ordinea zilei. Germanii nu au încercat să dezlege codurile de criptare ale Aliaților, deoarece aveau puțini criptologi pentru asta și pe cei pe care îi lucraseră izolat unul de celălalt. Experiența criptologilor englezi a arătat că munca comună a unei echipe mari de criptologi a făcut posibilă rezolvarea aproape a tuturor sarcinilor atribuite. Spre sfârșitul războiului, a început o tranziție treptată în domeniul criptării de la lucru bazat pe mașini la lucru bazat pe computer.

Mașinile de criptare în afaceri militare au fost folosite pentru prima dată în Germania în 1926. Acest lucru i-a determinat pe potențialii adversari ai Germaniei să-și dezvolte propriile metode de criptare și decriptare. De exemplu, Polonia a abordat această problemă și mai întâi a trebuit să dezvolte bazele teoretice ale criptologiei mașinilor, deoarece metodele „manuale” nu erau potrivite pentru aceasta. Un război viitor ar necesita mii de mesaje radio care să fie descifrate în fiecare zi. Specialiștii polonezi au fost primii care au început să lucreze la analiza criptologică a mașinilor în 1930. După izbucnirea războiului și ocuparea Poloniei și Franței, această lucrare a fost continuată de specialiști englezi. Lucrarea teoretică a matematicianului A. Turing a fost deosebit de importantă aici. Începând cu 1942, ruperea codurilor de criptare a devenit extrem de importantă, deoarece comanda germană folosea din ce în ce mai mult comunicațiile radio pentru a-și transmite comenzile. A fost necesar să se dezvolte metode complet noi de analiză criptologică pentru mașinile de decriptare.

Referință istorică.
Iulius Caesar a fost primul care a folosit criptarea textului. În secolul al IX-lea, savantul arab Al-Kindi a considerat pentru prima dată problema descifrării textului. Activitatea matematicienilor italieni din secolele al XV-lea și al XVI-lea a fost dedicată dezvoltării metodelor de criptare. Primul dispozitiv mecanic a fost inventat în 1786 de un diplomat suedez; un astfel de dispozitiv a fost, de asemenea, la dispoziția președintelui american Jefferson în 1795. Abia în 1922 acest dispozitiv a fost îmbunătățit de criptologul armatei americane Mauborn. A fost folosit pentru a cripta mesajele tactice până la izbucnirea celui de-al Doilea Război Mondial. Brevetele pentru îmbunătățirea gradului de utilizare (dar nu și pentru securitatea criptării) au fost emise de Oficiul de Brevete din SUA începând cu 1915. Toate acestea trebuiau folosite pentru a cripta corespondența de afaceri. În ciuda numeroaselor îmbunătățiri ale dispozitivelor, era clar că doar criptarea textului scurt era fiabilă.

La sfârșitul Primului Război Mondial și în primii ani de după acesta au apărut mai multe invenții, create de amatori pentru care acesta era un fel de hobby. Să numim doi dintre ei: Hebern și Vernam, ambii americani, niciunul dintre ei, cel mai probabil, nu auzise vreodată de știința criptologiei. Ultimul dintre cei doi chiar a implementat unele operații ale logicii booleene, despre care la acea vreme puțini oameni știau, cu excepția matematicienilor profesioniști. Criptologii profesioniști au început să îmbunătățească în continuare aceste mașini de criptare, ceea ce a făcut posibilă creșterea securității lor împotriva hackingului.

Din 1919 Designerii germani au început, de asemenea, să-și patenteze dezvoltările; unul dintre primii a fost viitorul inventator al Enigmei, Arthur Scherbius (1878 - 1929). Au fost dezvoltate patru variante de mașini similare, dar nu a existat niciun interes comercial pentru ele, probabil pentru că mașinile erau scumpe și greu de întreținut. Nici Marina, nici Ministerul Afacerilor Externe nu au acceptat propunerile inventatorului, așa că a încercat să ofere mașina sa de criptare sectoarelor civile ale economiei. Armata și Ministerul de Externe au continuat să folosească criptarea folosind cărți.

Arthur Scherbius a mers să lucreze pentru compania care i-a cumpărat brevetul pentru o mașină de criptare. Această companie a continuat să îmbunătățească Enigma chiar și după moartea autorului său. În a doua versiune (Enigma B), mașina era o mașină de scris electrică modificată, pe de o parte era echipată cu un dispozitiv de criptare sub formă de 4 rotoare înlocuibile. Compania a afișat pe scară largă mașina și a făcut-o publicitate ca fiind imposibil de dezamăgit. Ofițerii Reichswehr au devenit interesați de ea. Cert este că în 1923 au fost publicate memoriile lui Churchill, în care vorbea despre succesele sale criptologice. Acest lucru a provocat șoc în rândul conducerii armatei germane. Ofițerii germani au aflat că majoritatea comunicărilor lor militare și diplomatice au fost descifrate de experți britanici și francezi! Și că acest succes a fost determinat în mare măsură de slăbiciunea criptării amatoriști, inventată de criptologi amatori, deoarece criptologia militară germană pur și simplu nu exista. Desigur, au început să caute metode puternice de criptare pentru comunicațiile militare. Prin urmare, au devenit interesați de Enigma.

Enigma a avut mai multe modificări: A, B, C etc. Modificarea C ar putea efectua atât criptarea, cât și decriptarea mesajelor; nu a necesitat întreținere complexă. Dar produsele sale nu erau încă rezistente la hacking, deoarece creatorii nu au fost sfătuiți de criptologi profesioniști. A fost folosit de marina germană din 1926 până în 1934. Următoarea modificare, Enigma D, a fost, de asemenea, un succes comercial. Ulterior, din 1940, a fost folosit în transportul feroviar în zonele ocupate ale Europei de Est.
În 1934 Marina germană a început să folosească o altă modificare a Enigmei I.

Este curios că criptologii polonezi au încercat să decripteze mesajele radio germane clasificate de această mașină, iar rezultatele acestei lucrări au devenit cumva cunoscute de informațiile germane. La început, polonezii au avut succes, dar serviciile de informații germane care i-au „vizionat” au raportat acest lucru criptologilor lor și au schimbat codurile. Când s-a dovedit că criptologii polonezi nu au putut să spargă mesajele criptate cu Enigma -1, forțele terestre, Wehrmacht, au început să folosească și ele această mașină. După unele îmbunătățiri, această mașină de criptare a devenit cea principală în al Doilea Război Mondial. Din 1942, flota de submarine germane a adoptat modificarea Enigma-4.

Treptat, până în iulie 1944, controlul asupra afacerii de criptare a trecut din mâinile Wehrmacht-ului pe acoperișul SS, rolul principal aici a fost jucat de competiția dintre aceste ramuri ale forțelor armate. Încă din primele zile ale celui de-al Doilea Război Mondial, armatele din SUA, Suedia, Finlanda, Norvegia, Italia și alte țări au fost saturate cu mașini de criptare. În Germania, designul mașinilor este în mod constant îmbunătățit. Principala dificultate în acest caz a fost cauzată de incapacitatea de a afla dacă inamicul a fost capabil să descifreze texte criptate de o anumită mașină. Enigma cu diverse modificări a fost introdusă la niveluri deasupra diviziunii, a continuat să fie produsă după război (modelul „Schlüsselkasten 43”) la Chemnitz: în octombrie 1945. 1.000 de bucăți au fost produse în ianuarie 1946. - deja 10.000 de bucăți!

Telegraf, informații istorice.
Apariția curentului electric a determinat dezvoltarea rapidă a telegrafiei, care, nu întâmplător, a avut loc în secolul al XIX-lea, în paralel cu industrializarea. Forța motrice au fost căile ferate, care foloseau telegraful pentru nevoile traficului feroviar, pentru care au fost dezvoltate tot felul de dispozitive precum pointerii. Dispozitivul lui Steinhel a apărut în 1836, iar în 1840 a fost dezvoltat de Samuel MORSE. Alte îmbunătățiri au venit sub forma telegrafului de tipărire Siemens și Halske (Siemens & Halske, 1850), care a transformat impulsurile electrice primite în caractere lizibile. Și inventat în 1855. Roata de imprimare, după o serie de îmbunătățiri, a fost încă folosită de Hughes în secolul al XX-lea.

Următoarea invenție importantă pentru accelerarea transferului de informații a fost creată în 1867 de Wheatstone: bandă perforată cu cod Morse, pe care dispozitivul a simțit-o mecanic. Dezvoltarea în continuare a telegrafiei a fost împiedicată de utilizarea insuficientă a capacității firelor. Prima încercare a fost făcută de B. Meyer în 1871, dar a eșuat deoarece lungimile și numărul diferite de impulsuri din literele Morse au împiedicat-o. Dar în 1874, inginerul francez Emile Baudot a reușit să rezolve această problemă. Această soluție a devenit standardul pentru următorii 100 de ani. Metoda lui Baudot avea două caracteristici importante. În primul rând, a fost primul pas către utilizarea calculului binar. Și în al doilea rând, a fost primul sistem de transmisie de date multicanal fiabil.

Dezvoltarea ulterioară a telegrafiei s-a bazat pe necesitatea de a livra telegrame folosind poștași. Era necesar un alt sistem organizatoric, care să includă: un dispozitiv în fiecare casă, întreținerea lui de către personal special, primirea telegramelor fără ajutorul personalului, conectarea constantă la linie, emiterea de texte pagină cu pagină. Un astfel de dispozitiv ar avea perspective de succes doar în SUA. În Europa, până în 1929, monopolul poștal a împiedicat apariția oricărui dispozitiv privat de transmitere a mesajelor, acestea trebuind instalate doar la oficiul poștal.

Primul pas în această direcție a fost făcut în 1901 de australianul Donald Murray. În special, a modificat codul lui Baudot. Această modificare a fost standard până în 1931. Nu a avut succes comercial, din moment ce nu a îndrăznit să-și breveteze invenția în SUA. În SUA, doi inventatori americani au concurat între ei: Howard Krum și E.E. Kleinschmidt. Ulterior, au fuzionat într-o singură companie din Chicago, care a început să producă echipamente în 1024, care s-a bucurat de succes comercial. Compania germană Lorenz a importat câteva dintre mașinile lor, le-a instalat în oficii poștale și a obținut o licență pentru producția lor în Germania. Din 1929, monopolul poștal din Germania a fost abolit, iar persoanele fizice au obținut acces la canalele telegrafice. Introducerea standardelor internaționale pentru canalele telegrafice în 1931 a făcut posibilă organizarea comunicațiilor telegrafice cu întreaga lume. Aceleași dispozitive au început să fie produse în 1927 de Siemens și Halske.

Prima persoană care a combinat un telegraf cu o mașină de criptare a fost americanul Gilbert Vernam, în vârstă de 27 de ani, angajat al companiei ATT. În 1918 a cerut un brevet în care a folosit empiric algebra booleană (de care, de altfel, habar n-avea și care era apoi studiată de mai mulți matematicieni din întreaga lume).
Ofițerul american William Friedman a adus o mare contribuție la criptologie; el a făcut ca mașinile americane de criptare să fie practic de neîntrerupt.

Când aparatele telegrafice de la Siemens și Halske au apărut în Germania, marina germană a devenit interesată de ele. Dar conducerea sa avea încă impresia că britanicii au spart codurile germane și le-au citit mesajele în timpul Primului Război Mondial. Prin urmare, au cerut să conecteze aparatul telegrafic cu o mașină de criptare. Aceasta era o idee complet nouă la acea vreme, deoarece criptarea în Germania se făcea manual și abia atunci erau transmise textele criptate.

În SUA, această cerință a fost îndeplinită de dispozitivele Vernam. În Germania, compania Siemens și Halske au preluat această muncă. Ei au depus primul brevet deschis pe acest subiect în iulie 1930. Până în 1932 a fost creat un dispozitiv funcțional, care la început a fost vândut gratuit, dar din 1934. a fost clasificat. Din 1936 Aceste dispozitive au început să fie folosite în aviație și din 1941. - și forțele terestre. Din 1942 A început criptarea automată a mesajelor radio.

Germanii au continuat să îmbunătățească diverse modele de mașini de criptare, dar au pus pe primul loc îmbunătățirea părții mecanice, tratând criptologia într-o manieră amator, companiile producătoare nu au implicat criptologi profesioniști pentru consultații. De mare importanță pentru toate aceste probleme au fost lucrările matematicianului american Claude Shannon, care a fost bine citit încă din 1942. a lucrat la Laboratoarele Bell și a condus acolo cercetări matematice secrete. Chiar înainte de război, el a fost renumit pentru că a demonstrat analogia dintre algebra booleană și conexiunile releu în telefonie. El a fost cel care a descoperit „bitul” ca unitate de informație. După război, în 1948. Shannon a scris lucrarea sa principală, Teoria matematică a comunicațiilor. După aceasta a devenit profesor de matematică la universitate.

Shannon a fost primul care a luat în considerare modelul matematic al criptologiei și a dezvoltat analiza textelor criptate folosind metode teoretice informaționale. Întrebarea fundamentală a teoriei sale este: „Câte informații conține textul cifrat în comparație cu textul simplu?” În 1949, a publicat lucrarea „Theory of Communications of Secret Systems”, în care a răspuns la această întrebare. Analiza efectuată acolo a fost prima și singura care a cuantificat puterea unei metode de criptare. Analizele postbelice au arătat că nici mașinile de criptare germane, nici japoneze nu erau indestructibile. În plus, există și alte surse de informații (de exemplu, informații) care simplifică foarte mult sarcina de decriptare.

Poziția Angliei a forțat-o să facă schimb de texte cifrate lungi cu Statele Unite; lungimea mare a făcut posibilă descifrarea lor. Într-un departament special al serviciului secret britanic M 16, a fost dezvoltată o metodă care a crescut gradul de secretizare a mesajului - ROCKEX. Metoda americană de criptare pentru Foreign Office a fost spartă de experții germani și mesajele corespunzătoare au fost decriptate. După ce au aflat despre asta, Statele Unite în 1944. a înlocuit un sistem imperfect cu unul mai fiabil. Cam în același timp, Wehrmacht-ul german, Marina și Ministerul de Externe au schimbat, de asemenea, tehnologia de criptare cu cele nou dezvoltate. Metodele de criptare sovietice au fost și ele insuficient de fiabile, motiv pentru care au fost piratate de serviciile americane și au fost identificați mulți ofițeri de informații sovietici implicați în spionajul bombei atomice americane (Operațiunea Venona - spargere).

Pătrunderea în.
Acum să vorbim despre mașinile de criptare britanice HACKING germane, adică mașina de dezlegare a metodei de criptare a textelor din ele. . Această lucrare a primit numele în engleză ULTRA. Metodele de decriptare non-mașină erau prea intensive în muncă și inacceptabile în condiții de război. Cum au fost construite mașinile engleze de descifrare, fără de care Aliații nu ar fi putut obține un avantaj față de spărgătorii de coduri germani? De ce informații și material textual aveau nevoie? Și a existat o greșeală germană aici și, dacă da, de ce s-a întâmplat?

În primul rând, bazele științifice și tehnice.
În primul rând, au fost efectuate lucrări științifice preliminare, deoarece a fost necesară, în primul rând, analiza criptologică și matematică a algoritmilor. Acest lucru a fost posibil deoarece criptarea a fost utilizată pe scară largă de către Wehrmacht german. O astfel de analiză a necesitat nu numai texte cifrate obținute prin interceptare, ci și texte clare obținute prin spionaj sau furt. În plus, era nevoie de texte diferite, criptate în același mod. Totodată, a fost efectuată o analiză lingvistică a limbii militarilor și diplomaților. Având în vedere texte lungi, a devenit posibil să se stabilească matematic un algoritm chiar și pentru o mașină de cifrat necunoscută. Apoi au reușit să reconstruiască mașina.

Pentru această lucrare, britanicii au reunit aproximativ 10.000 de oameni, inclusiv matematicieni, ingineri, lingviști, traducători, experți militari și alți angajați pentru a sorta datele, a le verifica, a le arhiva și a întreține mașinile. Această asociație se numea BP (Bletchley Park) și se afla sub controlul personal al lui Churchill. Informațiile primite s-au dovedit a fi o armă puternică în mâinile Aliaților.

Cum a stăpânit britanicii Wehrmacht Enigma? Polonia a fost prima care a descifrat codurile germane. După primul război mondial, a fost într-un pericol militar constant din partea ambilor vecini ai săi - Germania și URSS, care visau să recâștige pământurile pierdute și transferate în Polonia. Pentru a evita surprizele, polonezii au înregistrat mesaje radio și le-au descifrat. Au fost foarte alarmați că, după introducerea în februarie 1926. în Marina Germană Enigma C, precum și după introducerea sa în forțele terestre în iulie 1928. nu au putut să descifreze mesajele criptate de această mașină.

Apoi, departamentul BS4 al Statului Major Polonez a presupus că germanii au dobândit criptarea mașinilor, mai ales că cunoșteau primele versiuni comerciale ale Enigma. Informațiile poloneze au confirmat că în Wehrmacht de la 1 iunie 1930. Este folosită Enigma 1. Experții militari polonezi nu au reușit să descifreze mesajele germane. Chiar și după ce au primit documente Enigma prin agenții lor, nu au reușit să aibă succes. Ei au ajuns la concluzia că există o lipsă de cunoștințe științifice. Apoi au însărcinat trei matematicieni, dintre care unul a studiat la Göttingen, să creeze un sistem de analiză. Toți trei au primit pregătire suplimentară la Universitatea din Poznan și vorbeau fluent germană. Au reușit să reproducă dispozitivul Enigma și să creeze o copie a acestuia la Varșovia. Să remarcăm realizările deosebite ale unuia dintre ei, matematicianul polonez M. Rejewski (1905 - 1980). Deși Wehrmacht-ul și-a îmbunătățit constant criptarea mesajelor sale, specialiștii polonezi au reușit până la 1 ianuarie 1939. descifrează-le. După aceasta, polonezii au început să coopereze cu aliații, cărora anterior nu le-au comunicat nimic. O astfel de cooperare era deja recomandabilă având în vedere pericolul militar evident. 25 iulie 1939 au transmis reprezentanților englezi și francezi toate informațiile pe care le cunoșteau. Pe 16 august a aceluiași an, „cadoul” polonez a ajuns în Anglia, iar experții englezi de la noul creat BP Decoding Center au început să lucreze cu el.

Criptologii britanici s-au redus după Primul Război Mondial, rămânând doar sub acoperișul Ministerului de Externe. În timpul războiului din Spania, germanii au folosit Enigma D, iar criptologii englezi rămași, sub conducerea remarcabilului filolog Alfred Dillwyn (1885-1943), au continuat să lucreze la descifrarea mesajelor germane. Dar metodele pur matematice nu erau suficiente. Până atunci, la sfârșitul anului 1938. Matematicianul Cambridge Alan Turing s-a numărat printre vizitatorii cursurilor de formare a criptografilor englezi. A luat parte la atacurile asupra Enigma 1. A creat un model de analiză cunoscut sub numele de „mașina Turing”, care a făcut posibil să se afirme că un algoritm de decriptare există cu siguranță, tot ce a rămas a fost să-l descopere!

Thüring a fost inclus în BP ca persoană responsabilă pentru serviciul militar. Până la 1 mai 1940 a obținut un succes serios: a profitat de faptul că în fiecare zi la ora 6 dimineața serviciul meteo german transmitea o prognoză meteo criptată. Este clar că acesta conținea în mod necesar cuvântul „wetter” (Wetter) și că regulile stricte ale gramaticii germane determinau poziția exactă a acestuia în propoziție. Acest lucru ia permis să ajungă în cele din urmă la o soluție la problema spargerii Enigmei și a creat un dispozitiv electromecanic pentru asta. Ideea i-a venit la începutul anului 1940, iar în luna mai a aceluiași an, cu ajutorul unui grup de ingineri, a fost creat un astfel de dispozitiv. Sarcina de decodare a fost ușurată de faptul că limba mesajelor radio germane era simplă, expresiile și cuvintele individuale erau adesea repetate. Ofițerii germani nu cunoșteau elementele de bază ale criptologiei, considerând-o neimportantă.

Armata britanică, și în special Churchill personal, au cerut o atenție constantă pentru descifrarea mesajelor. Din vara anului 1940 Britanicii au descifrat toate mesajele criptate folosind Enigma. Cu toate acestea, specialiștii englezi îmbunătățiu constant tehnologia de decriptare. Până la sfârșitul războiului, spărcătorii de coduri britanici aveau 211 dispozitive de decriptare care funcționau non-stop. Au fost deserviți de 265 de mecanici, iar 1.675 de femei au fost aduse la serviciu. Munca creatorilor acestor mașini a fost apreciată mulți ani mai târziu, când au încercat să recreeze una dintre ele: din cauza lipsei de personal necesar la acea vreme, lucrările de recreare a celebrei mașini au durat câțiva ani și au rămas neterminate!

Instrucțiunile pentru crearea dispozitivelor de decriptare create de Dühring la acea vreme au fost interzise până în 1996... Printre mijloacele de decriptare a fost metoda informației „forțate”: de exemplu, avioanele britanice au distrus debarcaderul din portul Calle, știind dinainte. că serviciile germane ar raporta acest lucru cu un set de informații cunoscute dinainte de cuvintele britanice! În plus, serviciile germane au transmis acest mesaj de multe ori, codificându-l de fiecare dată cu coduri diferite, dar cuvânt cu cuvânt...

În cele din urmă, cel mai important front pentru Anglia a fost războiul submarinelor, unde germanii au folosit o nouă modificare a Enigma M3. Flota britanică a reușit să scoată un astfel de vehicul dintr-un submarin german capturat. La 1 februarie 1942, Marina Germană a trecut la utilizarea modelului M4. Dar unele mesaje germane, criptate în mod vechi, conțineau din greșeală informații despre caracteristicile de design ale acestei noi mașini. Acest lucru a făcut sarcina mult mai ușoară pentru echipa lui Thuring. Deja în decembrie 1942. Enigma M4 a fost spart. La 13 decembrie 1942, Amiraalitatea Britanică a primit date precise despre localizarea a 12 submarine germane în Atlantic...

Potrivit lui Turing, pentru a accelera decriptarea a fost necesară trecerea la utilizarea electronicii, deoarece dispozitivele cu relee electromecanice nu au efectuat această procedură suficient de repede. Pe 7 noiembrie 1942, Turing a plecat în Statele Unite, unde, împreună cu o echipă de la Laboratoarele Bell, a creat un aparat pentru negocieri top-secret între Churchill și Roosevelt. În același timp, sub conducerea sa, mașinile americane de decriptare au fost îmbunătățite, astfel încât Enigma M4 a fost în sfârșit spart și până la sfârșitul războiului a oferit britanicilor și americanilor informații cuprinzătoare de informații. Abia în noiembrie 1944 comandamentul german a avut îndoieli cu privire la fiabilitatea tehnologiei lor de criptare, dar acest lucru nu a dus la nicio măsură...

(Nota traducatorului:Întrucât, începând din 1943, șeful contrainformațiilor britanice era ofițerul de informații sovietic Kim Philby, toate informațiile au ajuns imediat în URSS! Unele dintre aceste informații au fost transmise Uniunii Sovietice atât oficial prin biroul britanic de la Moscova, cât și semi-oficial prin rezidentul sovietic în Elveția, Alexander Rado.)

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