Енигма шифры Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде немістер қолданған далалық шифр болды. Enigma - тарихтағы ең танымал шифрлау машиналарының бірі. Алғашқы Enigma машинасын Бірінші дүниежүзілік соғыстың соңында неміс инженері Артур Шербиус ойлап тапты. Ол 1920 жылдардың басынан бері коммерциялық мақсатта қолданылып келеді, сонымен қатар бірқатар елдердің, соның ішінде Германияның әскери және мемлекеттік қызметтері Екінші дүниежүзілік соғысқа дейін және кезінде кодталған хабарламаларды жіберу үшін пайдаланылды. Көптеген әртүрлі Enigma үлгілері шығарылды, бірақ неміс әскери моделі мен немістің "Enigma" шифры ең танымал және талқыланды.
Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде жұмбақ шифрын бұзу
Кейбір тарихшылар Enigma шифрінің бұзылуы Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде одақтас державалардың ең маңызды жеңісі болды деп санайды. Enigma машинасы хабарламаларды кодтаудың миллиардтаған әдістеріне мүмкіндік берді, бұл басқа елдерге Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде неміс кодтарын бұзуды керемет қиындатты. Біраз уақыттан кейін код қолайсыз болып көрінді. Содан кейін Алан Тюринг жәнебасқа зерттеушілер Enigma кодын енгізудегі бірнеше кемшіліктерді пайдаланып, неміс код кітаптарына қол жеткізді, бұл оларға Bombe деп аталатын машинаны жасауға мүмкіндік берді. Ол Enigma-ның ең қиын нұсқаларын бұзуға көмектесті. 2007 жылы Польша Enigma шифрын бұзудың 75 жылдығына орай солтүстік алтыннан 2 злотый монета шығарды. Ортасында Польшаның елтаңбасы, ал шеңберде Enigma wheel-relle бар.
Одақтастар үшін шифрды бұзудың мәні
Кейбір тарихшылар Enigma бұзуы Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде одақтас державалардың жалғыз ең маңызды жеңісі болды деп санайды. Немістерден ашқан ақпаратты пайдалана отырып, одақтастар көптеген шабуылдардың алдын алды. Бірақ олар хабарламаларды шешудің жолын тапты деген күдікке жол бермеу үшін одақтастар оларды тоқтатуға білімі болғанына қарамастан, кейбір шабуылдарға рұқсат беруге мәжбүр болды. Бұл 2014 жылы шыққан "Еліктеу ойыны" фильмінде сипатталған.
«Enigma» машинасы: сипаттамасы, құрамдас бөліктері
Энигма машинасы пернетақтаны, тақтаны, роторларды және ішкі электрондық тізбектерді қоса алғанда, бірнеше бөліктен тұрады. Олардың кейбіреулерінде қосымша мүмкіндіктер бар. Кодталған хабарламалар шифрланған кезде анық сөйлемге айналған әріптер жиынтығы болды. Enigma машиналары ауыстыру шифрлау түрін пайдаланады. Ауыстыру шифрлауы хабарларды кодтаудың қарапайым тәсілі болып табылады, бірақ мұндай кодтарды бұзу өте оңай. Бірақ Enigma машинасы дұрыс ротор алға жылжу үшін жасалғанenter пернесін басқаннан кейін бірден бір позиция. Осылайша, әріптерді шифрлау шын мәнінде роторлар AAA алдындағы күйде болғанда басталады. Әдетте бұл позиция AAZ.
Enigma шифры қалай жұмыс істейді
Ауыстыру шифрлау схемасының қарапайым мысалы Цезарь шифры болып табылады. Ол әліпбидегі әрбір әріптің орнын ауыстырудан тұрады. Мысалы, 3 орынға жылжытқанда, А әрпі G орнына келеді. Бірақ Enigma машиналық шифры қарапайым Цезарь шифрынан әлдеқайда күштірек болды. Олар алмастыру шифрларының түрін пайдаланады, бірақ әріп басқасына сәйкес келген сайын бүкіл кодтау схемасы өзгерді. Enigma шифрларының нұсқалары - төмендегі суретте.
Әр түймені басқаннан кейін роторлар қозғалады және токты басқа жолмен басқа ашық әріпке бағыттайды. Осылайша, бірінші пернені басу үшін бір кодтау жасалады, ал екінші пернені басу үшін басқа. Бұл ықтимал кодтау опцияларының санын айтарлықтай арттырады, себебі Enigma құрылғысында пернені басқан сайын роторлар айналады және код өзгереді.
Enigma машинасының принципі
Пернетақтада перне басылғанда, бір немесе бірнеше ротор бір әріпті екіншісі ретінде кодтайтын жаңа ротор конфигурациясын қалыптастыру үшін қозғалады. Ток машина арқылы өтеді және шығыс әрпін көрсету үшін шам тақтасындағы бір шам жанады. Enigma шифрінің мысалы келесідей болды: егер P пернесі басылса және Enigma машинасы бұл әріпті A ретінде кодтаса, қосулы.шам панелі A жанып тұрады. Ай сайын Enigma операторлары күн сайын қандай параметрлер қолданылатынын көрсететін код кітаптарын алды.
Шифрлау схемасы
Сұлба он сымнан тұратын ескі телефонның патч панеліне ұқсас болды, әр сымның екі ұшы ұяға қосылатын болады. Әрбір штепсельдік сым сымның бір ұшын бір әріп ұясына, ал екінші ұшын екінші әріпке қосу арқылы екі әріпті жұптауға болады. Жұптағы екі әріп ауыстырылады, сондықтан егер B G-ге қосылса, G - B, ал B - G болады. Бұл әскерилер үшін шифрлаудың қосымша қабатын қамтамасыз етеді.
Хабарды кодтау
Әр машина роторында 2626 сан немесе әріп бар. Enigma машинасы бір уақытта үш роторды пайдалана алады, бірақ оларды бес жиынтықтан өзгертуге болады, нәтижесінде мыңдаған мүмкін конфигурациялар болады. Enigma шифрінің «кілті» бірнеше элементтерден тұрады: роторлар және олардың тәртібі, олардың бастапқы орындары және орын ауыстыру схемасы. Роторлар солдан оңға қарай жылжиды және А әрпі шифрлануы керек деп есептесек, онда А әрпі шифрланған кезде әрбір ротор өзінің бастапқы орнында болады - AAA. Роторлар солдан оңға қарай жылжыған кезде, А таңбасы бірінші болып үшіншіден өтеді. Әрбір ротор ауыстыру операциясын орындайды. Сондықтан, А таңбасы үшіншіден өткеннен кейін, ол В болып шығады. Енді В әрпі екінші ротор арқылы енгізіледі, онда ол J-ге ауыстырылады, ал бірінші J-де Z-ге өзгереді. Enigma шифры өткеннен кейін.барлық роторлар арқылы дефлекторға өтіп, басқа қарапайым ауыстырудан өтеді.
Хабарлардың шифрын ашу кілті
Шағылдырғыштан шыққаннан кейін хабарлама кері ауыстыру қолданылған роторлар арқылы қарама-қарсы бағытта жіберіледі. Осыдан кейін A таңбасы U-ға айналады. Әрбір ротордың жиектеуінде алфавит бар, сондықтан оператор белгілі бір ретті орната алады. Мысалы, оператор D көрсету үшін бірінші роторды, K көрсету үшін екіншісін және P көрсету үшін үшінші ұяшықты айналдыра алады. Хабарламаны теруді бастаған кезде жіберушінің машинасында үш сан немесе әріптің бастапқы жинағы көрсетіледі., алушы өзінің бірдей Enigma машинасын жіберушінің бастапқы параметрлеріне орнату арқылы оның кодын шеше алады.
Enigma шифрлау әдісінің кемшіліктері
Enigma шифрінің басты кемшілігі әріпті ешқашан сол күйінде кодтауға болмайтынында болды. Басқаша айтқанда, A ешқашан A ретінде кодталмайды. Бұл Enigma кодындағы үлкен кемшілік болды, себебі ол хабарламалардың шифрын ашу үшін пайдаланылуы мүмкін ақпарат бөлігін қамтамасыз етті. Егер декодерлер хабарламада пайда болуы мүмкін сөзді немесе сөз тіркесін болжай алса, бұл ақпарат оларға кодты шешуге көмектеседі. Немістер ауа-райы туралы хабарламаны әрқашан басында жіберетіндіктен және әдетте хабарламаның соңында өздерінің дәстүрлі сәлемдесуі бар фразаны қосатындықтан, шамамен алынған сөз тіркестері табылды.ашу үшін декодерлер.
Алан Тьюринг пен Гордон Уэлчманның көлігі
Алан Тьюринг пен Гордон Уэлчман Enigma кодталған хабарламаны 20 минуттан аз уақыт ішінде шешу үшін электр тізбегін пайдаланатын Bombe деп аталатын машинаны жасады. Bombe құрылғысы ротор параметрлерін және берілген кодталған хабарламаны жіберу үшін пайдаланылатын Enigma машинасының схемасын анықтауға әрекет жасады. Стандартты Британдық Bombe көлігі бір-бірімен байланыстырылған 36 Enigma көлігі болды. Осылайша ол бірден бірнеше Enigma машинасын модельдеді.
Бомба қандай болды
Энигма машиналарының көпшілігінде үш ротор болды және Бомбедегі Enigma тренажерларының әрқайсысында әр ротор үшін бір-бірден үш барабан болды. Бомбе барабандары олар модельдейтін роторға сәйкес болу үшін түсті кодталған. Барабандар үшеуінің үстіңгі бөлігі Enigma-ның сол роторын, ортаңғы бөлігі ортаңғы роторды, ал төменгі бөлігі оң роторды имитациялайтындай етіп орналастырылған. Жоғарғы барабандардың әрбір толық айналуы үшін ортаңғы барабандар бір позицияға ұлғайтылды, ортаңғы және төменгі барабандармен де солай болды, позициялардың жалпы санын 3 роторлы Enigma машинасының 17 576 позициясына жеткізді.
Декодер жұмысы
Ротордың әрбір конфигурациясы үшін барабандардың әрбір бұрылысында Bombe машинасы тізбекті орнату туралы болжам жасады, мысалы, A Z-ге қосылған. Егер болжам жалған болып шықса, машина қабылдамады. оны қайта пайдаланбады және тексеруге уақыт жұмсамадыбұлардың кез келгені кейінірек. Bombe машинасы ротордың орындарын ауыстырып, жаңа болжамды таңдады және бұл процесті қанағаттанарлық орнату реті пайда болғанша қайталайды. Егер машина А Z-ге қосылғанын «болжаса», онда ол В-ның Е-ге қосылуы керек екенін түсінді және т.б. Егер сынақ қайшылыққа әкелмесе, машина тоқтап, декодер хабардың кілті ретінде таңдалған конфигурацияны пайдаланады.
