Stroj za šifriranje Enigma. Stroj za šifriranje Enigma

Na podlagi gradiva iz disertacije "Šifrirni stroji in naprave za dešifriranje med drugo svetovno vojno", ki je bila zagovorjena na Univerzi v Chemnitzu (Nemčija) leta 2004.

Uvod. Za širšo javnost je beseda Enigma (v grščini - uganka) sinonim za pojma "šiferski stroj" in "razbijanje kode", za kar so poskrbeli filmi o podmornicah in podobni romani, ki nimajo veliko narediti z realnostjo. Širši javnosti je malo znanega o tem, da so obstajali še drugi šifrirni stroji, za katere so bili ustvarjeni posebni dešifrirni stroji za »razbijanje«, in o posledicah, ki jih je to imelo v drugi svetovni vojni.

Toda s tem vprašanjem se ne bomo ukvarjali, temveč se bomo omejili na znanstvene, tehnične in organizacijske okoliščine, ki so prispevale k razkritju nemških šifrirnih kod. In kar je še posebej pomembno, kako in zakaj je bilo mogoče razviti strojne metode »hekanja« in jih uspešno uporabljati.
Vdiranje v kode Enigma in kode drugih šifrirnih strojev je zaveznikom omogočilo dostop ne le do vojaško-taktičnih informacij, ampak tudi do informacij zunanjega ministrstva, policije, SS in železnice. Sem sodijo tudi poročila iz držav osi, predvsem japonske diplomacije in italijanske vojske. Zavezniki so dobivali tudi informacije o notranjih razmerah v Nemčiji in njenih zaveznicah.

Samo v Angliji je več tisoč tajnih služb dešifriralo kode. To delo je osebno nadzoroval predsednik angleške vlade Winston Churchill, ki je za pomen tega dela vedel iz izkušenj prve svetovne vojne, ko je bil Sekretar mornarice vlada Združenega kraljestva. Že novembra 1914 je ukazal dešifrirati vse prestrežene sovražne telegrame. Ukazal je tudi, da se prej prestrežene telegrame dešifrira, da bi razumeli način razmišljanja nemško poveljstvo. To je dokaz njegove daljnovidnosti. Najbolj znan rezultat te dejavnosti je bila prisila ZDA, da so vstopile v prvo svetovno vojno. svetovno vojno.
Enako daljnovidno je bilo ustvarjanje angleških prisluškovalnih postaj - takrat povsem nova ideja - predvsem poslušanje radijskega prometa sovražnih ladij.

Že takrat in v obdobju med obema vojnama je Churchill tovrstne dejavnosti enačil z novo vrsto orožja. Končno je postalo jasno, da je treba lastne radijske zveze klasificirati. In vse to je bilo treba skrivati ​​pred sovražnikom. Obstajajo veliki dvomi, da so se voditelji tretjega rajha vsega tega zavedali. V vodstvu Wehrmachta (OKW) je obstajal oddelek z majhnim številom kriptologov in z nalogo »razvijanja metod za razkrivanje sovražnikovih radijskih sporočil«, govorili pa smo o frontnih radijskih izvidnikih, ki so bili zadolženi za zagotavljanje poveljnikom na prvi črti taktičnih informacij o njihovem sektorju fronte. IN nemška vojska Uporabljenih šifrirnih strojev niso ocenili kriptologi (na podlagi kakovosti šifriranja in zmožnosti vdiranja), temveč tehnični strokovnjaki.

Zavezniki so sledili postopnemu izboljševanju nemške tehnologije šifriranja in izboljšali tudi metode razbijanja šifrirnih kod. Nemci so dejstva, ki kažejo na ozaveščenost zaveznikov, pripisovali izdaji in vohunjenju. Poleg tega v Tretjem rajhu pogosto ni bilo jasne podrejenosti in šifrirne službe različnih vej vojske ne le da niso sodelovale med seboj, ampak so tudi skrivale svoje veščine pred kriptografi drugih vej vojske, saj " tekmovanje« je bil na dnevnem redu. Razpletati kode za šifriranje Nemci niti niso poskušali pridobiti zaveznikov, saj so imeli za to malo kriptologov in tiste, ki so delali ločeno drug od drugega. To so pokazale izkušnje angleških kriptologov sodelovanje velika ekipa kriptologov je omogočila rešitev skoraj vseh zadanih problemov. Proti koncu vojne se je na področju šifriranja začel postopen prehod s strojnega na računalniško delo.

Šifrirni stroji v vojaških zadevah so bili prvič uporabljeni v Nemčiji leta 1926. To je spodbudilo morebitne nasprotnike Nemčije, da so se pridružili razvoju lastne metodešifriranje in dešifriranje. Poljska se je na primer lotila tega vprašanja in najprej se je morala razviti teoretične osnove strojne kriptologije, saj »ročne« metode za to niso bile primerne. Prihodnja vojna bi zahtevalo dešifriranje na tisoče radijskih sporočil vsak dan. Poljski strokovnjaki so leta 1930 prvi začeli delati na strojni kriptološki analizi. Po izbruhu vojne in okupaciji Poljske in Francije so to delo nadaljevali angleški specialisti. Pri tem je bilo še posebej pomembno teoretično delo matematika A. Turinga. Od leta 1942 je razbijanje šifrirnih kod postalo izjemno pomembno, saj je nemško poveljstvo vse bolj uporabljalo radijske zveze za prenos svojih ukazov. Treba je bilo razviti popolnoma nove metode kriptološke analize za stroje za dešifriranje.

Zgodovinski podatki.
Julij Cezar je prvi uporabil šifriranje besedila. V 9. stoletju je arabski učenjak Al-Kindi prvi obravnaval problem dešifriranja besedila. Delo italijanskih matematikov 15. in 16. stoletja je bilo posvečeno razvoju metod šifriranja. Prvo mehansko napravo je leta 1786 izumil švedski diplomat, takšno napravo je leta 1795 imel na razpolago tudi ameriški predsednik Jefferson. Šele leta 1922 je to napravo izboljšal kriptolog ameriške vojske Mauborn. Uporabljali so ga za šifriranje taktičnih sporočil do izbruha druge svetovne vojne. Patente za izboljšanje uporabnosti (vendar ne za varnost šifriranja) je ameriški patentni urad izdal od leta 1915. Vse to naj bi služilo za šifriranje poslovne korespondence. Kljub številnim izboljšavam naprav je bilo jasno, da je zanesljivo le šifriranje kratkega besedila.

Ob koncu prve svetovne vojne in v prvih letih po njej se je pojavilo več izumov, ki so jih ustvarjali ljubitelji, za katere je bil to svojevrsten hobi. Naj navedemo dva izmed njih: Hebern in Vernam, oba Američana, nobeden od njiju najverjetneje nista nikoli slišala za znanost kriptologije. Slednji od obeh je celo izvajal nekatere operacije Boolove logike, za katere je takrat vedel le malokdo razen profesionalnih matematikov. Profesionalni kriptologi so te šifrirne stroje začeli še izboljševati, kar je omogočilo večjo njihovo varnost pred vdori.

Od leta 1919 Nemški oblikovalci so prav tako začeli patentirati svoj razvoj; eden prvih je bil bodoči izumitelj Enigme Arthur Scherbius (1878 - 1929). Razvili so štiri različice podobnih strojev, vendar zanje ni bilo komercialnega interesa, verjetno zato, ker so bili stroji dragi in jih je bilo težko vzdrževati. Niti mornarica niti ministrstvo za zunanje zadeve nista sprejela izumiteljevih predlogov, zato je poskušal svoj šifrirni stroj ponuditi civilnim sektorjem gospodarstva. Vojska in zunanje ministrstvo sta še naprej uporabljala šifriranje s pomočjo knjig.

Arthur Scherbius je šel delat za podjetje, ki je kupilo njegov patent za šifrirni stroj. To podjetje je še naprej izboljševalo Enigmo tudi po smrti njenega avtorja. V drugi različici (Enigma B) je bil stroj modificiran električni pisalni stroj, na eni strani je bil opremljen s šifrirno napravo v obliki 4 zamenljivih rotorjev. Podjetje je na široko razkazovalo stroj in ga oglaševalo kot nemogočega vdiranja. Častniki Reichswehra so se začeli zanimati zanjo. Dejstvo je, da so leta 1923 izšli Churchillovi spomini, v katerih je govoril o svojih kriptoloških uspehih. To je povzročilo šok med vodstvom nemške vojske. nemški oficirji izvedeli, da so večino njihove vojaške in diplomatske komunikacije dešifrirali britanski in francoski strokovnjaki! In da je ta uspeh v veliki meri vplivala na šibkost amaterskega šifriranja, ki so si ga izmislili amaterski kriptologi, saj nemška vojaška kriptologija preprosto ni obstajala. Seveda so začeli iskati močne metode šifriranja vojaških komunikacij. Zato so se začeli zanimati za Enigmo.

Enigma je imela več modifikacij: A, B, C itd. Modifikacija C bi lahko izvajala tako šifriranje kot dešifriranje sporočil; ni zahteval kompleksnega vzdrževanja. Toda njeni izdelki še niso bili odporni na vdore, ker ustvarjalcem niso svetovali poklicni kriptologi. Uporabljala ga je nemška vojska mornarica od 1926 do 1934 Tudi naslednja modifikacija, Enigma D, je bila komercialno uspešna. Nato so ga od leta 1940 uporabljali v železniškem prometu na okupiranih območjih vzhodne Evrope.
Leta 1934 Nemška mornarica je začela uporabljati drugo modifikacijo Enigme I.

Zanimivo je, da so poljski kriptologi poskušali dešifrirati nemška radijska sporočila, razvrščena s tem strojem, rezultati tega dela pa so nekako postali znani nemški obveščevalni službi. Sprva so bili Poljaki uspešni, a je nemška obveščevalna služba, ki jih je »opazovala«, o tem poročala svojim kriptologom in ti so spremenili šifre. Ko se je izkazalo, da poljski kriptologi ne morejo vdreti sporočil, šifriranih z Enigmo -1, so ta stroj začeli uporabljati kopenske sile- Wehrmacht. Po nekaj izboljšavah je prav ta šifrirni stroj postal glavni v drugi svetovni vojni. Od leta 1942 podmorska flota Nemčija je sprejela modifikacijo Enigma-4.

Postopoma, julija 1944, je nadzor nad šifriranjem prešel iz rok Wehrmachta pod streho SS, glavna vloga Konkurenca med temi vejami oboroženih sil je tu igrala pomembno vlogo. Že od prvih dni druge svetovne vojne so bile vojske ZDA, Švedske, Finske, Norveške, Italije in drugih držav nasičene s šifrirnimi stroji. V Nemčiji se konstrukcije strojev nenehno izboljšujejo. Glavna težava v tem primeru je bila nezmožnost ugotoviti, ali je sovražnik sposoben dešifrirati besedila, šifrirana z določenim strojem. Enigma različnih modifikacij je bila uvedena na nivojih nad divizijo, izdelovali pa so jo tudi po vojni (model »Schlüsselkasten 43«) v Chemnitzu: oktobra 1945. Januarja 1946 je bilo izdelanih 1000 kosov. - že 10.000 kosov!

Telegraf, zgodovinski podatki.
Pojav električnega toka je povzročil hiter razvoj telegrafije, ki se je nenaključno zgodil v 19. stoletju vzporedno z industrializacijo. Gonilna sila Obstajale so železnice, ki so za potrebe železniškega prometa uporabljale telegraf, za kar so razvili vse vrste naprav, kot so kazalci. Steinhelova naprava se je pojavila leta 1836, leta 1840 pa jo je razvil Samuel MORSE. Nadaljnje izboljšave so prišle v obliki tiskarskega telegrafa Siemens in Halske (Siemens & Halske, 1850), ki je prejete električne impulze pretvoril v berljive črke. In izumljen leta 1855. Tiskarno kolo je po številnih izboljšavah Hughes uporabljal še v 20. stoletju.

Sledim pomemben izum za pospešitev prenosa informacij – je leta 1867 ustvaril Wheatstone: luknjani trak z Morsejevo abecedo, ki ga naprava mehansko tipa. Nadaljnji razvoj telegrafija je bila ovirana zaradi premajhne izrabe zmogljivosti žice. Prvič je poskusil B. Meyer leta 1871, vendar ni uspel, ker so to preprečile različne dolžine in število impulzov v Morsejevih črkah. Toda leta 1874 je francoski inženir Emile Baudot uspel rešiti ta problem. Ta rešitev je postala standard za naslednjih 100 let. Baudotova metoda je imela dve pomembni značilnosti. Prvič, to je bil prvi korak k uporabi binarnega računa. In drugič, to je bil prvi zanesljiv večkanalni sistem za prenos podatkov.

Nadaljnji razvoj telegrafije je temeljil na potrebi po dostavi telegramov s poštarji. Še enega je bilo potrebno organizacijski sistem, ki bi vključevala: napravo v vsakem domu, njeno vzdrževanje s posebnim osebjem, sprejemanje telegramov brez pomoči osebja, stalno povezavo z linijo, izdajanje besedil stran za stranjo. Takšna naprava bi imela možnosti za uspeh le v ZDA. V Evropi je do leta 1929 poštni monopol preprečeval pojav kakršnih koli zasebnih naprav za prenos sporočil, nameščene so bile le na pošti.

Prvi korak v tej smeri je leta 1901 naredil Avstralec Donald Murray. Zlasti je spremenil Baudotov kod. Ta sprememba je bila standard do leta 1931. Komercialnega uspeha ni imel, saj si svojega izuma ni upal patentirati v ZDA. V ZDA sta med seboj tekmovala dva ameriška izumitelja: Howard Krum in E. E. Kleinschmidt. Kasneje so se združili v eno podjetje v Chicagu, ki je leta 1024 začelo proizvajati opremo, ki je bila komercialno uspešna. Nemško podjetje Lorenz je uvozilo več njihovih strojev, jih namestilo na poštne poslovalnice in pridobilo licenco za njihovo proizvodnjo v Nemčiji. Od leta 1929 je bil poštni monopol v Nemčiji odpravljen, zasebniki pa so dobili dostop do telegrafskih kanalov. Uvedba mednarodnih standardov za telegrafske kanale leta 1931 je omogočila organizacijo telegrafskih komunikacij s celim svetom. Iste naprave sta leta 1927 začela izdelovati Siemens in Halske.

Prvi, ki je telegraf združil s šifrirnim strojem, je bil 27-letni Američan Gilbert Vernam, uslužbenec podjetja ATT. Leta 1918 prijavil je patent, v katerem je empirično uporabil Boolovo algebro (o kateri, mimogrede, ni imel pojma in jo je tedaj preučevalo več matematikov po svetu).
Ameriški častnik William Friedman je veliko prispeval k kriptologiji; naredil je ameriške šifrirne stroje tako rekoč nezlomljive.

Ko so se v Nemčiji pojavile telegrafske naprave Siemens in Halske, se je zanje začela zanimati nemška mornarica. Toda njeno vodstvo je bilo še vedno pod vtisom, da so Britanci med prvo svetovno vojno razbili nemške kode in prebrali njihova sporočila. Zato so zahtevali povezavo telegrafskega aparata s šifrirnim strojem. To je bila takrat povsem nova ideja, saj so šifriranje v Nemčiji izvajali ročno in šele nato prenašali šifrirana besedila.

V ZDA so to zahtevo izpolnile naprave Vernam. V Nemčiji sta to delo prevzela družba Siemens in Halske. Julija 1930 so vložili prvi odprti patent na to temo. Do leta 1932 nastala je delujoča naprava, ki se je sprva prosto prodajala, od leta 1934 pa. je bil razvrščen. Od leta 1936 Te naprave so začeli uporabljati v letalstvu in od leta 1941. - in kopenske sile. Od leta 1942 Začelo se je strojno šifriranje radijskih sporočil.

Nemci so še naprej izboljševali različne modele šifrirnih strojev, vendar so na prvo mesto postavili izboljšavo mehanskega dela, kriptologijo pa obravnavali ljubiteljsko, proizvodna podjetja za svetovanja niso vključevala profesionalnih kriptologov. Za vse te probleme so bila zelo pomembna dela ameriškega matematika Clauda Shannona, ki je bil že od leta 1942 dobro bran. je delal v Bell Laboratories in tam izvajal tajne matematične raziskave. Že pred vojno je zaslovel z dokazovanjem analogije med Boolovo algebro in relejnimi povezavami v telefoniji. On je bil tisti, ki je odkril »bit« kot informacijsko enoto. Po vojni, leta 1948. Shannon je napisal svoje glavno delo " Matematična teorija komunikacije«. Po tem je postal profesor matematike na univerzi.

Shannon je prva razmišljala matematični model kriptologijo in razvil analizo šifriranih besedil z uporabo informacijsko-teoretičnih metod. Temeljno vprašanje njegove teorije je: "Koliko informacij vsebuje šifrirano besedilo v primerjavi z odprtim besedilom?" Leta 1949 je objavil delo "Teorija komunikacije tajnih sistemov", v katerem je odgovoril na to vprašanje. Tam izvedena analiza je bila prva in edina, ki je kvantificirala moč metode šifriranja. Povojna analiza je pokazala, da niti nemški niti japonski šifrirni stroji niso bili nezlomljivi. Poleg tega obstajajo drugi viri informacij (na primer obveščevalni podatki), ki zelo poenostavijo nalogo dešifriranja.

Položaj Anglije je prisilil k izmenjavi dolgih šifriranih besedil z Združenimi državami; velika dolžina je omogočila njihovo dešifriranje. V posebnem oddelku britanske tajne službe M 16 so razvili metodo, ki je povečala stopnjo tajnosti sporočila – ROCKEX. Ameriško metodo šifriranja za Foreign Office so razbili nemški strokovnjaki in ustrezna sporočila dešifrirali. Ko so za to izvedele, so ZDA leta 1944. zamenjal nepopoln sistem z bolj zanesljivim. Približno v istem času so nemški Wehrmacht, mornarica in zunanje ministrstvo prav tako zamenjali šifrirno tehnologijo za novo razvito. Tudi sovjetski načini šifriranja so bili premalo zanesljivi, zato so jih vdrle ameriške službe in številni sovjetski obveščevalci so se ukvarjali z vohunjenjem za ameriške atomska bomba, so bili identificirani (operacija Venona - lomljenje).

Hekanje.
Zdaj pa govorimo o britanskih HACKING nemških šifrirnih strojih, to je o strojnem razkrivanju metode šifriranja besedil v njih. . To delo je prejelo angleško ime ULTRA. Nestrojne metode dešifriranja so bile preveč delovno intenzivne in v vojnih razmerah nesprejemljive. Kako so bili skonstruirani angleški stroji za dešifriranje, brez katerih zavezniki ne bi mogli doseči prednosti pred nemškimi razbijalci kod? Kakšne informacije in besedilno gradivo so potrebovali? In ali je bila tu nemška napaka in če je, zakaj je do nje prišlo?

Najprej znanstvene in tehnične osnove.
Najprej je bilo opravljeno predhodno znanstveno delo, saj je bilo treba algoritme najprej kriptološko in matematično analizirati. To je bilo mogoče, ker je bilo šifriranje široko uporabljeno Nemški Wehrmacht. Takšna analiza ni zahtevala samo šifriranih besedil, pridobljenih s prisluškovanjem, ampak tudi odprtih besedil, pridobljenih z vohunjenjem ali krajo. Poleg tega so bila potrebna različna besedila, šifrirana na enak način. Ob istem času jezikoslovna analiza jezik vojakov in diplomatov. Glede na dolga besedila je postalo mogoče matematično vzpostaviti algoritem tudi za nepoznan šifrirni stroj. Nato jim je uspelo avto rekonstruirati.

Za to delo so Britanci združili približno 10.000 ljudi, vključno z matematiki, inženirji, jezikoslovci, prevajalci, vojaškimi strokovnjaki in drugimi zaposlenimi, da so razvrstili podatke, jih preverili, arhivirali in vzdrževali stroje. To združenje se je imenovalo BP (Bletchley Park) in je bilo pod osebnim nadzorom Churchilla. Prejete informacije so se izkazale za močno orožje v rokah zaveznikov.

Kako so Britanci obvladali Wehrmacht Enigmo? Poljska je prva razvozlala nemške kode. Po prvi svetovni vojni je bila v stalni vojaški nevarnosti obeh sosed - Nemčije in ZSSR, ki sta sanjali o vrnitvi izgubljenih in prenesenih Poljski dežel. Da bi se izognili presenečenjem, so Poljaki posneli radijska sporočila in jih dešifrirali. Močno jih je vznemirilo, da so po uvedbi februarja 1926. v nemški mornarici Enigma C, kot tudi po njeni uvedbi v kopenske sile julija 1928. niso mogli dešifrirati sporočil, šifriranih s tem strojem.

Nato je oddelek BS4 poljskega generalštaba domneval, da so Nemci pridobili strojno šifriranje, še posebej, ker so poznali zgodnje komercialne različice Enigme. Poljska obveščevalna služba je potrdila, da je v Wehrmachtu od 1. junija 1930. Enigma 1 je uporabljena. Poljski vojaški strokovnjaki niso mogli dešifrirati nemških sporočil. Tudi če so dokumente Enigme prejeli preko svojih agentov, jim ni uspelo doseči uspeha. Prišli so do zaključka, da kaj manjka znanstvena spoznanja. Potem so naročili trem matematikom, od katerih je eden študiral v Göttingenu, da ustvarijo sistem analize. Vsi trije so opravili dodatno usposabljanje na univerzi v Poznanu in tekoče govoril nemško. Uspelo jim je reproducirati napravo Enigma in ustvariti njeno kopijo v Varšavi. Naj opozorimo na izjemne dosežke enega od njih, poljskega matematika M. Rejewskega (1905 - 1980). Čeprav je Wehrmacht nenehno izboljševal šifriranje svojih sporočil, je poljskim strokovnjakom to uspelo do 1. januarja 1939. jih razvozlati. Po tem so Poljaki začeli sodelovati z zavezniki, ki jim prej niso ničesar sporočili. Tako sodelovanje je bilo smotrno že zaradi očitne vojaške nevarnosti. 25. julij 1939 angleškim in francoskim predstavnikom so posredovali vse podatke, ki so jih poznali. 16. avgusta istega leta je poljsko "darilo" doseglo Anglijo in angleški strokovnjaki iz novonastalega transkripcijskega centra VR začeli sodelovati z njim.

Britanski kriptologi so se po prvi svetovni vojni zmanjšali in ostali le pod streho zunanjega ministrstva. Med vojno v Španiji so Nemci uporabljali Enigmo D, preostali angleški kriptologi pa so pod vodstvom izjemnega filologa Alfreda Dillwyna (1885-1943) nadaljevali z dešifriranjem nemških sporočil. Toda zgolj matematične metode niso bile dovolj. V tem času, konec leta 1938. Med obiskovalci izobraževalnih tečajev za angleške kriptografe je bil tudi cambriški matematik Alan Turing. Sodeloval je pri napadih na Enigmo 1. Ustvaril je analitski model, znan kot »Turingov stroj«, ki je omogočil trditev, da algoritem za dešifriranje zagotovo obstaja, preostalo je le še, da ga odkrijemo!

Thüring je bil vključen v BP kot vojaški zavezanec. Do 1. maja 1940 dosegel je resen uspeh: izkoristil je dejstvo, da je nemška vremenska služba vsak dan ob 6. uri zjutraj pošiljala šifrirano vremensko napoved. Jasno je, da je nujno vseboval besedo »mokši« (Wetter) in da so stroga pravila nemške slovnice določala njen natančen položaj v stavku. To mu je omogočilo, da je končno prišel do rešitve problema razbijanja Enigme in za to je ustvaril elektromehansko napravo. Ideja se mu je porodila v začetku leta 1940 in maja istega leta je s pomočjo skupine inženirjev takšna naprava nastala. Nalogo dekodiranja je olajšalo dejstvo, da je bil jezik nemških radijskih sporočil preprost, izrazi in posamezne besede pogosto ponavljajo. Nemški častniki niso poznali osnov kriptologije, ker so menili, da je nepomembna.

Britanska vojska, še posebej Churchill osebno, sta zahtevala stalno pozornost pri dešifriranju sporočil. Od poletja 1940 Britanci so dešifrirali vsa sporočila, šifrirana z Enigmo. Kljub temu so angleški strokovnjaki nenehno izboljševali tehnologijo dešifriranja. Do konca vojne so imeli britanski razbijalci kod 211 naprav za dešifriranje, ki so delovale 24 ur na dan. Oskrbovalo jih je 265 mehanikov, v službo pa je bilo pripeljanih 1675 žensk. Delo ustvarjalcev teh strojev je bilo cenjeno mnogo let kasneje, ko so poskušali ponovno ustvariti enega od njih: zaradi pomanjkanja potrebnega osebja v tistem času je delo na poustvarjanju slavnega stroja trajalo več let in ostalo nedokončano!

Navodila za ustvarjanje naprav za dešifriranje, ki jih je takrat ustvaril Dühring, so bila prepovedana do leta 1996 ... Med sredstvi dešifriranja je bila metoda "prisilnih" informacij: na primer, britanska letala so uničila pomol v pristanišču Calle, vnaprej vedoč da bi nemške službe o tem poročale z naborom informacij, vnaprej znanih britanskim besedam! Poleg tega so nemške službe to sporočilo večkrat posredovale in ga vsakič kodirale z različnimi kodami, a besedo za besedo ...

Nazadnje je bila najpomembnejša fronta za Anglijo podmorniška vojna, kjer so Nemci uporabili novo modifikacijo Enigme M3. Angleška flota uspel odstraniti tak avto z nemške podmornice, ki jo je ujel. 1. februarja 1942 je nemška mornarica prešla na uporabo modela M4. Toda nekatera nemška sporočila, šifrirana na star način, so pomotoma vsebovala informacije o konstrukcijskih značilnostih tega novega stroja. To je močno olajšalo nalogo Thuringovi ekipi. Že decembra 1942. Enigma M4 je bila zlomljena. 13. decembra 1942 je britanska admiraliteta prejela natančne podatke o lokaciji 12 nemških podmornic v Atlantiku...

Po Turingovih besedah ​​je bilo za pospešitev dešifriranja potrebno preiti na uporabo elektronike, saj elektromehanske relejne naprave tega postopka niso opravile dovolj hitro. 7. novembra 1942 je Turing odšel v ZDA, kjer je skupaj z ekipo iz Bell Laboratories ustvaril aparat za strogo zaupna pogajanja med Churchillom in Rooseveltom. Hkrati so pod njegovim vodstvom izpopolnjevali ameriške stroje za dešifriranje, tako da je bila Enigma M4 končno razbita in je do konca vojne Britancem in Američanom zagotavljala celovite obveščevalne podatke. Šele novembra 1944 je nemško poveljstvo podvomilo o zanesljivosti njihove tehnologije šifriranja, vendar to ni privedlo do nobenih ukrepov ...

(Opomba prevajalca: saj je bil od leta 1943 vodja britanske protiobveščevalne službe Sovjetski obveščevalni častnik Kim Philby, potem so vse informacije takoj prišle v ZSSR! Nekatere od teh informacij so bile posredovane Sovjetski zvezi tako uradno prek britanskega biroja v Moskvi kot tudi poluradno prek sovjetskega rezidenta v Švici Aleksandra Rada.)

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

Vohunske zgodbe vedno vzbudijo veliko zanimanja javnosti. Duh avanturizma in neverjetna iznajdljivost tajnih agentov, ki brez težav vlomijo v sefe in razrešijo supertajne kode, navdušujeta gledalce. A v resnici je vsaj pri zadnji točki vse veliko bolj prozaično.

30 09 2015
16:19

V tajnih službah ima vsak svojo nalogo - tisto, s katero se ta specialist najbolje spopada. In na področju šifriranja podatkov najučinkovitejši delavci sploh niso ljudje, ampak stroji. Pogovorimo se o njih.

Najbolj znan šifrirni stroj svetu, ki je bil uporabljen Nacistična Nemčija med drugo svetovno vojno. Z njeno pomočjo je poveljstvo tretjega rajha posredovalo večino tajnih informacij. Treba je bilo poznati sovražnikove načrte, vendar se je izkazalo, da je nemogoče ujeti tistega, ki bi povedal skrivnost Enigme.

Danes, desetletja kasneje, lahko vsakomur dovolj podrobno razložimo njegovo zgradbo.

Prenosna naprava iz dvajsetih let prejšnjega stoletja je bila videti kot kovček, tako kot običajni pisalni stroji tistega časa. Toda poleg standardne tipkovnice in valjev, ki premikajo list papirja, so pomemben del prostora v Enigmi zasedle elektronske in mehanske komponente.

Stroj temelji na delovanju treh rotorjev in stopenjskega mehanizma, ki ob pritisku na tipko premakne enega ali več rotorjev.

Diagram brez razlage izgleda precej zapleten, zato je potreben kratka razlaga. Ko je bila tipka pritisnjena, je mimoidoči tok premaknil desni rotor. Odvisno od tega, katera črka ali simbol je bil naslednji, sta se zaporedno premikala drugi in tretji rotor (v nekaterih modelih so bili rotorji 4). Tok se je nato odbijal od reflektorja, ki se nahaja v električni tokokrog za rotorji in se vrača k njim, vendar na drugačen način in jih ustrezno premika. V skladu s tem je bil rezultat besedilo, sestavljeno iz popolnoma drugačnih črk od tistih, ki jih je vnesel operater. Zaradi nenehnega spreminjanja konfiguracije električnega tokokroga je bila šifra bolj zanesljiva, čeprav je šlo za preprosto zamenjavo nekaterih črk z drugimi.

Ta način šifriranja je imel več pomanjkljivosti, ena glavnih pa je bila nezmožnost šifriranja katerega koli znaka prek sebe. Enigma se je za to zahvalila reflektorju, ki je pripomogel k kompleksnejši šifri, a je na koncu zelo poenostavil delo razbijalcem kod.

Dešifriranje kode Enigma je prineslo svetovno slavo človeku, ki je dešifriral njeno kodo - Alanu Turingu. Oziroma tako se to dejstvo največkrat omenja. Pravzaprav britanski matematik in kriptograf pri dešifriranju ni neposredno sodeloval. Za Bombe je razvil matematični logični aparat, stroj, s pomočjo katerega so obveščevalci in protiobveščevalci neposredno dešifrirali kodo.

Če je bila sama Enigma velikosti pisalnega stroja, potem je Bombe tehtal 2,5 tone in je bil analog velike omare z dimenzijami 3x2,1x0,6 metra. Po vojni so vse Bombe uničili kot nepotrebne (in zaradi ohranjanja tajnosti). Sodobni znanstveniki so potrebovali 2 leti, da so ga obnovili - izkazalo se je, da je tako zapleteno.

Bila bi čudna in nevarna odločitev, da bi vso komunikacijo med navadnimi enotami in znotraj poveljstva šifrirali na en način. Zato je bil drugi, nekoliko manj znan šifrirni stroj druge svetovne vojne Lorenz. Za razliko od Enigme je bila ta naprava zelo okorna in ni bila primerna za začasna taborišča in hitre premike, zato je bila nameščena predvsem na velikih štabih. Zakaj ga Nemci, ki so razumeli prednosti mobilnosti, niso naredili bolj kompaktnega? Odgovor na to je v njegovem namenu - ustvaril je šifriranje toka s pomočjo teletipa. Teletip je naprava, ki je pisalni stroj z vključenimi elektronskimi elementi za prenos sporočila po kanalu (običajno žičnem).

Foto: Lorenz z in brez ohišja

Isti stroj je lahko šifriral in dešifriral besedilo, kar je bilo precej tvegano, a upravičeno, saj v primeru zasega ukaza nobena naprava ne bi pomagala. Informacije so bile kodirane z 12 diski, ki so bili nameščeni v dveh delih stroja. Razdeljeni so bili na 3 dele - psi-, chi- in mu-diske, od katerih je imel vsak določeno število kontaktov. Kontakti so bili menjani enkrat na četrtletje, enkrat na mesec in enkrat na dan. Sporočilo se je prenašalo s perforiranim papirnatim trakom (prototipom sodobnih pomnilniških medijev), na katerega ga je preluknjala naprava prejemnika.

Vendar pa za vsako zapleteno matico obstaja navojni vijak. Britanska obveščevalna služba je morala ustvariti stroj z imenom Colossus, ki je bil močnejši (glede na opravljene naloge) kot veliko kasnejši Pentium 1996.

To napravo včasih imenujejo eden prvih računalnikov na svetu, čeprav to ni v dobesednem pomenu besede. Njegov mehanizem je vseboval elektronska vezja, ki so opravljala digitalne funkcije, vendar ni bilo pomnilnika kot takega - namesto tega je bil uporabljen luknjani trak z zaprto zanko. Tisoč in pol vakuumskih cevi, več operaterjev, ki se izmenjujejo, ločena soba in neverjetna količina luknjanega traku - tako je izgledala instalacija za dešifriranje sporočil nemškega poveljstva.

Kako je delovalo? Prestrežena sporočila so bila zapisana na luknjan trak in so šla skozi stroj s hitrostjo okoli 80 km/h. Vsak znak je bil kodiran v 5 območij, na mestu katerih se je lahko nahajala luknja ali del traku. Nato je stroj z uporabo Lorenzovega statističnega modela, ki ga je izdelal Bill Tutt, pregledal prejete informacije skozi 501 vzorec (toliko jih je bilo identificiranih za to vrsto šifriranja) in našel ujemanja, analiziral podatke in izdelal rezultat v natisnjeni obliki. Ta metoda nam je omogočila, da smo čas, porabljen za dekodiranje, zmanjšali z nekaj dni na nekaj ur.

Vidite lahko, kako so se stroji za ustvarjanje in razbijanje tajnih kod zelo razlikovali po velikosti. Z drugimi besedami, to je točno tisti primer, ko razbijanje ni lažje kot gradnja.

Serijo člankov o tehnologijah šifriranja in dešifriranja bomo nadaljevali.

Dmitrij Potapkin, posebej za Obzor.press.

Enigma je bila teoretično in praktično zelo zanesljiv stroj za svoj čas. Nemci so popolnoma zaupali njegovim zmogljivostim. Prav to je bila njihova usodna napaka.
Strokovnjaki in znanstveniki iz Francije, ZDA, Poljske in Anglije so se resno lotili vprašanja zloma kode šifrirnega stroja. Pomembno delo v tej smeri so opravili zlasti kriptologi na Poljskem in v Angliji. Sam projekt razbijanja kod je dobil kodno ime ULTRA.

Poljski matematiki, ki so takrat veljali za ene najboljših na svetu, so že pred izbruhom druge svetovne vojne prepoznali pomen Enigme kot osnove nemške tehnologije šifriranja. Zaradi tega je bila leta 1928 na Poljskem ustanovljena posebna vojaška enota, ki se je ukvarjala samo z dešifriranjem sporočil, poslanih z Enigmo.
V štirih letih ni bil dosežen niti en pozitiven rezultat. Zdelo se je, da šifriranih sporočil ni bilo mogoče dešifrirati. Šele leta 1932 je matematiku Marianu Rejewskemu in njegovim sodelavcem uspelo razbiti prvo sporočilo Enigme.
Načelo delovanja stroja je predvidevalo, da je kriptograf pred uporabo izbral določeno začetno pozicijo gredi. Prenos vsakega novega sporočila je impliciral obvezno potrebo po novi postavitvi sklopa jaškov. Sčasoma so se nemški kriptografi tako polenili, da so prvotno nastavljeno razporeditev jaškov uporabljali cel dan. Posledica tega je, da se je vsako novo sporočilo tisti dan začelo z enakimi prvimi šestimi črkami. To je opazil Rejewski, ki je pregledal vsako sporočilo, ki so ga prestregli Nemci. Dobro je poznal zgradbo stroja, saj ga je bilo takoj po nagibu mogoče prosto kupiti, in takoj je razumel povezavo med enake črke in začetni položaj gredi. Potem ko so problem še natančneje preučili, je Poljakom končno uspelo dešifrirati nemške prenose.
Leta 1938 so Nemci Enigmo opremili še z dvema nadomestnima gredma. Zaradi tega se je strojni sistem bistveno zakompliciral in Poljaki so spet začeli »tavati v temi«.
Julija 1939 se je skupina angleških in francoskih kriptologov pridružila Poljakom, da bi skupaj našli način za rešitev problema.

Anglija
Sprva so Britanci podcenjevali pomen Enigme. Seveda so v vojski obstajali posebni oddelki, vendar je dešifriranje potekalo izključno z uporabo kodnih knjig. Poleg tega so se ti oddelki zaradi skromnega financiranja razvijali zelo počasi in njihovo vodstvo k svojemu delu ni moglo privabiti civilnih strokovnjakov, hkrati pa je v mornarici primanjkovalo strokovnjakov s tega področja. Ko je Anglija spoznala pomembnost problema, je bilo že prepozno. "Enigmo", ki je bila prosto dostopna v predvojnih časih, so poznali Angleži, tako kot so nenehno prestrezali nemške komunikacije, vendar Angležem ni uspelo doseči tistega, kar je Poljakom uspelo že zdavnaj.
Leta 1938 je vodja oddelka v Betchley Parku Dillwyn Knox sodeloval na konferenci s Poljaki. Sprva je bil glede dosežkov Poljakov pesimističen, vendar so Britanci že julija 1939 od Poljske prejeli ustrezno dokumentacijo o Enigmi in lahko začeli delati.

nemška napaka
Čeprav se zdi paradoksalno, so Nemci sami pomembno prispevali k rešitvi problema razbijanja Enigme.
Vremenska poročila, ki so si jih izmenjevale nemške podmornice, so se prenašala tako v šifrirani obliki kot v čistem besedilu, kar je bistveno olajšalo delo angleškim in poljskim razbijalcem kod na podlagi primerjave šifriranih in čistih besedilnih sporočil.
Nekoč je postal znan primer, ko je nemški kriptograf "iz dolgčasa" pritisnil isto črkovno tipko. Tu je treba opozoriti, da je bila značilnost Engime nezmožnost zamenjave določene črke z isto črko, to pomeni, da stroj ni mogel šifrirati "A" kot "A" ali "B" kot "B". To pomeni, da je stroj ob daljšem pritisku na isto črkovno tipko ustvaril dolgo verigo različne črke, ki vsebovala katere koli črke razen stisnjenega nasprotniki nemudoma posneli v Betchley Parku. Ti podatki so se izkazali za zelo uporabne za strokovnjake pri določanju položaja rotorjev. Poleg tega, kot smo že omenili, so nekateri nemški kriptografi včasih več dni delali na eni osnovni nastavitvi stroja, ne da bi spremenili položaje gredi.
Naslednja napaka nemških vojakov je bila, da je bila skoraj v vsakem sporočilu beseda "Vaterland" ("očetovščina") in "Kaiserreich" ("cesarski rajh"), kar so strokovnjaki za " naravni govorci«, potem so tu še nosilci nemški jezik, filtriranje šifriranih sporočil s temi besedami. Posledično so lahko hitro ugotovili uporabljeno kodo.

Nemci, ki so uporabljali Enigmo, so bili precej prepričani, da je nemogoče dešifrirati sporočila, ki jih prenaša stroj, z uporabo običajnih metod. Nekoč je bilo takšno zaupanje upravičeno. Nemci pa niso upoštevali, da je pri ročnem dešifriranju mogoče uporabiti tudi metodo strojnega digitalnega dešifriranja. Na splošno se je naprava izkazala za izjemno zanesljivo sredstvo za prenos šifriranih sporočil. Napaka Nemcev se je izražala v njihovem slepem zaupanju v visoko stopnjo zanesljivosti šifriranja Enigma.

Po koncu druge svetovne vojne se je Enigma še naprej aktivno uporabljala. Prodali so jo na Bližnji vzhod in v Afriko in so jo na splošno uporabljali do leta 1975. Zdaj praktično ni več delujočih kopij Enigme in če se kakšna najde, morajo biti tisti, ki jo želijo kupiti, pripravljeni odšteti veliko denarja . Tako je bil aprila 2006 eden zadnjih avtomobilov prodan za 55.050 ameriških dolarjev.

To je prva država na planetu, nad katero sonce vzide in se začne nov dan, zato se Japonska imenuje dežela vzhajajočega sonca, sami Japonci pa jo imenujejo Nippon (ali Nihon), kar lahko prevedemo kot "domovina (ali vir) sonca."

Malo zgodovine. IN konec XIX stoletja, gospodarsko in politična nasprotja vodilne industrijske sile. Kuhal je resen vojaški spopad, čeprav ni bilo pričakovati, da bo dobil razsežnost svetovne vojne. Z reformami Meiji je Japonska ustvarila moderno vojaška industrija, reorganiziral vojsko in jo odlično opremil. Kot veste, so Japonci v kitajsko-japonski vojni 1894–1895 prepričljivo zmagali, kar je privedlo do trka interesov. Rusko cesarstvo in Japonska v Mandžuriji.

To ogromno ozemlje je bilo »malenkost« za obe sili: Japonci so že dolgo posegali vanj, Rusija pa je že gradila železniški tiri v Mandžuriji. Že februarja 1904 je Japonska napadla rusko floto v Port Arthurju na Kitajskem in Chemulpu v Koreji. Rusija Japonske ni dojemala kot resnega nasprotnika, a zaman. Konec maja 1905 je bila po več zmagah v Mandžuriji ruska eskadrilja poražena v ožini Tsushima. Septembra 1905 je bila v Portsmouthu (ZDA) podpisana rusko-japonska mirovna pogodba. Koreja je bila dodeljena Japonski, južni del Sahalin, pa tudi pravico do zakupa kitajskih pristanišč Port Arthur in Dalniy. Ta zmaga je bila pomembna za preoblikovanje Japonske v najmočnejšo industrijsko in vojaško silo. Daljni vzhod. Imperialistična Japonska je imela do vstopa v drugo svetovno vojno potencial, ki je bil, čeprav še zdaleč ne tako velik kot njeni nasprotniki, zadosten za zagotavljanje možnosti agresivnega delovanja.

V zgodnjih tridesetih letih prejšnjega stoletja je večina držav, ki so sodelovale v prihajajoči vojni, že uporabljala stroje za šifriranje. Še posebej so Nemci začeli široko uporabljati stroj Enigma. Japonci, ki so z velikim zanimanjem spremljali razvoj strojne kriptografije, so začeli uporabljati stroje lastne zasnove. Leta 1935 so ameriški kriptoanalitiki naleteli na japonsko strojno šifro, ki so jo poimenovali RED.

Razvit je bil šifrirni stroj RED, kasneje pa še njegova izboljšana različica PURPLE. Te naprave so delovale po principu stopenjskega iskalnika - sistema, katerega glavni element je bilo stikalo, ki je zapiralo določene kontakte. Načelo, po katerem se je premikal iskalnik korakov, je bilo, grobo rečeno, ključ do šifre. Tako prvi kot drugi model sta imela enake pomanjkljivosti. Občutljive naprave so zahtevale skrbno in redno čiščenje kontaktov, ki so nenehno odpovedovali, zlasti v vlažnih razmerah voznega parka, kjer so bili uporabljeni. Samoglasniki in soglasniki so bili šifrirani ločeno, kar je koalicijskim kriptografom olajšalo nalogo (in postalo kritična ranljivost za te stroje). Napravo RED so razvili strokovnjaki mornarica, med katerimi ni bilo kriptoanalitikov.

Poveljstvo je menilo, da je šifrirnik dovolj varen, zato ga ni poskušalo posodobiti za izboljšanje varnosti. RDEČI in VIJOLIČNI šifrirni stroj je Ministrstvu za zunanje zadeve dobavila vojaška flota, pri čemer nobena stran ni vedela za ranljivost sistema. Čeprav so kopenske sile v obdobju od 1932 do 1941 razvile šifrirne stroje 92-shiki injiki, 97-shiki injiki in 1-shiki 1-go injiki, ki so temeljili na istem principu kot Enigma, so bili uporabljeni veliko manj pogosto. , saj se je poveljstvo odločilo, da je VIJOLIČNA bolj zaščitena.

RDEČI prototip

Potem ko je postalo znano, da je Cipher Bureau uspel pridobiti skoraj popoln dostop do podatkov japonske delegacije pri Washingtonski pomorski pogodbi, je bila japonska vojska prisiljena ponovno razmisliti o svojih varnostnih ukrepih. Tako je japonska mornarica ustvarila svoj prvi šifrirni stroj. Kapitan Risaburo Ito je bil odgovoren za razvoj kodirnika.

Vozilo je bilo razvito na tehničnem inštitutu japonske mornarice v oddelku 6 oddelka za raziskave elektrotehnike. Glavni oblikovalec Katsuo Tanabe in poveljnik Genichiro Kakimoto sta ustvarila Rdeči prototip, "Ō-bun taipuraita-shiki angō-ki" - "Tiskarski stroj za šifriranje latinske abecede". Deloval je po istem principu kot stroj KRYHA, ki so ga diplomati in bankirji v različnih državah široko uporabljali do petdesetih let prejšnjega stoletja. Ustvarjeni so bili trije modeli KRYHA: standardni, žepni, imenovan Lilliputian, in električni, ki je lahko kodiral 360 znakov na minuto.

Mehansko šifrirno napravo KRYHA, ustvarjeno leta 1924, so med drugo svetovno vojno aktivno uporabljali nemški diplomati, ki niso vedeli, da so šifro razbili Američani. Poseben šifrirni disk je poganjal vzmetni motor.

RDEČA

Leta 1931 je Shin Sakuma, specialist za šifriranje tajnih sporočil japonske obveščevalne službe, sodeloval s francoskim generalom Cartierjem, ki je bil v tistem času eden najboljših kriptografov. Japonske kriptografe je naučil upravljati šifrirne stroje. Generalštabu Japonska flota Poslane so bile risbe šifrirnega stroja, katerega šifre sovražnik ni mogel prepoznati.

Ta stroj so temeljito preučili japonski strokovnjaki. Leta 1931 je bil prototip RED implementiran v 91-shiki injiki - "Type-91 Printing Machine". Ime je dobilo "zahvaljujoč" cesarskemu koledarju, po katerem je leto 1931 ustrezalo letu 2591. Ministrstvo za zunanje zadeve je uporabilo »Type-91 Printing Press« z latinično abecedo, bolj znano kot Angooki Taipu-A – »Type-A Cipher Machine«. Temu posebnemu modelu so ameriški kriptoanalitiki dali kodno ime RED. Kot sem že napisal, ta model ni bil zanesljiv, ločeno je šifriral samoglasnike in soglasnike, da bi verjetno zmanjšal stroške telegramov. Poleg tega modela je mornarica na svojih ladjah in bazah uporabljala "Type-91 Printing Press" s kana abecedo.

Leta 1936 sta Frank Rowlett in Solomon Callback, kriptoanalitika ameriške vojske, razbila šifre RED in odkrila japonsko napravo. Enak rezultat so neodvisno dosegli britanski, nemški in nizozemski kriptografi. Presenetljivo ostaja dejstvo, da pri komunikacijski varnosti Japonci svojih glavnih upov niso polagali na usposabljanje svojega osebja ali moč svojih šifer, temveč so zagotovili, da so bile molitve opravljene pravočasno v imenu veličastnega uspeha. pri izpolnjevanju svete dolžnosti v veliki vojni v vzhodni Aziji«. Japonci so se zanašali na nejasnost svojega jezika in menili, da se tujec ne more naučiti več pomenov posameznih znakov dovolj trdno, da bi japonska V redu.

VIJOLIČNA

Leta 1939 so Japonci RDEČI stroj zamenjali z drugim - Angooki Taipu B. Romantično ime PURPLE je ameriško kodno ime za japonski šifrirni stroj, ki je na Japonskem poznan kot »Type 97 Alphabet Printing Machine« ali »Type B Cipher«. Stroj”. Glavni oblikovalec PURPLE je bil Kazuo Tanabe, njegova inženirja pa Masaji Yamamotoi in Eikichi Suzuki. Omeniti velja, da je Eikichi Suzuki predlagal uporabo iskalnika korakov za povečanje zanesljivosti. PURPLE je bil prvi v seriji japonskih šifrirnih strojev, ki so namesto rotorjev uporabljali telefonska stikala. Ta vrsta stroja je bila uporabljena za prenos diplomatske korespondence.

V tej japonski šifrirni napravi sta bila dva električna pisalna stroja povezana z dvema posebnima stikalnima napravama. Medtem ko vir je bilo vtipkano na prvi pisalni stroj, na drugem pa se je pojavilo šifrirano sporočilo. Treba je priznati, da je imel PURPLE pomembne razlike od Enigme, ki so jo Japonci kupili leta 1934, morda zato, da bi po analogiji ustvarili lastno idejo. Napravo je sestavljala kompleksna, domiselna kombinacija kablov in kontaktne plošče, ki je omogočala ustvarjanje milijonov šifrirnih kombinacij. Pri šifriranju sporočila je bilo treba najprej namestiti izbrani ključ, nato pa s tipkovnico električnega pisalnega stroja vnesti odprto besedilo v šifrant. Besedilo je šlo skozi preplet kablov in kontaktnih naprav, nato pa je bilo kodirano sporočilo natisnjeno na električni tiskalni napravi. VIJOLIČNI ni vključeval kodirnikov (kot je bilo že napisano, namesto njih so bila uporabljena telefonska stikala ali koračni iskalniki). Seveda je bila VIJOLIČNA bolj zanesljiva kot RDEČA. Vendar pa mornarica ni vedela, da je bila RDEČA koda že razbita, zato je PURPLE podedoval ranljivost svojega predhodnika, in sicer ločevanje samoglasniškega in soglasniškega šifriranja, ki ga je ameriška obveščevalna agencija poimenovala "šestice").

Ameriškim kriptoanalitikom je uspelo ne samo razbiti kode tega stroja, ampak tudi poustvariti njegovo strukturo. Podatki, ki so jih pridobili, so bili širši javnosti znani pod kodnim imenom MAGIC. William Friedman je igral vodilno vlogo pri "hekanju" tega stroja. Američani so nadaljevali s prestrezanjem sporočil, šifriranih z VIJOLIČNIMI in RDEČIMI kodami. To je bila edina informacija, ki bi lahko pomagala ustvariti lasten analog stroja PURPLE. Preboj je prišel, ko so kriptografi poskušali uporabiti iskalnike korakov, ki se uporabljajo v telefoniji. Po srečnem naključju so delovala po enakem principu kot VIJOLIČNA stikala. Konec 1940 Friedman, emigrant iz Sovjetska zveza, in njegova ekipa iz mornariške protiobveščevalne službe je ustvarila svojo različico šifrirnega stroja tipa B. Rezultat je bil tako učinkovit, da je besedilo japonske uradne vojne napovedi, ki jo je poslala svojemu veleposlaništvu v Washingtonu dan pred napadom na Pearl Harbor, končalo na mizi ameriške obveščevalne službe, še preden je besedilo uradno oddala japonska vlada. japonska.

E. Boyadzhi “Zgodovina vohunjenja” zvezek 2:

Toda Američani so imeli svojega genija, Williama Friedmana in njegovo ekipo. Ko so ugotovili, da so Japonci spremenili načelo šifriranja, so Američani mislili, da so njihovi nasprotniki izboljšali stroj "A". 18 mesecev so poskušali najti te spremembe, a niso bili uspešni. Friedman je vse izračunal možne rešitve, in je že hotel opustiti službo in priznati poraz, ko je nov zaposleni v oddelku, Harry Lawrence, prišel na idejo. Bilo je precej nenavadno, a so mu prisluhnili, saj nihče ni vedel, kaj bi naredili naprej.

Takoj so stikala kupili v prvi trgovini, na katero so naleteli. Stroj "A" je bil odklopljen in je začel delovati v ročnem načinu. V dveh dneh so bile električne žice priključene in napeljane. Ko je bil kontakt vzpostavljen, so električne žice delovale brezhibno. Lawrence je zavpil od veselja, stroj je deloval in ustvaril pisavo! Konec septembra 1940 je nova »vijolična« naprava s kompleksno napeljavo, katere povezave so bile spremenjene, prevajala tajno šifrirano besedilo, ki je prihajalo iz oddelka Yto.

Kmalu so Američani ustvarili šifrirni stroj, podoben japonskem šifrirnemu stroju "B" in brali sporočila, ki so prihajala iz Tokia, preden je kdo vedel zanje. japonski veleposlanik. Nove postaje za prestrezanje so zbirale telegrame z vsega sveta.

Dmitrij Peretolčin:

Ameriške obveščevalne službe že od druge polovice dvajsetih let berejo šifrirano korespondenco japonske flote in na skrivaj ponovno fotografirajo kodne knjige s tako imenovano "rdečo kodo". Leta 1924 se je ekipi razbijalcev kod pridružil bodoči vodja oddelka za radijsko prestrezanje in dešifriranje na poveljstvu, stotnik Lawrence F. Safford, čigar stališče med zaslišanji o dogodkih, povezanih s Pearl Harborjem, bo marsikomu povzročilo dvom o uradni različici. Od leta 1932 je Safford z uporabo opreme IBM razvijal te iste stroje za dešifriranje; leta 1937 so bile nameščene posebne radijske postaje za radijsko prestrezanje vzdolž velikanskega loka od Filipinov do Aljaske.

Prizadevanja več kot 700 zaposlenih pod vodstvom L. Safforda in W. Friedmana so avgusta 1940 dosegla vrhunec pri dešifriranju zapletene "rožnate" ali "vijolične kode", ki je šifrirala diplomatsko korespondenco japonske vlade. Poleg vrhovnega poveljstva je bilo vodstvo ZDA seznanjeno z uspehi razbijalcev kod: predsednika F. Roosevelta, državnega sekretarja C. Hulla, vojnega ministra G. Stimsona in sekretarja ameriške mornarice F. Knoxa, ki pa niso bili pozna le štiri od 227 dokumentov, ki so sestavljali tajno korespondenco med Tokiom in japonskim veleposlaništvom v ZDA.

Zahvaljujoč vdoru PURPLE je postalo znano, da bodo Japonci napadli ZDA, vendar Američani niso imeli časa, da bi se pripravili na napad. Vklopljeno v tem trenutku v tem trenutku je veliko skrivnostnih in kontroverznih stvari. Pozneje so se ZDA s pomočjo razbitja japonske kode seznanile z vsemi aferami, ki so se dogajale v nacistični Nemčiji, zaveznici Japonske. Tudi 30 let pozneje Japonci niso hoteli verjeti, da je Američanom uspelo ustvariti prototip stroja B, ne da bi ga sploh videli.

Mimogrede, uspešni rezultati ZSSR pri branju šifrirane japonske diplomatske korespondence so nam omogočili zaključek: Japonska ne namerava začeti vojaških operacij proti ZSSR. To je omogočilo premestitev velikega števila sil na nemško fronto.
Očitno so bili uničeni vsi šifrirni stroji v japonskih veleposlaništvih in konzulatih v preostalem svetu (to je v državah osi, Washingtonu, Moskvi, Londonu in nevtralnih državah) ter na sami Japonski. Ameriške okupacijske sile na Japonskem so od leta 1945 do 1952 iskale preživela vozila.

Zgodovina Williama Friedmana, ki je razbil japonski vojaški kodeks, je posvečena knjigi Ronalda W. Clarka, "Človek, ki je razbil Purple: življenje največjega svetovnega kriptologa, polkovnika Williama F. Friedmana." William F. Friedman, 1977 ) in David Kahn, The Code-Breakers: The Comprehensive History of Secret Communication from Ancient Times to the Internet, 1967.

P.S.: in končno je prikazana shema šifriranja za stroj Purple

Poleg vhodne in izhodne preklopne plošče za preprosto zamenjavo znakov navadnega besedila oziroma šifriranih znakov zavzemajo osrednje mesto bloki L, M, R, S in stepping, ki so končni kriptoavtomati, pri čemer je L = M = R. Prvi štirje kriptoavtomati imajo čisto inicializacijske ključe in delujejo kot transformatorski avtomati, zadnji (stepping) pa je kombinacijski kriptoavtomat in služi kot krmilni avtomat, ki določa vrstni red spreminjanja stanj v prvih treh. V avtomatih L, M, R, S so stanja cela števila 0, 1,..., 24 in v vsakem od njih se stanje q pod delovanjem vhodnega simbola lahko ohrani ali spremeni v stanje q +1 mod 25. Glede na šifrirni ključ so kriptoavtomati L, M, R razdeljeni na "hitre" - f, "srednje" - m in "počasne" - s. Kriptoavtomat S spremeni svoje stanje pod vplivom vsakega vhodnega simbola, med kriptoavtomati L, M, R pa to stori le eden, ki ga izbere krmilni kriptoavtomat, ki koraka glede na stanja S in »povprečni«, tako da »hitri« vsakič spremeni svoje stanje, razen v naslednjih dveh primerih:

1. če je S v stanju 24, se stanje spremeni v "srednje";
2. če je S v stanju 23 in "medium" v stanju 24, potem se stanje spremeni v "slow".

V skladu s tem so vsi komunikacijski kanali med komponentami stroja razdeljeni na informacijske in nadzorne. Najprej se prenašajo znaki latinska abeceda, ki je abeceda šifre, druga pa prenaša državne simbole (od L, M, R, S do koraka) in logično 0, 1 (od koraka do L, M, R). Zadnja dva znaka smo poljubno vzeli za označevanje kontrolnih ukazov »shrani stanje« oziroma »spremeni stanje«. Samoglasniki se prenašajo prek informacijskih kanalov, povezanih s strojem S latinske črke, in na informacijskih kanalih, povezanih z L, M, R - soglasnimi latinskimi črkami. Funkcija informacijskega izhoda vsakega avtomatskega pretvornika, za kakršno koli fiksacijo njegovega stanja in simbola krmilnega vhoda, če obstaja, je določena bijekcija na ustrezno informacijsko abecedo (sestavljeno iz črk na informacijskih kanalih tega avtomata) .

Prenos tajnih sporočil je v vojskovanju ključen in če sovražnik dobi dostop do šifriranega komunikacijskega kanala, ima to veliko prednosti. Slišali in gledali smo veliko filmov o tem, kako je bila razbita koda Enigma, nemški prenosni stroj za šifriranje, ki so ga uporabljali med drugo svetovno vojno. Nič manj vznemirljiva pa ni zgodba o vdoru v drugo sredstvo za zaščito sporočil - priponko za kodiranje, ki se uporablja kot dodatek k Lorenzovemu teletipu.

In če se je Enigma uporabljala predvsem na terenu, je stroj Lorenz služil komunikaciji na visoki ravni - prenašal je ukaze najvišjega nemškega vodstva.

Navzven sta si oba stroja podobna - oba uporabljata rotor in diske, s kriptografskega vidika pa oba prenašata pretočno šifro. Toda Lorenz ima več kompleksna struktura in princip delovanja. Skupno število šifrirnih diskov je 12: pet na vsaki strani za generiranje pet-bitne kode, plus dva diska v sredini, da ustvarita učinek »spotikanja kode« (kar daje videz naključnega zaporedja). To je dalo 16 kvintiljonov možnosti in absolutno nemogoče vdiranje z uporabo surove sile (možnosti surove sile). Poleg tega je za razliko od Enigme prvi Lorenz padel v roke zaveznikov šele ob koncu vojne, to je, da so bili vsi sklepi o strukturi stroja narejeni z deduktivno metodo.

Nemci sami so menili, da je ta možnost za prenos tajnih sporočil popolnoma zanesljiva. Niso dvomili v njegovo kriptografsko moč, za kar so plačali, a najprej na prvo mesto.

Čeprav sam stroj ni mogel pasti v sovražnikove roke, dejstva o njegovem obstoju ni bilo mogoče skriti. Britanci so za obstoj stroja izvedeli v začetku leta 1940. To se je zgodilo, ko je eden vodilnih angleških kriptoanalitikov John Tillman med radijskimi prestrezanji, izvedenimi v Bleachley Parku, glavnem kriptografskem oddelku Velike Britanije, odkril nenavadna sporočila, ki so bila posredovana s petbitno tabelo znakov. Novi šifrirni stroj je dobil kodno ime Fish, tovrstno sporočilo pa kodno ime Tunny. Glede na rezultate predhodna analiza narejena je bila predpostavka, da dešifriranje ne bo dalo rezultatov, dokler ne bosta prestreženi dve različni sporočili z enakim kodnim zaporedjem. In ni nam bilo treba dolgo čakati.

Kljub najstrožjim zahtevam je bila napaka storjena 30. avgusta 1941 pri prenosu varnega sporočila, dolgega približno 4 tisoč znakov, z Dunaja v Atene. Dunajski operater, ki je iz Aten prejel zahtevo za ponovitev sporočila, je kršil vse možna navodila: prenese isto sporočilo z nekaj spremenjenimi besedami brez spreminjanja pozicij kodirnika. Hkrati so bile spremembe v besedilu manjše, tako je na primer v prvem sporočilu napisal celotno besedo "number" - Nummer, v drugem pa jo je skrajšal na Nr.

Takšen na videz nepomemben nadzor osebja je Britancem omogočil, da so razbili kodo najvarnejšega nemškega šifrirnega stroja in imeli več let dostop do tajnih podatkov Wehrmachta. Seveda je trajalo ogromno virov in talenta, da skrajšajo čas, potreben za dešifriranje tajnih sporočil. Tudi za to je bil razvit prvi računalnik na svetu Colossus. Ampak velik preboj v situaciji, ko je operater podvojil sporočilo, ne da bi spremenil začetne nastavitve stroja - zloglasna človeška napaka.

Zdaj lahko vsak preizkusi Lorenza v akciji, zahvaljujoč programom, ki simulirajo delovanje tega šifrirnega stroja. Na primer, http://adamsgames.com/lorenz/index.htm

Potegnimo vzporednice med stroji Lorenz in Enigma ter sodobne metode varovanje informacij pred nepooblaščenim dostopom. Vdiranje v šifrirne stroje je pokazalo, da je uporaba skrivnih šifrirnih algoritmov precej nizka. Da, ni jih mogoče vdreti s preprostim preizkušanjem možnosti, vendar z analizo posrednih znakov, na primer napak v kriptografskih protokolih, lahko razumete zaščitni mehanizem. Še več, med vojno je bil velik prispevek k metodam za analizo šifer – mnoge med njimi se uporabljajo še danes.

Obstajajo tudi komponente, ki so prešle iz fizične kriptografije v digitalno šifriranje. Koncepti, kot sta zaščita tajnega ključa in generiranje ključa seje, so pomembni tako takrat kot danes.

Druga stvar je človeški dejavnik - vedno ostaja šibki člen tudi pri uporabi algoritmov, ki so najbolj odporni na vdore. Zato je glavna naloga za moderni oder je nevtralizirati tveganje nenamernega ali namernega uhajanja tajnih sporočil. Tukaj so prisotne naslednje grožnje:

• Uhajanje skrivnega sporočila s strani pošiljatelja (pošiljatelj je namenoma skril neodobreno osebo, pomotoma vključil neodobreno osebo na seznam prejemnikov).
• Prestrezanje tajnega sporočila (napad človeka v sredini).
• Uhajanje skrivnega sporočila s strani prejemnika (posredovanje tretjim osebam, prenos informacij na bliskovni pogon itd.).