Подписаться

Криптоанализ Enigma

Последняя правка сделана 2021-05-16 10:18:32 Править

Криптоанализ системы шифрования Enigma позволил западным союзникам в мировой войне II для чтения значительного количества кодированных по Морзе радиосвязи Силы Оси, которые были зашифрованы с использованием машин Enigma. В результате была получена военная разведка, которая, наряду с данными других расшифрованных радиопередач Axis и телетайп, получила кодовое имя Ultra. Верховный главнокомандующий союзников Дуайт Д. Эйзенхауэр считал это «решающим» для победы союзников.

Машины Enigma были семейством портативных шифровальных машин. с ротором скремблерами. Хорошие рабочие процедуры, должным образом соблюдаемые, сделали бы машину Enigma неуязвимой. Тем не менее, самые неэффективные процедуры, использованные Enigma, использовали эти неэффективные процедуры, позволяющие реконструировать машины Enigma и шифры. читать.

Enigma, оснащенная немецкой коммутационной панелью, стала нацистской Германией криптосистемой. Он был взломан бюро шифрования польского генерального штаба в декабре 1932 года с помощью разведывательных материалов, полученных от французского шпиона. За месяц до начала Второй мировой войны на конференции, проходившей недалеко от Варшавы, Польское бюро шифрование поделилось своими методами и технологиями взлома загадок с французами и британцами. Во время немецкого вторжения в Польшу основной персонал Польского бюро шифрование был эвакуирован через Румынию во Францию, где они установили станцию ​​радиоэлектронной разведки ПК Бруно при поддержке французских объектов. Успешное сотрудничество поляков, французов и англичан в Блетчли-парк продолжалось до июня 1940 года, когда Франция сдалась немцам.

С этого момента Британская Государственная школа кодирования и шифрования (GCCS) в Блетчли-Парк создала обширные возможности криптоанализа. Первоначально расшифровка была в основном с Люфтваффе (ВВС Германии) и сообщениями Heer (немецкая армия), поскольку Kriegsmarine (ВМС Германии) использовала гораздо больше безопасные процедуры Enigma. Алан Тьюринг, математик и логик Кембриджского университета, предоставил большую часть оригинального мышления, которое привело к разработке криптоаналитических бомб машин, которые сыграли важную роль в эффективности военно- морская Enigma. Однако Kriegsmarine представила версию Enigma с четвертым ротором для своих подводных лодок, в результате чего эти сообщения не могли быть расшифрованы в течение длительного периода времени. После перехвата быстрого чтения сообщений подводных лодок регулярное быстрое чтение сообщений подводных лодок.

Содержание

  • 1 Общие принципы
  • 2 Машины Enigma
    • 2.1 Структура
    • 2.2 Свойства
    • 2.3 Настройки ключа
  • 3 Британские усилия
  • 4 Польские прорывы
    • 4.1 Метод характеристики Реевского
    • 4.2 Шпион и проводка ротора
    • 4.3 Метод гриля
    • 4.4 Неизменная длина цикла и каталог карт
    • 4.5 Перфорированные листы
    • 4.6 Польская бомба
    • 4.7 Серьезная неудача
  • 5 Вторая мировая война
    • 5.1 Раскрытие польской информации
    • 5.2 PC Bruno
    • 5.3 Эксплуатационные недостатки
    • 5.4 Расшифровка на базе Crib
    • 5.5 Британская бомба
    • 5.6 Luftwaffe Enigma
    • 5.7 Abwehr Enigma
    • 5.8 Немецкая армия Enigma
    • 5.9 German Naval Enigma
      • 5.9.1 Немецкий флот 3-винтовой Enigma
      • 5.9.2 M4 (4-винтовой Enigma ВМС Германии)
    • 5.10 Итальянский флот Enigma
    • 5.11 Американские бомбы
    • 5.12 Подозрения со стороны Германии
  • 6 После Второй мировой войны
  • 7 См.
  • 8 Ссылки и при
  • 9 Библиография
  • 10 Также Внешние ссылки

Общие принципы

Машины Enigma произвели полиальфа Бетический шифр подстановки. Во время Первой мировой войны изобретатели в системе признали, что чисто случайная последовательность ключей, не повторяющихся шаблонов, в принципе, сделает полиалфавитный шифр за нарушение неразрывным. Это к разработке роторных шифровальных машин , которые изменили каждый символ в открытом тексте для создания зашифрованного текста посредством скремблера, содержащего набор роторов, которые изменили электрический путь от символа к символу между введением и отменой вывода. Это постоянное изменение электрического пути приводит к очень долгому периоду, прежде чем шаблон - последовательность клавиш или алфавит за ущерб - повторяется.

Расшифровка зашифрованных сообщений включает три этапа, которые в ту эпоху определялись несколько иначе, чем в современной криптографии. Во-первых, это идентификация используемой системы, в данном случае Enigma; во-втором взломе системы точного определения, как происходит шифрование, и третье решение включает в себя определение машины для отдельного сообщения, то есть сообщения. Сегодня часто считается, что злоумышленник знает, как работает процесс шифрования (см. принцип Керкхоффса ), и взлом часто используется для решения ключа. У машин Enigma, однако, было так много настроек внутренней проводки, реконструкция машины независимо от конкретных настроек, была очень сложной установки.

Машины Enigma

Машины Enigma коммерчески использовались с начала 1920-х годов и были приняты вооруженными силами и различными источниками, наиболее известными из Нацистская Германия. Серия трех роторов скремблера машины Enigma. При загрузке в машину эти роторы соединяются с входной пластиной справа и отражающим барабаном слева.

Шифровальная машина ротора Enigma детская была отличной системой. Он сгенерировал полиалфавитный код с периодом перед повторением алфавита замены, который был намного длиннее, чем любое сообщение или набор сообщений, отправленных с тем же ключом.

Однако главной слабостью системы было то, что ни одно письмо не могло быть зашифровано самому себе. Это означало, что некоторые возможные решения могут быть исключены, поскольку одна и та же буква появляется в одном и том же месте как в зашифрованном, так и предполагаемом фрагменте открытого текста. Сравнение возможного открытого текста Keine besonderen Ereignisse («Особые происшествия» - возможно, лучше перевести как «не о чем сообщать»; фраза, обычно используемая одним немецким аванпостом в Северной Африке) частным зашифрованным текстом, может дать следующее:

Исключение некоторых Позиции для возможного открытого текста Keine besonderen Ereignisse
Шифрованный текстOHJYPDOMQNJCOSGAWHLEIHYSOPJSMNU
Позиция 1KEINEBESONDERENEREIGNISSE
Позиция 2KEINEBESONDERENEREIGNISSE
Позиция 3KEINEBESONDERENEREIGNISSE
Позиции 1 и 3 для возможного открытого текста невозможны из-за совпадения букв.

Красные ячейки эти аварии. Позиция 2 возможна.

Структура

Механизм Enigma состоял из клавиатуры, подключенной к батарее, и текущей платы ввода или колеса (нем.: Eintrittswalze) на правом конце скремблера (обычно через коммутационную панель в военной версиих). Он содержит набор из 26 контактов, которые электрическое соединение с набором из 26 подпружиненных штифтов на правом роторе. Внутренняя проводка каждого ротора обеспечивает электрический ток от штырей на одной стороне к точкам соединения на другой стороне. Левая сторона каждого ротора электрически соединена с ротором слева от него. Затем крайний левый ротор соприкоснулся с отражателем (немецкий: Umkehrwalze). Отражатель обеспечивал набор из тринадцати парных соединений для возврата тока обратно через роторы скремблера и, в итоге, на ламповый щит, где загоралась лампа под буквой.

При нажатии на клавиатуре было задействовано шаговое движение, продвинувший крайний правый ротор на одно положение. Он запускается при нажатии каждой клавиши, его иногда называют быстрым ротором. Когда выемка на этом роторе входит в контакт с защелкой на среднем роторе, он тоже перемещается; То же самое и с крайним левым («медленным») ротором.

Существует огромное количество способов организации соединений внутри каждого ротора скремблера, а также между платой ввода и клавиатурой, коммутационной панелью или ламповой платой. Для отражающей пластины меньше, но все же большое количество вариантов ее проводов.

Каждый ротор скремблера может быть установлен в любом из 26 начальных положений (любая буква алфавита). Для машин Enigma только с тремя роторами их последовательность в скремблере, известная как порядок колеса (WO) для криптоаналитиков Allied, могла быть выбрана из шести шести.

Возможные последовательные ротора - также известные как Порядок колес (WO)
ЛевыйСреднийПравый
IIIIII
IIIIII
IIIIII
IIIIII
IIIIII
IIIIII
Коммутационная панель (Steckerbrett) располагалась в передней части станка, под клавишами. На фотографии выше две пары букв поменялись местами (A↔J и S↔O). Во время Второй мировой войны использовалось десять выводов, оставив только шесть букв «незакрепленными».

Более поздние модели Enigma включает кольцо с алфавитом, похожее на шину, вокруг сердечника каждого ротора. Его можно установить в любом из 26 положений по отношению к сердечнику ротора. Кольцо содержало одну или несколько выемок, которые зацеплялись с собачкой, которая продвигала следующий ротор влево.

Еще позже, три ротора для скремблера были выбраны из набора из пяти или, в случае с ВМС Германии, восемь роторов. Алфавитные кольца VI, VII и VIII содержат две выемки, несмотря на сокращение периода алфавита, затрудняли дешифрование.

Большинство военных Enigmas имели также коммутационную панель (нем. Штекербретт). Это изменило электрический путь между клавиатурой и входным колесом скремблера и, в противоположном направлении, между скремблером и ламповой доской. Он путем взаимного обмена буквами, так что, если A был подключен к G, поступил в скремблер в позицию G, если был соединен G, ток поступил в A. для ток на выходе к ламповой панели.

Чтобы расшифровать сообщения немецкой военной Энигмы, необходимо знать следующую информацию.

Логическая структура машины (без изменений)

  • Проводка между клавиатурой (и ламповой панелью) и платой ввода.
  • Электропроводка каждого ротора.
  • количество и положение (а) поворотных выемок на кольцах роторов.
  • Подключение отражателей.

Внутренние настройки (обычно меняются реже, чем внешние настройки)

  • Выбор роторов и порядок на шпинделе (Walzenlage или «порядок колес»).
  • Положения алфавитного кольца по отношению к сердечнику каждого используемого ротора (Ringstellung или «кольца»).

Внешние настройки (обычно меняются чаще, чем внутренние настройки)

  • Подключения коммутационной панели (Steckerverbindungen или «значения Stecker»).
  • Положение ротора в начале шифрования текста сообщение.

Обнаружение логической структуры машины может быть названо ее "нарушением", это разовый процесс, за исключением случаев, когда в машины были внесены изменения или дополнения. Поиск внутренних и внешних настроек одного или нескольких сообщений можно назвать «решением», хотя для этого процесса также используется часто взлом.

Свойства безопасности

Различные модели Enigma разные уровни безопасности. Наличие коммутационной панели (Steckerbrett) повысило безопасность шифрования. Все пара букв, которые были соединены вместе проводом коммутационной панели, назывались части по Стекеру, а буквы, оставшиеся несвязанными, назывались самоподдерживаемыми. В целом, незащищенная Enigma использовалась для коммерческого и дипломатического трафика, и ее можно было относительно легко взломать ручными методами, в то время как атаковать версию с помощью коммутационной панели было намного сложнее. Британцы читали незащищенные сообщения Enigma, отправленные во время гражданской войны в Испании, а также некоторые итальянские военно-морские перевозки, зашифрованные в начале Второй мировой войны.

Сила защиты шифрованием созданной машиной Enigma, результатом большого количества связанного процесса скремблирования.

  1. Он произвел полиалфавитный шифр за ущерб с периодом (16 900), который во много превышал длину самого длинного сообщения.
  2. 3-роторный скремблер мог быть установлен 26 × 26 × 26 = 17 576 способов, и 4-роторный скремблер - 26 × 17 576 = 456 976 способов.
  3. Выводы на коммутационную панель количества способов, две пары букв могли быть заменены местами, составляющими 26! / ((26 - 2L)! × L! × 2)
    • При L = 6 количество комбинаций составило 100 391 791 500 (100 миллиардов), а с десятью отведениями - 150 738 274 937 250 (151 триллион).

Однако способ, используемый Enigma, использовался немцами, означал, что, если были установлены настройки для одного дня (или любого другого периода, представленного каждой каждой строки настроек), остальные сообщения для этой сети могли быстро расшифровать.

Безопасность, шифрование Enigma действительно имели фундаментальные недостатки, которые оказались эффективными для криптоаналитиков.

  1. Письмо никогда не могло быть зашифровано для самого себя, обязателя отражателя. Это свойство очень помогло при использовании шпаргалки - короткие фрагменты открытого текста, которые считаются находящимися в зашифрованном тексте где-то в зашифрованном тексте - и его можно было использовать для устранения шпаргалок в определенной позиции. Что касается возможного местоположения, если какая-либо буква в шпаргалке соответствует букве в зашифрованном тексте в том же месте, местоположение может быть исключено. Именно эту особенность британского математик и логик Алан Тьюринг использовали при разработке британской бомбы.
  2. Соединения коммутационной панели были взаимными, так что если A был подключен к N, то N также стал A. Именно это свойство побудило математика Гордона Велчмана из Блетчли-Парка установить в бомбуональную доску, что значительно уменьшит количество неправильных роторов. настройки, обнаруженные бомбой.
  3. Вырезы в алфавитных кольцах роторов с I по V были в разных положениях, что помогло криптоаналитикам определить порядок колес, наблюдая, когда средний ротор поворачивается вправо. ручной ротор.
  4. Существовали существенные недостатки, как использовались методы, так и на практике, как использовалась Enigma (см. «Эксплуатационные недостатки» ниже).

Настройка клавиш

Enigma отличается основным удобством работы, поскольку была симметричной (или самообратной ). Это означало, что дешифрование работало так же, как шифрование, поэтому при вводе зашифрованного текста последовательность горящих ламп давала открытый текст.

Идентичная настройка машин на передающую и принимающую сторонах была достигнута с помощью процедуры настройки ключей. Они менялись время от времени и в разных сетях. Они состояли из листов настроек в кодовой книге. которые распространялись среди всех пользователей сети и регулярно менялись. Ключ сообщения был передан в индикаторе как часть преамбулы сообщения. Слово «ключ» также использовалось в Блетчли-парке для описания сети, в котором использовались те же самые таблицы настроек Enigma. Первоначально они были записаны цветными карандашами и получили название красный, голубой и т. Д., А позже имена птиц, такие как пустельга. Во время Второй мировой войны некоторые сети действовали в течение 24 часов, хотя к концу войны некоторые из них менялись чаще. На листах были столбцы, в которых указываются роторы и их положения, положения колец и соединения коммутационной панели. В дату безопасности даты были указаны в обратном хронологическом порядке.

Верхняя часть ранних ранних настроек выглядела примерно так:
Datum. [Дата]Walzenlage. [Роторы]Ringstellung. [Настройки звонка]Steckerverbindungen. [Настройки панели расширения]Grundstellung. [Начальные настройки ротора]
31I II IIIWNMHK CN IO FY JM LWRAO
30III I IICKUCK IZ QT NP JY GWVQN
29II III IBHNFR LY OX IT BM GJXIO

Вплоть до 15 сентября 1938 года передающий оператор указывал принимающему оператору (ам), как настроить их роторы, выбирая трехбуквенный ключ сообщения (ключ, специфичный для этого сообщения))))) и дважды зашифровав его, используя начальные положения кольца (Grundstellung). Получившийся в результате 6-буквенный индикатор был передан перед зашифрованным текстом сообщениями. Предположим, что указанное Grundstellung было РАО, а выбранный трехбуквенный ключ сообщения был МГП, оператор установил роторы на РАО и дважды зашифрует МГП. Результирующий зашифрованный текст, DQYQQT, будет передан, после чего роторы будут на ключ сообщениями (МГП), а затем само сообщение будет зашифровано. Принимающий оператор будет использовать Grundstellung RAO для расшифровки шести букв, в результате чего получится IHLIHL. Принимает оператор, увидев повторяющийся ключ сообщения, будет знать, что не было повреждений, и будет использовать МГП для расшифровки сообщений.

Слабость индикаторной процедуры проистекает из двух факторов. Во-первых, глобальное использование Grundstellung - это было изменено в сентябре 1938 г., так что оператор выбирал свою начальную позицию для шифрования ключа сообщения и отправлял начальную позицию в открытом виде, за которую следует зашифрованный ключ сообщения. Вторая проблема заключалась в повторении ключа сообщения в индикаторе, что было серьезным недостатком безопасности. Настройка сообщения была закодирована дважды, в результате получилось соотношение между первым и четвертым, вторым и пятым, а также третьим и шестым символами. Эта проблема с безопасностью позволила Польскому бюро шифрование еще в 1932 году проникнуть в довоенную систему Enigma. 1 мая 1940 года немцы изменили шифрования ключа сообщения только один раз.

Британские усилия

В 1927 году Великобритания открыто приобрела коммерческую Enigma. Его работа была проанализирована и доложена. Хотя ведущий криптограф Дилли Нокс (ветеран Первой мировой войны и криптоаналитической деятельности Комнаты 40 Королевского флота) работал над дешифровкой, которую он только сообщениями, которые он создал сам, чтобы практиковаться. После того, как Германия поставила модифицированные коммерческие машины на сторону националистов во время гражданской войны в Испании, а также для ВМС Италии (которые также помогали националистам) с использованием версии рекламного ролика Enigma, у которого не было коммутационной панели, Британия могла перехватывать сообщения радиопередачи. В апреле 1937 года Нокс впервые расшифровал шифрование Enigma, используя технику, которую он назвал застегиванием, чтобы вызвать проводку ротора, и другую, которую он назвал стержнем для разгадывания сообщений. Это в давление опирается на шпаргалки и опыт разгадывателя кроссвордов на итальянском языке, так как раз ограниченное количество букв с интервалом.

Великобритания не имеет возможности читать сообщения, передаваемые Германией, которая использовала военную машину Enigma.

Польские прорывы

Мариан Реевский ок. 1932 г., когда он впервые взломал Enigma

. В 1920-х годах немецкие военные начали использовать 3-роторную Enigma, которая была увеличена в 1930 году за счет добавления коммутационной панели. Польское бюро шифрование стремилось взломать его из-за угрозы, с которой столкнулась Польша со стороны Германии, но его первые попытки не увенчались успехом. В начале 1929 года Польское бюро шифрование осознало, что математики могут делать хорошие дешифровщики; Бюро пригласило студентов-математиков Познаньского университета пройти курс криптологии. После занятий Бюро наняло несколько студентов для работы на полставки в филиале Бюро, созданное для студентов в Познани. Филиал действовал некоторое время. 1 сентября 1932 года 27-летний польский математик Мариан Реевский и два его товарища Познаньского университета, выпускники математики Хенрик Зигальский и Ежи Ружицкий, поступил в бюро на полную ставку и переехал в Варшаву. Их первой рекомендуем было воссоздать четырехбуквенный морской шифр Германии.

Ближе к концу 1932 года Реевского попросили поработать пару часов в день над раскрытием загадки.

Метод характеристик Реевского.

Мариан Реевски быстро обнаружил основные процедурные недостатки немцев, заключающиеся в указании единой настройки индикатора (Grundstellung) для всех сообщений в сети в течение дня и повторении выбранного оператором ключа сообщения в зашифрованном 6-буквенном индикаторе. Эти процедурные ошибки позволили Реевски расшифровать ключи сообщений, не зная ни одной проводки машины. В приведенном выше примере, когда DQYQQT является зашифрованным индикатором, известно, что первая буква D и четвертая буква Q представляет одну и ту же букву, зашифрованную на три позиции в данном скремблера. То же самое с Q и Q на второй и пятой позициях, а Y и T на третьей и шестой. Реевски воспользовался этим фактом, собрав достаточный набор сообщений зашифрованных с той же настройкой индикатора, и собрал три таблицы для пар 1,4, 2,5 и 3,6. Каждая из этих таблиц может выглядеть примерно так:

Первая букваABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
Четвертая букваNSYQTICHAFEXJPULWRZKGOVMDB

Путь от одной первой буквы к четвертой букве, от этой буквы как первая буква к первой четвертой букве, и так далее, пока буква не повторится, отслеживает группу циклов . Следующая таблица содержит шесть групп циклов.

Группа циклов, начиная с A (9 звеньев)(A, N, P, L, X, M, J, F, I, A)
Группа циклов, начиная с B ( 3 звена)(B, S, Z, B)
Группа циклов, начиная с C (9 звеньев)(C, Y, D, Q, W, V, O, U, G, C)
Группа циклов, начиная с E (3 звена)(E, T, K, E)
Группа циклов, начиная с H (1 звено)(H, H)
Группа циклов, начинающаяся с R (1 ссылка)(R, R)

Реевский понял, что группа циклов должна соединяться с другой группой такой же длина. Несмотря на то, что Реевский не знал схемы ротора или перестановку коммутационной панели, немецкая ошибка позволяет сократить количество подстановочных шифров до небольшого числа. Для пары 1,4, приведенной выше, существует только 1 × 3 × 9 = 27 возможностей для подстановочных шифровальных позиций 1 и 4.

Реевский также использовал лень шифровальщика. Десятки сообщений будут зашифрованы шифровальщиками, но некоторые из этих сообщений будут иметь один и тот же индикатор шифрования. Это означало, что оба клерка одну и ту же начальную выбранную выбрали из трех букв. Такая коллизия должна происходить редко со случайно выбранными начальными позициями, но ленивые шифровальщики часто выбирают начальные позиции, такие как «AAA», «BBB» или «CCC». Эти ошибки безопасности позволили Реевски использовать устройства шифрования индикаторов.

Это решение было выдающимся достижением. Реевский сделал это, не зная ни перестановки коммутационной панели, ни проводки ротора. Даже после решения перестановок Реевски не знал, как была установлена ​​коммутационная панель или положения роторов. Знание перестановок также не позволяет Реевскому читать какие-либо сообщения.

Шпион и проводка ротора

До того, как Реевский начал работу над Enigma, у французов был шпион, Ханс-Тило Шмидт, который работал в Шифровальном бюро Германии в Берлине и имел доступ к некоторым документам Enigma. Даже с помощью этих документов французы не добились прогресса в взломе Enigma. Французы поделиться опытом со своими британскими и польскими союзниками. На встрече в декабре 1931 года французы предоставили Гвидо Лангеру, глава Польского бюро шифрование, копии некоторых материалов Enigma. Лангер попросил у французов дополнительные материалы, и Гюстав Бертран из французской военной разведки быстро согласился; Бертран предоставил дополнительные материалы в мае и сентябре 1932 года. Документы включаем два немецких и руководства две страницы ежедневных ключей Enigma.

В декабре 1932 года Бюро предоставило Реевскому некоторые немецкие и ежемесячные ключи. Этот материал позволил Реевскому достичь «одного из самых важных достижений в криптологической истории», используя теорию перестановок и групп для разработки схемы скремблера Enigma.

Реевский мог бы посмотреть на дневной трафик шифрования и найти перестановки в шести последовательных позициях, используемых для шифрования индикаторов. Время у Реевского был ключ шифрования на день, он знал и мог исключить перестановку коммутационной панели. Он предположил, что перестановка клавиатуры была же, как в коммерческой Enigma, поэтому он исключил это. Он знал порядок ротора, настройки колец и исходное положение. Он разработал набор параметров, которые могут решить для самой правой проводки ротора предполагаемая, что два ротора слева не двигаются.

Он попытался решить уравнения, но потерпел неудачу с противоречивыми результатами. Пораслив, он понял, что одно из его предположений должно быть неверным.

Реевски обнаружил, что соединения между клавиатурой военной Enigma и кольцом ввода не были, как в коммерческой Enigma, в порядке клавиш на немецкой пишущей машинке. Он сделал предположение, что это было в алфавитном порядке. Британский Дилли Нокс был поражен, когда в июле 1939 года узнал, что устройство было настолько простым.

С новым предположением Реевски удалось решить схему подключения крайнего правого ротора. Шифрованный трафик следующего месяца использовал решения другой ротор в крайнем правом положении, поэтому Реевски использовал те же уравнения для своей проводки. С этим известными роторами был отмечен оставшийся третий роторка отражателя. Реевски определил логическую эволюцию машины, не захватив ни одного ротора для реинжиниринга.

Польское бюро шифрование сделало несколько копий машин Enigma; реплики назывались "дублями Enigma".

Метод гриля

У поляков теперь были секреты проводки машины, но им все еще нужно было определять ежедневные ключи для шифрованного трафика. Поляки изучили трафик Enigma и использовали методы определения перестановок, используемых для индикатора. Затем поляки использовали бы метод решетки, чтобы определить крайний правый ротор и его положение. Этот поиск будет усложнен перестановкой коммутационной панели, но эта перестановка поменяла местами только шесть пар букв - этого недостаточно, чтобы помешать поиску. Метод гриля также определил проводку коммутационной панели. Метод гриля также можно было использовать для определения среднего и левого роторов их настройки (эти задачи были проще, потому что не было коммутационной панели), но в конечном итоге составили каталог 3 × 2 × 26 × 26 = 4056 исполнителей Q перестановки (отражатель и 2 перестановки крайнего левого ротора), чтобы они могли просто найти ответ.

Единственным оставшимся секретом ежедневного ключа будут настройки кольца, и поляки решат эту проблему грубой силой. Большинство сообщений начинаются с трех букв «ANX» («an» по-немецки означает «кому», а символ «X» использовался как пробел). Может потребоваться почти 26 × 26 × 26 = 17576 попыток, но это было выполнимо. Как только настройки кольца были найдены, поляки трафика видеть трафик дня.

Немцы облегчили полякам задачу вначале. Порядок ротора менялся только раз в квартал, поэтому полякам не приходилось искать порядок ротора. Позже немцы меняли его каждый месяц, но это тоже не доставляло особых хлопот. В конце концов, немцы будут менять порядок роторов каждый день, а в конце войны (после захвата Польши) порядок роторов мог изменен в течение дня.

Поляки продолжали совершенствовать свою технику, а немцы улучшали меры безопасности.

Инвариантная длина цикла и карточный каталог

Циклометр, пример в середине 1930-х годов Реевски для каталогизации структуры Enigma перестановки. 1: Крышка ротора закрыта, 2: Крышка ротора открыта, 3: Реостат, 4: Лампы накаливания, 5: Переключатели, 6: Буквы.

Реевски понял, что, хотя в группах циклов были использованы коммутационная панелью, номер и продолжительность циклов не изменилась - в приведенном выше примере шести групп циклов длиной 9, 9, 3, 3, 1 и 1. Он описал эту инвариантную панелью. изменить как характеристику установки индикатора. Всего было 105 456 использованных настроек ротора. Поэтому поляки приступили к созданию карточного каталога этих циклов.

Метод длины цикла позволит избежать использования гриля. Каталог карточек будет индексировать цикл для всех начальных позиций (за исключением оборотов, которые произошли при шифровании индикатора). Дневной трафик будет исследован, чтобы выявить циклы перестановок. Чтобы найти возможные стартовые позиции, следует обратиться к карточному каталогу. Существует примерно 1 миллион комбинаций цикла и всего 105 456 начальных позиций. Найдя начальную позицию, поляки использовали бы двойник Enigma для определения циклов в этой начальной позиции без коммутационной панели. Поля затем сравнивали бы эти циклы с циклами с неизвестной коммутационной панелью и решали бы перестановку коммутационной панели (простой шифр подстановки). Тогда поляки предоставили оставленный секретный интерфейс с помощью метода ANX.

Проблема заключалась в составлении большого каталога карточек.

Реевский в 1934 или 1935 году изобрел машину для облегчения составления каталога и назвал ее циклометром. Он "состоял из двух наборов роторов... соединенных проводами, по которому должен проходить электрический ток. Ротор N во втором наборе был на три буквы не в фазе относительно ротора N в первом наборе, тогда как роторы L и M во втором наборе" набор всегда устанавливался так же, как роторы L и M в первом наборе ». По словам Реевского, подготовка этого каталога с использованием циклометра была "трудоемкой и заняла больше года, но когда он был готов, получение ежедневных ключей оставалось вопросом [примерно пятнадцати] минут".

Однако 1 ноября 1937 года немцы изменили отражатель Enigma , что потребовало создания нового каталога - «задача, которую [говорит Реевски] взял на себя из-за нашего большого опыта, вероятно, меньше чем через год ".

Этот метод характеристик перестал работать для сообщений немецкого военно-морского флота Enigma 1 мая 1937 года, когда процедура индикации была изменена на использование специальных кодовых книг (см. German Navy 3 -rotor Enigma ниже). Что еще хуже, 15 сентября 1938 года он прекратил работу для сообщений немецкой армии и ВВС, потому что операторы должны были выбирать свои собственные Grundstellung (начальную настройку ротора) для каждого сообщения. Хотя ключи сообщений немецкой армии по-прежнему будут шифроваться дважды, ключи дней не будут дважды зашифрованы при одинаковых начальных настройках, поэтому характеристика больше не может быть найдена или использована.

Перфорированные листы

Лист Зыгальского

Хотя метод характеристик больше не работал, включение зашифрованного ключа сообщения дважды привело к явлению, которое криптоаналитик Хенрик Зыгальский смог использовать. Иногда (примерно одно сообщение из восьми) одна из повторяющихся букв в ключе сообщения в обоих случаях зашифровывалась одной и той же буквой. Эти случаи назывались samiczki (по-английски, женщины - термин, позже использовавшийся в Блетчли-парке).

Только ограниченное количество настроек скремблера могло привести к появлению женщин, и их можно было бы идентифицировать по карточному каталогу. Если бы первые шесть букв зашифрованного текста были SZVSIK, это было бы обозначено как 1–4 женщины; если W HOEHS, 2-5 женщин; и если AS WCRW, 3-6 женщин. Этот метод назывался Netz (от Netzverfahren, «чистый метод») или метод листа Зигальского, поскольку он использовал перфорированные листы, которые он разработал, хотя в Блетчли-парке имя Зигальского не использовалось по соображениям безопасности. Для успеха требовалось около десяти женщин из дневных сообщений.

Был набор из 26 таких листов для каждого из шести возможных порядков следования колес. Каждый лист был для левого (самого медленного) ротора. Матрицы 51 × 51 на листах представляли 676 возможных начальных положений среднего и правого роторов. Листы содержали около 1000 отверстий в местах, в которых могла оказаться женщина. Набор листов для сообщений этого дня должен быть надлежащим образом размещен друг над другом в устройстве перфорированных листов. Реевский писал о том, как работало устройство:

Когда листы накладывались друг на друга и перемещались в правильной последовательности и надлежащим образом относительно друг друга, в соответствии со строго определенной программой, количество видимых отверстий постепенно уменьшалось. И, если было доступно достаточное количество данных, наконец оставалась одна апертура, вероятно, соответствующая правильному случаю, то есть раствору. По положению отверстия можно было вычислить порядок роторов, установку их колец и, сравнивая буквы ключей шифрования с буквами в машине, аналогичным образом перестановку S; Другими словами, весь ключ шифрования.

Отверстия в листах были тщательно вырезаны бритвенными лезвиями, и за три месяца до следующей серьезной неудачи комплекты листов только для двух из шести возможных колес были произведены на заказ.

Польская бомба

После того, как метод характеристик Реевского стал бесполезным, он изобрел электромеханическое устройство, которое было названо bomba kryptologiczna Или криптологическая бомба. Каждая машина содержала набор шесть роторов Enigma для шести позиций повторяющейся трехбуквенной клавиши. Подобно методу листа Зыгальского, бомба рассчитывалась на наличие самок, но требовала только трех вместо примерно одного метода листа. Было построено шесть бомб, по одной на каждый из преступников порядков колес. Каждый бомба провела исчерпывающий (перебор ) анализ 17 576 преступников ключей сообщений.

Реевский писал об устройстве:

Метод бомбы, изобретенный осенью 1938 года, в основном заключался в автоматизированном и ускоренном процессе восстановления повседневных ключей. Каждая криптологическая бомба (шесть из них были созданы в Варшаве для шифрования Biuro Szyfrów до сентября 1939 года) существенной. Он занял место примерно рабочих и сокращл время ключа до двух часов.

Шифрованное сообщение передавало Grundstellung в открытом виде, поэтому, когда бомба находила совпадение, она показывала порядок ротора, положения ротора и кольца. Единственным оставшимся секретом была перестановка коммутационной панели.

Серьезная неудача

15 декабря 1938 года немецкая армия увеличила сложность шифрования Enigma, добавив два дополнительных ротора (IV и V). Это увеличило количество заказов колес с 6 до 60. Тогда поляки могли читать только небольшую часть сообщений, в которых не использовался ни один из двух новых роторов. У них не было ресурсов, чтобы сделать еще 54 бомбы или 58 комплектов листов Зыгальского. Другие пользователи Enigma получили два новых ротора одновременно. Однако до 1 июля 1939 года Sicherheitsdienst (SD) - разведывательное агентство СС и нацистской партии - продолжало использовать свои машины по-старому. с одинаковой настройкой индикатора для всех сообщений. Это может Реевскому повторно использовать свой предыдущий метод, и примерно к концу года он разработал электрические схемы двух новых роторов. 1 января 1939 года немцы увеличили количество коммутационных панелей с пяти-восьми до семи-десяти, что сделало другие методы дешифровки еще более трудными.

писал Реевский в 1979 году в критике Приложения 1., том 1 (1979 г.) официальной истории британской разведки во время Второй мировой войны:

мы быстро появились [проводки] внутри [новых роторов], но [] введение... увеличило количество используемых [роторов] от 6 до 60... и, следовательно, также увеличило десять раз труд по поиску ключей. Таким образом, изменение было не качественным, а количественным. Нам пришлось бы значительно увеличить персонал, чтобы выполнить бомбами, выполнить перфорированные листы... и манипулировать листами.

Вторая мировая война

Польские разоблачения

вероятность войны возросла в 1939 году, и Великобритания пообещали поддержать Польшу в случае действий, угрожающих ее независимости. В апреле Германия вышла из германо-польского пакта о ненападении от января 1934 года. Польский генеральный штаб, понимая, решил поделиться своей работой по расшифровке Enigma со своими западными союзниками. Позже Мариан Реевски писал:

[Я] не [как предположил Хинсли, криптологические] проблемы побудили работать с британцами и французами, а только плохая политическая ситуация. Поделились своими достижениями с нашими союзниками за борьбу против Германии.

На конференции под Варшавой 26 и 27 июля 1939 г. Поляки раскрыли французам и британцам, что они взломали Enigma, и пообещали предоставить каждому реконструированную польскими мастерами Enigma вместе с деталями их техники и оборудования для решения Enigma, включая перфорированные листы Зигальского и Реевского. криптологическая бомба. Взамен британцы обязались подготовить два полных комплекта листов Зыгальского для всех 60 агентов заказов колес. Дилли Нокс была членом британской администрации. Он пишет хрупкость зависимости польской системы от повторения в индикаторе, поскольку оно может «в любой момент быть отменено». В августе два двойника польской Enigma были отправлены в Париж, откуда Гюстав Бертран взял одного в Лондон и передал его Стюарту Мензису из Службы секретной разведки Великобритании по адресу Станция Виктория.

Гордон Велчман, который стал главой Хижины 6 в Блетчли-парке, написал:

Хижина 6 Ультра никогда бы не сдвинулась с мертвой точки, если бы мы не узнали у поляков, в как раз в самый последний момент, подробности как немецкой военной версии коммерческой машины Enigma, так и о процедурах машины, которые использовались.

Петер Кальвокоресси, который стал главой отделения Люфтваффе в Хижине 3, написал польского вклада:

Единственный спорный вопрос - насколько ценен? По мнению самых квалифицированных судей, это ускорило взлом Enigma примерно на год. Британцы не переняли польские методы, но они были ими ими просвещены.

П.С. Бруно

17 сентября 1939 года, в день начала вторника Советского Союза в Польшу, сотрудники Бюро шифровки пересекли юго-восточную границу своей страны в Румынии. В конце они добрались до Франции, и 20 октября 1939 г. на PC Bruno под Парижем польские криптоаналитики возобновили работу над немецкими шифрами Enigma в сотрудничестве с Bletchley Park.

ПК Бруно и Блетчли Парк сотрудничали в тесном сотрудничестве, общаясь по телеграфной линии , защищенной с помощью дублеров Enigma. В январе 1940 года Алан Тьюринг провел несколько дней в ПК, Бруно, совещаясь со своими польскими коллегами. Он привез полякам полный комплект листов Зыгальского, которые были пробиты в Блетчли-парке Джоном Джеффрисом с использованием предоставленной Польшей 17 января 1940 года поляки впервые прорвались в движение Enigma во время войны - это с 28 октября 1939 года года. С того времени, до Падения Франции в июне 1940 года, 17 процентов ключей Enigma, которые были обнаружены союзниками, были разгаданы в PC Bruno.

Незадолго до начала своего наступления 10 мая 1940 года на Нидерланды и Францию, немцы внесли опасные изменения в генераторе, прекратив дублирование зашифрованного ключа сообщения. Это означало, что метод листа Зыгальского больше не работал. Вместо этого криптоаналитикам пришлось полагаться на использование слабых мест оператора, описанных ниже, в частности, cillies и наконечника Herivel.

. После июньского франко-германского перемирия польская группа криптологов возобновила работу во Франции. южная свободная зона, хотя, вероятно, не на Enigma. Мариан Реевский и Хенрик Зайцевый после многих невзгод опасностей и тюремного заключения в Испании, наконец, добрались до Британии, где их приняли в ряды армии заставили работать, разбивая немецкие СС и SD ручные шифры на польской станции связи в Боксмур. Они работают в оккупированной Франции, было слишком рискованно работать в Блетчли-парк.

После немецкой оккупации Виши, Франция, некоторые из тех, кто работал на П.С. Бруно попал в плен к немцам. Несмотря на ужасные обстоятельства, которых не выдал некоторые из них, выдал секрет расшифровки Enigma.

Операционные недостатки

Помимо некоторых неидеальных характеристик, присущих Enigma, на практике Самая большая слабость системы заключалась в том, как она использовалась. Основной принцип этого типа шифровальной машины заключается в том, что она должна быть очень длинным потоком преобразователя, который криптоаналитик трудно предсказать. Однако некоторые инструкции операторам и их небрежные привычки имели противоположный эффект. Без этих недостатков Enigma почти наверняка не была бы взломана.

Набор недостатков, польские криптоаналитики использовали с таким большим эффектом, включал следующее:

  • Создание раннего учебного пособия Enigma предоставило пример открытого текста и его подлинного зашифрованного текста вместе с соответствующим ключом сообщения. Когда Реевски получил это в декабре 1932 года, это «сделало [его реконструкцию машины Enigma] несколько легче».
  • Повторение ключа сообщения, как описано в методе характеристик Реевского выше. (Это помогло Реевски решить проводку в Enigma в 1932 году и продолжалось до мая 1940 года.)
  • Неоднократное использование одних и тех же стереотипных выражений в сообщениях, ранний пример того, что позже Блетчли Парк назвал детские кроватки. Реевский писал, что «... полагается на тот факт, что большее количество сообщений начиналось с букв ANX - немецкий язык для« кому », за это следует количество X количество разделитель».
  • Использование легко угадываемых ключей, таких как AAA или BBB, или отслеживающие, отражающие раскладку клавиатуры Enigma, например, «три клавиши [набора текста], которые стоят рядом друг с другом [или по диагонали [друг от друга]] ] »... »В Блетчли-парке такие случаи назывались cillies. Силлис в работе четырехроторного Abwehr Enigma включал четырехбуквенные имена и немецкие нецензурные выражения. Иногда в сообщениях, состоящих из нескольких частей, оператор не вводит ключ для предыдущей части, просто оставляет роторы такими, какими они были в последней части предыдущей части.
  • Наличие только трех разных роторов для трех положений скремблера. (Это продолжалось до декабря 1938 г., когда в 1940 г. оно было увеличено до, а затем до восьми для военно-морских перевозок.)
  • Использование шести шести коммутационной панели, 14 букв не закреплены. (Это было до января 1939 года, количество отведений было увеличено, осталось лишь небольшое количество букв незашифрованными.) Конкретной сети:

    • Практика повторной передачи сообщений в идентичной или почти идентичной форме в разных зашифрованных сетях. Если сообщение было передано с использованием как низкоуровневого шифра, который Блетчли Парк взломал вручную, так и Enigma, расшифровка предоставила отличную базу для расшифровки Enigma.
    • Для машин, где было выбрано больше роторов, чем их было. были слоты для них, правило некоторых сетей оговаривало, что ни один ротор не должен находиться в том же слоте скремблера, что и в предыдущей конфигурации. Это уменьшило количество заказов на колеса, которые нужно было опробовать.
    • Запрещение повторения заказа колес в ежемесячном листе настроек. Это означало, что, когда ключи находились на регулярной основе, можно было сэкономить на преступении заказов колес.
    • Условие для операторов ВВС, что никакая буква не должна быть связана на коммутационной панели с соседним в алфавите. Это уменьшило проблему идентификации соединений коммутационной панели и было автоматизировано в некоторых бомбах с помощью устройства последовательного нокаута Стеккера (CSKO).
    • Небрежная практика, которую Джон Херивел ожидал вскоре после своего прибытия в Блетчли-Парк в январе 1940 года. Какие короткие пути он может использовать для оператора Enigma, и о том, какие короткие пути он может использовать. Он подумал, что после установки колец алфавита на предписанное значение и закрывания крышки оператор может не повернуть роторы более чем на несколько позиций при выборе первой части индикатора. Поначалу казалось, что это не так, но после изменений в мае 1940 года то, что стало известно как наконечник Херивел, оказался наиболее полезным.
    • Практика повторного использования некоторых столбцов заказов колес, настроек колец или соединений коммутационной панели за месяцы. Получившийся в результате аналитического сокращенного варианта был назван в Блетчли Парк Parkerismus в честь Рега Паркера, который благодаря тщательному ведению записей заметил это явление.
    • Повторное использование перестановки в коде METEO ВВС Германии как перестановка Стэкера Энигмы на этот день.

    Мавис Левер, член команды Дилли Нокс, вспомнила случай, когда было необычное сообщение.

    Единственная загвоздка с Enigma, конечно же, заключается в том, что если вы нажмете A, вы сможете получить любую другую букву, кроме A. Я взял это сообщение и - один так привык смотреть на вещи и принимать мгновенные решения - подумал: «Что-то пропало. Что сделал этот парень? В этом сообщении нет ни одной буквы L ». Моему парню сказали отправить фиктивное сообщение, и он только что выкурил [сигарету] и нажал нажал на клавиатуре, L. Так что это было единственное письмо, которое не вышло. У нас была самая большая кроватка, которую мы когда-либо имели, шифрование было LLLL, прямо через сообщение, и это дало нам новую проводку для колеса [ротора]. Это то, чему нас учили. Инстинктивно ищите что-то, что пошло не так, или кого-то, кто сделал что-то глупое и порвал свод правил.

    Послевоенные разборы полетов немецких специалистов по криптографии, проведенные в рамках проекта TICOM, склонны поддерживать точку зрения, что немцы были хорошо осведомлены о том, что неуправляемая Enigma теоретически разрешима, но думали, что скрытая Enigma не была решена.

    Расшифровка на основе Crib

    термин crib использовался в Bletchley Park для обозначения любого известного открытого текста или предполагаемого открытого текста в какой-то момент в зашифрованном сообщении.

    Правильная школа кода и шифрование (GCCS) до своего переезда в Блетчли-парк осознала ценность математиков и логиков для работы в командехе по взлому кода. Алан Тьюринг, математик Кембриджского университета, интересовавшийся криптологией и машинами для реализации логических операций - начал работать в GCCS на неполной ставке примерно со времен Мюнхенский кризис в 1938 году. Гордон Велчман, другой кембриджский математик, также прошел начальную подготовку в 1938 году, и они оба явились в Блетчли-парк 4 сентября 1939 года, на следующий день после того, как Великобритания объявила войну Германии.

    Большая часть польского успеха зависела от повторения в пределах индикатора. В исследовательском отделе он начал искать методы, которые не полагаются на эту слабость, поскольку они правильно предполагали, что немецкая армия и военно-воздушные силы могут следовать за немецким флотом. в улучшении своей индикаторной системы.

    Поляки использовали раннюю форму дешифрования на основе шпаргалки в те дни, когда на коммутационной панели использовалось только шесть выводов. Этот метод стал известен как метод Forty Weepy Weepy по следующей причине. Когда сообщение было продолжением предыдущим, открытый текст начинался с FORT (от Fortsetzung, что означает «продолжение»), за следовало первое время сообщения, которое дважды было заключено в скобки с буквой Y. В это время цифры были представлены буквы в верхнем ряду клавиатуры Enigma. Итак, «продолжение сообщения, отправленного в 23:30» было представлено как FORTYWEEPYYWEEPY.

    Верхний ряд клавиатуры Enigma и цифры, которые они представляли.
    QWERTZUIOP
    1234567890

    Шпаргалки были фундаментальными для британского подхода к разгадыванию ключей Enigma, но угадывать открытый текст сообщениями было делом высококвалифицированных специалистов. Итак, в 1940 году Стюарт Милнер-Барри устроил специальную комнату для кроваток в хижине 8.

    Прежде всего среди знаний, необходимых для идентификации детских кроваток, были тексты предыдущих расшифровок. Блетчли-Парк подробные указатели каждого отдельного случая, каждого отдельного отдельного случая. Для каждого сообщения анализ трафика записывал радиочастоту, дату и время перехвата и преамбулу, которая содержала дискриминант идентификации сети, время происхождения сообщения, позывной отправителя и приемные станции и установка индикатора. Это позволяло делать перекрестные ссылки нового сообщения с предыдущим. Таким образом, как писал Дерек Таунт, другой кембриджский математик-криптоаналитик, здесь особенно уместен трюизм о, что «ничто не дает такого успеха, как успех».

    Стереотипные сообщения включаются Keine besonderen Ereignisse (буквально, «нет»). особые события »- возможно, лучше перевести« не о чем сообщать »), An die Gruppe (« группа ») и число, пришедшее с метеостанций, таких как weub null seqs null null (« обзор погоды 0600 »). Фактически это было отображено как WEUBYYNULLSEQSNULLNULL. Слово WEUB было сокращением от Wetterübersicht, YY использовалось в качестве разделителя, а SEQS было обычным сокращением sechs (по-немецки «шесть»). Другой пример: фельдмаршал квартирмейстер Эрвина Роммеля начинал все свои послания своему командиру с одного и того же официального вступления.

    С сочетанием вероятного фрагмента открытого текста и того факта, что ни одно письмо не могло быть отправлено. Зашифрованный сам по себе, соответствующий фрагмент зашифрованного текста часто можно было проверить, попробовали все возможные варианты совмещения шпаргалки с зашифрованным текстом, процедура известная как перетаскивание шпаргалки. Однако это был один из проблем процесса разгадки ключа. Дерек Таунт писал, что были основные личные качества, которые требовались для криптоанализа, (1) творческим воображением, (2) хорошо развитой критической способностью и (3) привычкой к скрупулезности. Умение разгадывать кроссворды было хорошо проверено при привлечении некоторых криптоаналитиков. Это было полезно при разработке настроек коммутационной панели, когда рассматривалось возможное решение. Например, если для кроватки было слово WETTER (по-немецки «погода»), возможная расшифровка до того, как были обнаружены настройки коммутационной, была TEWWER, легко увидеть, что T и W - партнеры Stecker. Эти примеры, хотя и иллюстрируют принципы, расширяют упрощенные задачи криптоаналитиков.

    Плодотворным шпаргалок было повторное шифрование сообщений, которые ранее были расшифрованы либо с помощью ручного шифрования нижнего уровня, либо из другой сети Enigma. Это называлось поцелуем и происходило, в частности, немецкими военно-морскими сообщениями, отправляемыми в шифре верфи и повторяющимся дословно в шифре Enigma. Один немецкий агент в Великобритании, Натали Сергеев, кодовое имя Treasure, которое была обращена для работы на союзников, очень многословна в своих посланиях в Германию, которые были повторно отправлены. передается по сети Abwehr Enigma. МИ5 поддерживал ее в работе, потому что это давало шпаргалки, а не из-за ее полезности в качестве агента для передачи неверной информации в абвер.

    Иногда, когда требуется особенно острая необходимость в разгадывать ключи немецкой морской загадкой, например, когда арктический конвой собирался отбыть, мины были бы заложены RAF в определенной позиции, чья привязка к сетке в немецкой военно-морской системе не содержит каких-либо слов (как sechs или sieben), для которых иногда использовались сокращения или альтернативы. Предупреждающее сообщение о минах, а затем сообщение «все очищено» будет передаваться с помощью шифра верфи, так и по сети Подводная лодка Энигма. Этот процесс установки детской кроватки назывался садоводством.

    Хотя на самом деле сайлаки не были детскими кроватками, болтовня, которая показывает, что операторы Enigma предавались между собой, часто давала ключ к разгадке того, какие столбики они могли произвести.

    Когда захваченные немецкие операторы Enigma показали, что им было приказано шифровать числа, записывая их по буквам, не используя верхний ряд клавиатуры, Алан Тьюринг просмотрел расшифрованные сообщения и определил, что появилось слово eins («один»). в 90% сообщений. Тьюринг автоматизировал процесс шпаргалки, создаваемый Каталог Eins, который предполагал, что eins закодированы во всех позиций открытого текста. Каталог включает все возможные положения ротора для EINS с порядком колес на тот день и соединения на коммутационной панели.

    Британская бомба

    Британская бомба была электромеханическим приспособлением, разработанным Аланом Тьюрингом вскоре после его прибытия в Блетчли-парк. в сентябре 1939 года. Гарольд «Док» Кин из British Tabulating Machine Company (BTM) в Летчворте (35 километров (22 миль) от Блетчли) был инженер, превративший идеи Тьюринга в рабочую машину под кодовым названием CANTAB. Спецификация Тьюринга развивала людей bomba kryptologiczna, но была гораздо более общей дешифровки на основе шпаргалки.

    Бомба помогла определить порядок колес, начальное положение сердечников ротора и партнера по заданной букве. Это было достигнуто путем изучения всех 17 57 применяемых методов набора для сравнения шпаргалки и зашифрованного текста, чтобы исключить возможности, которые противоречили стандартным характеристикам Enigma. По словам Гордона Велчмана, «задача бомбы заключалась в том, чтобы просто уменьшить допущения о порядке колес и положениях скремблеров, которые требовали« дальнейшего анализа », до приемлемого числа».

    Работающая восстановленная бомба сейчас находится в Национальный Музей вычислительной техники в Блетчли-парке. Каждый из вращающихся барабанов имитирует действие ротора Enigma. Есть 36 эквивалентов Enigma и правом конце среднего ряда три индикаторных барабанчика.

    Съемные барабаны на передней части бомбы были подключены идентично соединения, выполненными различными роторами Enigma. Однако, входные и выходные контакты для левой и правой сторонних отдельных машин, используются 104 между каждым барабаном и остальной частью машины. Это соединить набор скремблеров последовательно с помощью 26-жильного кабеля. Электрические соединения между проводкой вращающихся барабанов и задней коммутационной панелью осуществлялись с помощью металлических щеток. Когда бомба обнаруживала позицию скремблера без каких-либо противоречий, она останавливалась, и оператор отмечал перед ее перезапуском.

    Хотя Велчману было исследовано изучить трафик Enigma позывные и дискриминанты, он знал от Тьюринга о конструкции бомбы и в начале 1940 года, еще до того, как была доставлена ​​предсерийная бомба, он показал ему идею повысить его эффективность. Он использовал взаимность подключений коммутационной панели, чтобы значительно сократить количество настроек скремблера, которые было необходимо рассмотреть в дальнейшем. Это стало известно как диагональная доска, и она с большим успехом использовалась во всех бомбах.

    Криптоаналитик подготовил бы кроватку для сравнения с зашифрованным текстом. Это была сложная и изощренная задача, над которой позже американцы справились. Как и в случае с детской кроваткой, необходимо принять решение о том, какой из использованных заказов колес можно было бы опустить. Банбуризмус Тьюринга был использован для создания этой крупной экономики. Затем криптоаналитикующий меню, указываемые соединительные кабели коммутационных панелей на задней панели машины, а также конкретная буква, для которой был разыскан партнер по Stecker. Меню отражало отношения между буквами шпаргалки и зашифрованным текстом. Некоторые из них образовывали петли (или замыкания, как их называл Тьюринг) аналогично циклам, которые использовали поляки.

    Взаимный характер коммутационной панели означал, что ни одна буква не могла быть связями более чем с одной другой буквой. Разъявло противоречие между буквами, которые, очевидно, являлись соглашением Стикера, с буквой в меню, бомба обнаруживала это и двигалась дальше. Однако, если это произошло с буквой, не входившая в меню могла произойти ложная остановка. Уточняя набор остановок для дальнейшего изучения, криптоаналитик устраняет обнаружение, существее такое противоречие. Другие соединения коммутационной панели и настройки колец алфавита будут отработаны до, как положения скремблера будут опробованы на машинех Typex, которые были адаптированы для имитации Enigmas. Все только остановленные остановки будут правильно расшифровывать шпаргалку, но истинная остановка даст правильный текст всего сообщения.

    Чтобы не тратить скудное время бомбы на меню, может вызвать чрезмерное количеству ложных остановок, Тьюринг выполнил длительный вероятностный анализ (без каких-либо электронных средств) предполагаемого количества остановок на каждый порядок ротора. В качестве стандартной практики было принято использовать только меню, которые, по расчетам, не более четырех остановок на один порядок колеса. Это позволяет использовать кроватку из 8 букв для меню с 3 закрытием, кроватку из 11 для меню с 2 закрытием и кроватку из 14 букв для меню только с одним закрытием. Если не было закрытия, в кроватке требовалось не менее 16 букв. Однако чем длиннее люлька, тем больше вероятность того, что произойдет переворот среднего ротора.

    Серийная модель 3-роторной бомбы содержала 36 скремблеров, расположенных в трех рядах по двенадцать. Каждый банк использовался для разного порядка колес путем установки в него барабанов, соответствующим тестируемым роторам Enigma. Первая бомба получила название Victory и была доставлена ​​в Блетчли-парк 18 марта 1940 года. Следующая бомба с диагональной доской была доставлена ​​8 августа 1940 года. Ее называли паучьей бомбой и назвали Agnus Dei, которая вскоре стала Агнес, а затем Агги. Производство британских бомб поначалу шло относительно медленно: в июне 1941 года использовалось всего пять бомб, 15 - к концу года, 30 - к сентябрю 1942 года, 49 - к январю 1943 года, но в итоге 210 - к концу войны.

    Усовершенствованием, которое было разработано для использования в сообщениях из тех сетей, которые запрещают подключение соединительной панели (Stecker) соседних букв, было последовательное отключение Stecker. Это было приспособлено к 40 бомбам и привело к значительному сокращению ложных остановок.

    Первоначально бомбы эксплуатировались бывшими военнослужащими БТМ, но в марте 1941 г. появился первый отряд членов Королевской военно-морской службы женщин. (известный как Ренс) прибыл в Блетчли-парк, чтобы стать операторами бомб. К 1945 году бомбы эксплуатировали около 2000 Ренов. Из-за риска бомбардировки относительно немного бомб было обнаружено в Блетчли-парке. Две самые большие станции находились в Исткоте (около 110 бомб и 800 крапивов) и Стэнморе (около 50 бомб и 500 крапивов). Были также заброшенные станции в Уэйвендоне, Адстоке и Гейхерсте. Связь с Блетчли-парком осуществлялась по телетайпу .

    Когда германский флот начал использовать 4-роторные Энигмы, в Летчворте было произведено около шестидесяти 4-роторных бомб, некоторые с помощью Главпочтамта. 4-роторные бомбы, изготовленные NCR, ВМС США, были очень быстрыми и наиболее успешными. Они широко использовались Bletchley Park по каналам телетайпа (с использованием Combined Cipher Machine ) к OP-20-G как для 3-роторных, так и для 4-роторных работ.

    Enigma Люфтваффе

    Хотя немецкая армия, СС, полиция и железная дорога использовали Enigma с помощью процедур, именно Люфтваффе (ВВС) были первым и наиболее плодотворным методом разведывательной информации Ультра во время войны.. Сообщения были расшифрованы в Хижине 6 в Блетчли-развед парка и превращены в отчеты в Хижине 3. Сеть под кодовым названием «Красный» в Блетчли-парке регулярно и быстро взламывалась с 22 мая 1940 года до конца боевых действий. Действительно, подразделение ВВС Хижины 3 ожидало, что новые дневные настройки Энигмы будут установлены в Хижине 6 ко времени завтрака. Относительная простота решения этой сети была множественных шпаргалок и частых немецких ошибок. Шеф Люфтваффе Герман Геринг, как известно, использовал его для тривиальной связи, в том числе для информирования командиров эскадрильи, чтобы убедиться, что пилоты, он собирался украшать, были должным образом обмануты. Такие сообщения стали известны сотрудникам Блетчли-парка как «шутки Геринга».

    Abwehr Enigma

    Enigma Model G, использовавшаяся абвером. У него было три обычных ротора и вращающийся отражатель, несколько выемок на кольцах ротора, но не было коммутационной панели.

    Последним крупным криптоаналитическим успехом Дилли Нокса перед его безвременной кончиной в феврале 1943 года было решение в 1941 году Абвер Энигма. Перехваты трафика, которые использовали последовательность из 8 букв перед обычными из 5 букв, привели к тому, что использовалась 4-роторная машина. Правильно было предположение, что индикатор представляет собой дважды зашифрованный четырехбуквенный ключ сообщения. Сама машина была похожа на модель G Enigma, с тремя обычными роторами, но не имела платы разъемов. Принципиальным отличием от модели G было то, что она была оснащена отражателем, который выдвигался шаговым механизмом после того, как он был вручную установлен в исходное положение (во всех других вариантах отражатель был фиксированным). Сбор набора зашифрованных ключей сообщений для определенного дня позволяет собирать циклы (или коробки, как их называл Нокс) аналогично методу, используемому поляками в 1930-х годах.

    Нокс смог вывести, используя его застегивания, часть проводки ротора, который был загружен в быстром положении в тот день. Постепенно ему удалось вывести проводку всех трех роторов. Как только это было сделано, он смог провести проводку рефлектора. Установка индикатора для этого дня была достигнута с помощью трудоемкой процедуры установки стержней Knox. Это потребовало большого количества проб и ошибок, воображения и навыки разгадывания кроссвордов, но помогли cillies.

    Абвер был разведывательной и контрразведывательной службой германского верховного командования. Шпионы, которые он разместил во вражеских странах, использовали для своих передач шифр более низкого уровня (который был взломан секцией Оливера Стрейчи в Блетчли-Парк). Сообщается, что повторно передавалось сообщение через внутренние сети Enigma Абвера, что давало наилучшую возможную базу для расшифровки настроек индикатора дня. Перехват и анализ сообщений Абвера приводит к замечательному положению дел, которое позволяет MI5 дать категорическую уверенность в том, что все немецкие шпионы в Великобритании контролируются как двойные агенты, работающие на союзников в рамках двойного креста. Система.

    German Army Enigma

    Летом 1940 года, после франко-германского перемирия, большая часть трафика Army Enigma передвигалась по наземным линиям связи, а не по радио, и поэтому Блетчли был недоступен. Парк. Воздушная Битва за Британию имеет решающее значение, поэтому неудивительно, что ограниченные ресурсы сконцентрировались на движении Люфтваффе и Абвера. Лишь в начале 1941 года были сделаны первые прорывы в движении немецкой армии Enigma, и только весной 1942 года они были надежно сломаны, хотя часто и с некоторой задержкой. Неясно, усложнили немецкие операторы Enigma расшифровку, сделав меньше ошибок.

    German Naval Enigma

    Немецкий флот использовал Enigma так же, как немецкая армия и авиация до 1 мая 1937 года, когда они перешли на совершенно иную систему. Здесь использовался тот же вид настроек, но, что важно, он включал заземляющий ключ на период двух, а иногда и трех дней. Настройка сообщения была скрыта в индикаторе путем выбора триграммы из книги (Kenngruppenbuch или K-Book) и выполнения для нее подстановки биграмм. Это победило поляков, хотя они подозревали некую подмену биграмм.

    Порядок действий оператора морской отправки был следующим. Сначала они выбрали триграмму из K-Book, скажем, YLA. Затем они просмотрели соответствующие столбцы K-Book, выбрали другую триграмму, например YVT, и написали ее в полях вверху формы сообщения:

    .YVT
    YLA.

    Затем они заполнили «точки» любыми буквами, давая скажем:

    QYVT
    YLAG

    Наконец, они просмотрели вертикальные пары букв в таблицах биграмм

    QY → UB YL → LK VA → RS TG → PW

    и записали полученные пары, UB, LK, RS и PW, которые были переданы в виде двух четырехбуквенных групп в начале и в конце зашифрованного сообщения. Принимающий оператор выполнил обратную процедуру, чтобы получить ключ сообщения для настройки своих роторов Enigma.

    Помимо того, что эти процедуры Кригсмарине были гораздо более безопасными, чем в немецкой армии и военно-воздушных силах, в начале 1940 года германский флот Enigma представил еще три ротора (VI, VII и VIII). роторы из восьми означают, что всего 336 возможных перестановок роторов и их положений.

    Алан Тьюринг решил взять на себя ответственность за немецкую военно-морскую Enigma, потому что «никто больше ничего не делал с этим, и я мог получить это себе». Он основал Хижину 8 с Питером Твинном и двумя «девушками». Тьюринг использовал индикаторы и настройки сообщений для трафика с 1 по 8 мая 1937 года, которые разработали поляки, а также некоторые очень элегантные выводы для диагностики всей системы индикаторов. После того, как сообщения были расшифрованы, они были переведены для передачи в Адмиралтейство в Хижине 4.

    3-винтовая Enigma ВМФ Германии

    Первый перерыв в движении военного времени произошел в декабре 1939 года в сигналы, которые был перехвачен в ноябре 1938 года, когда использовались только три ротора и шесть выводов коммутационной панели. В нем использовались детские кроватки «Сорок слюнявых».

    Пленный немецкий Funkmaat («радист») по имени Мейер сообщил, что цифры теперь записываются как слова. EINS, немецкий «один» присутствовал примерно в 90% подлинных сообщений ВМФ Германии. Был составлен каталог EINS, состоящий из шифрования EINS для всех 105 456 настроек ротора. Они сравнивались с зашифрованным текстом, и когда совпадения были найдены, около четверти из них дали правильный открытый текст. Позже этот процесс был автоматизирован в отделении мистера Фриборна с использованием оборудования Hollerith. Когда был известен основной ключ, эта процедура EINS могла дать три биграммы для таблиц, которые затем были постепенно собраны.

    Для дальнейшего прогресса потребовалось больше информации от немецких пользователей Enigma. Это было достигнуто за счет серии защемлений, захвата частей Enigma и кодовых книг. Первый из них произошел 12 февраля 1940 года, когда роторы VI и VII, чья электропроводка в то время была неизвестна, были захвачены с немецкой подводной лодки U-33 тральщиком HMS Gleaner.

    26 апреля 1940 г. направлявшийся в Нарвик немецкий патрульный катер VP2623, замаскированный под голландский траулер Polares, был захвачен HMS Griffin. Это дало руководство по эксплуатации, таблицы кодов и записи некоторых передач, которые обеспечили полные шпаргалки. Это подтвердило, что выводы Тьюринга о процессе триграммы / биграммы были правильными и позволили сломать в общей сложности шестидневные сообщения, в последнем из которых использовалась первая из бомб. Однако многочисленные возможные последовательности ротора вместе с нехваткой пригодных для использования шпаргалок сделали методы, используемые против сообщений Enigma сухопутных войск и ВВС США, очень ограниченными по отношению к сообщениям ВМФ.

    В конце 1939 года Тьюринг расширил метод часов, изобретенный польским криптоаналитиком Ежи Ружицким. Метод Тьюринга стал известен как «Banburismus ». Тьюринг сказал, что на этом этапе «я не был уверен, что это сработает на практике, и не был в действительности, пока несколько дней не сломались». Banburismus использовал большие карточки, напечатанные в Banbury (отсюда и название Banburismus), построй корреляции Такая практика позволяет сэкономить время на бомбу и позволяет атаковать большее количество сообщений., и статистическую систему подсчета очков для определения вероятных порядков ротора (Walzenlage), которые будут опробованы на бомбах. Знание биграмм было необходимо для банбуризма, и для построения таблиц потребовалось отсутствие видимого прогресса к тому же Фрэнк Берч, глава Военно-морского отдела, 21 августа 1940 годанаписал Эдварду Трэвису, заместитель директора Блетчли-парка:

    "Меня беспокоит Морская загадка. Я давно волновался, но не любил говорить об этом... Тьюринг и Твинн похожи на людей, ожидающих чуда, не верящих в чудеса... "

    Схемы для захвата материала Enigma были задуманы, в том числе, в сентябре 1940 г. года Операция Безжалостный лейтенантом-коммандером Яном Флемингом (автором романов Джеймса Бонда ), Берч сказал Флемингу, что «Тьюринг и Твинн пришли ко мне, как гробовщики, обманувшие красивого трупа... »

    Значительный прогресс был достигнут операции« Клеймор, спецназ на Лофотенские острова 4 марта 1941 года. Немецкий вооруженный траулер Кребс был захвачен, включая полные ключи Enigma за февраль, но не было таблиц биграмм или K-book. Т.е. материала было достаточно для реконструировать таблицы биграмм с помощью «EINS-ing», и

    Banburismus стал полезным. Хижина 8 была расширена и переведена на круглос. уточную работу нг, оборудована детская кроватка. История Banburismus в течение следующих лет была рассказом об улучшении методов, за получение достаточного количества персонала и о неуклонном росте относительной и абсолютной важности приманки, поскольку увеличивающееся количество бомб ускоряло работу колыбелей. В этот период ценными были и другие "щипки", такие как немецкие метеорологические корабли München и Lauenburg и подводные лодки U-110 и U-559.

    Несмотря на введение 4-роторной Enigma для подводных лодок Atlantic, анализ трафика, зашифрованного с помощью 3-винтовой Enigma, оказалась огромной ценностью для военно-морских сил союзников. Banburismus использовался до июля 1943 года, когда стало более эффективно использовать намного больше доступных бомб.

    M4 (4-роторная Enigma ВМС Германии)

    4-винтовая машина Enigma (M4) В ГерманииМФ, которая была представлена ​​для движения подводных лодок 1 февраля 1942 г.

    1 февраля 1942 г. сообщения Enigma на подводные лодки Атлантики и обратно, которые Блетчли-Парк назвал «Акула», стали значительно отличаться от остального трафика, который они назвали «Дельфином».

    Это произошло из-за новой версии Enigma, введена в эксплуатацию. Это было развитие модели сенным отражателем на тонкий ротор и замененный тонкий отражатель. В итоге появилось два ротора с четвертойицией, которые назывались Beta и Gamma, и два тонких отражателя, Bruno и Caesar, которые можно было использовать в любых комбинациях. Эти роторы не выдвигались ротором справа от них, как роторы с I по VIII.

    Введение четвертого ротора не застало Блетчли-парк врасплох, потому что захваченный материал, датированный январем 1941 года, упоминал его адаптацию 3-роторной машины с Четвертое колесо ротора должно быть отражателем. Действительно, из-за ошибок оператора проводка нового четвертого ротора уже была проработана.

    Эту серьезную проблему нельзя было решить с помощью методов и ресурсов по ряду причин.

    1. Работа над шифром Акулы должна быть независимой от продолжающейся работы над сообщениями в шифре Дельфин.
    2. Решение ключей Акулы на трехроторных бомбах заняло бы от 50 до 100 раз больше времени, чем обычная работа в ВВС или армии.
    3. Подводные лодки в то время были крайне плохими.

    Кажется, что эффективные, быстрые, 4-роторные бомбы были легким способом продвижения вперед. Это была огромная проблема и доставила много хлопот. Работу над высокоскоростной машиной начал Винн-Уильямс из TRE в конце 1941 года, и примерно девять месяцев спустя Гарольд Кин из BTM начал работать независимо. В начале 1942 года Блетчли-Парк был далек от того, чтобы иметь какой-либо высокоскоростной механизм.

    В конце концов, после долгого периода невозможности расшифровать сообщения подводных лодок, был найден шпаргалок. Это был Kurzsignale (короткие сигналы), код, который немецкий флот использовал для минимизации продолжительности передачи, тем самым снижая риск обнаружения высокочастотными методами пеленгации. Сообщения были длиной всего 22 символа и использовались для сообщений о обнаружении преступников союзников. Копия кодовой книги была снята с U-110 9 мая 1941 года. Подобная система кодирования использовалась для сводок погоды с подводных лодок, Wetterkurzschlüssel (Краткая кодовая книга погоды). Копия этого была снята с U-559 29 или 30 октября 1942 года. Эти короткие сигналы использовались для расшифровки сообщений 3-роторной Enigma, и было обнаружено, что новый ротор имеет нейтральное положение в нем и соответствующем ему отражатель вели себя как трехроторный отражатель Enigma. Это позволяет расшифровать сообщения, зашифрованные в этой нейтральной позиции, с помощью трехроторной машины, а значит, и с помощью стандартной бомбы. Расшифрованные сигналы послужили хорошим инструментом для меню бомбы для Shark. Регулярная расшифровка движения подводных лодок возобновилась в декабре 1942 года.

    Итальянская военно-морская Enigma

    В 1940 году Дилли Нокс хотел установить, использовать ли итальянские военно-морские силы ту же систему, которую он взломал во время Гражданская война в Испании; он проинструктировал своих помощников использовать роддинг, чтобы увидеть, работает ли шпаргалка PERX (поскольку на итальянском означает «для» и X используется для обозначения пробела между словами) для первой части сообщения. Через три месяца успеха не было, но Мавис Левер, 19-летняя студентка, обнаружила, что роддинг дает PERS для первых четырех букв одного сообщения. Затем она (вопреки приказу) попыталась выйти за рамки этого и получила ПЕРСОНАЛ (по-итальянски «личное»). Это подтвердило, что итальянцы действительно использовали те же машины и процедуры.

    Последующий взлом итальянских военно-морских шифровальщиков Enigma привел к существенным успехам союзников. Взлом шифра был замаскирован путем отправки самолета-разведчика в известном местоположении военного корабля его атакой, так что итальянцы предположили, что именно так они были обнаружены. Победе Королевского флота в битве при мысе Матапан в марте 1941 года в степени итальянской степени способствовали разведывательные данные Ультра, полученные по сигнамской военно-морской Энигмы.

    Американские бомбы

    В отличие от ситуации в Блетчли-парке, у вооруженных сил США не было единой криптоаналитической службы. Как сообщается, сообщается, что Германия и ее союзники сообщают, что сообщают, что сообщают, что сообщают, что сообщают, что сообщают, что сообщают, что сообщают, что сообщают, что сообщают, что сообщают, что они сообщают, что сообщают, что сообщают, что сообщают, что сообщают, что сообщают, что сообщают, что они нарушают правила. Американские американские бомбы использовались для взаимной выгоды, чтобы установить доверительные отношения между криптоаналитиками, их начальству потребовалось время.

    В феврале 1941 года капитан Авраам Синков и лейтенант Лео Розен из армии США, а также лейтенанты Роберт Уикс и Карриер из Пресли ВМС США прибыли в Блетчли-парк., принося, среди прочего, копию «Purple» шифровальной машины для японской секции Блетчли-Парка в Хижине 7. Все четверо вернулись в Америку через десять недель с военно-морским радиопеленгатором и множеством документов, в том числе «бумажной Энигмой».

    Основным американским ответом на 4-роторную Энигму была бомба ВМС США, которая производилась на менее значительно ограниченных производственных мощностях, чем в Великобритании во время войны. Полковник Джон Тилтман, который позже стал заместителем директора в Блетчли-парке, посетил офис криптоанализа ВМС США (OP-20-G) в апреле 1942 года и признал жизненно важный интерес Америки к расшифровке трафика подводных лодок. Срочная необходимость, сомнения относительно загруженности британских инженеров и медленный прогресс побудили США приступить к исследованию проектов бомбы для ВМФ на основе полных чертежей и полученных лейтенантами ВМС США Робертом Эли и Джозефом Эксингусом в Блетчли-Парк в июле 1942 г. года. 3 сентября 1942 года было запрошено финансирование в размере 2 миллионов долларов на развитие флота, которое было одобрено на следующий день.

    Бомба ВМС США. Он содержал 16 четырехвинтовых эквивалентов Enigma и был намного быстрее, чем британская бомба.

    Командир Эдвард Трэвис, заместитель директора и Фрэнк Берч, глава германской военно-морской секции из Блетчли-парка в Вашингтон в Сентябрь 1942 года. Вместе с Карлом Фредериком Холденом, директором по военно-морской связи США, они заключили 2 октября 1942 года Великобритания, соглашение: США, которое может иметь «более сильные претензии, чем BRUSA, на то, чтобы быть предшественником Соглашения UKUSA, «являющимся первым соглашением», устанавливающим особые отношения Sigint между странами », и« оно установило образец для UKUSA, в том числе. в альянсе ". Он установил отношения« полное сотрудничество »между Bletchley Park и OP-20-G.

    Было рассмотрено полностью электронное решение проблемы быстрой бомбы, но было отклонено по прагматическим причинам, и контракт был подписан с Национальной кассовой корпорацией (NCR) в Дейтоне, Огайо. Так была создана Лаборатория вычислительных машин ВМС США. Инженерными разработками руководил Джозеф Деш NCR, блестящий изобретатель и инженер. счетными устройствами.

    Алан Тьюринг, который написал меморандум для OP-20-G (вероятно, в 1941 году), был командирован в британскую штабную миссию в Вашингтоне в декабре 1942 года. из-за его исключительно обширных знаний о бомбах и способах их применения. Его попросили взглянуть на бомбы, которые производились NCR, и на безопасность определенного оборудования для шифрования речи, разработанного Bell Labs. Он посетил OP-20-G и 21 декабря отправился в NCR в Дейтоне. Он смог показать, что нет необходимости строить 336, по одной для каждого возможного порядка ротора, используя такие методы, как Banburismus. Первоначальный заказ был уменьшен до 96 машин.

    В бомбах ВМС США использовались барабаны для роторов Энигмы почти так же, как и в британских бомбах, но они были намного быстрее. Первая машина была закончена и испытана 3 мая 1943 года. Вскоре эти бомбы стали более доступными, чем британские бомбы в Блетчли-парке и его окраинах, как следствие, они были использованы для работы в Хижине 6, а также в Хижине 8. Всего было произведено 121 бомба ВМФ. В своей «Криптографической истории работы над немецкой военно-морской загадкой» Александр написал следующее.

    Когда американцы начали массово выпускать бомбы, происходил постоянный обмен сигналами - шпаргалки, ключи, тексты сообщений, криптографический чат и так далее. Все это происходило за счет того, что кабель был впервые зашифрован на объединенной англо-американской шифровальной машине C.C.M. Большая часть оперативно-оперативных систем связи необходима, и были достигнуты высокие стандарты в этом отношении; аварийный приоритетный сигнал, состоящий из длинной кроватки с кроваткой и сообщениями, исполняемого в качестве защиты от коррупции, занимает менее часа с момента начала записи в Хижине 8 до завершения его расшифровки в соч. 20 G. В результате мы смогли использовать Op. Бомбы 20 G почти так же удобно, как если бы они находились на одной из наших окраин в 20 или 30 милях от нас.

    Армия США также произвела версию бомбы. Физически он сильно отличался от бомб ВМС Великобритании и США. Контракт был подписан с Bell Labs 30 сентября 1942 года. Машина была исправлена ​​для анализа движения с тремя четырьмя винтами. В нем не использовались барабаны для представления роторов Enigma, вместо этого использовались реле телефонного типа. Однако он мог решить одну проблему, которую не могли решить бомбы с барабанами. Набор из десяти бомб состоял из 144 эквивалентов Enigma, каждая из которых была установлена ​​на стойке длиной примерно 7 футов (2,1 м), высотой 8 футов (2,4 м) и шириной 6 дюймов (150 мм). Было 12 станций управления, которые могли назначить любые из эквивалентов Enigma в желаемую конфигурацию с помощью коммутационных панелей. Изменение порядка ротора не требовало механического процесса смены барабанов, но происходило примерно за полминуты с помощью кнопок. Обгон с тремя винтами занял около 10 минут.

    Подозрения со стороны Германии

    Немецкий флот был не обращен тем, что Enigma может быть взломана. Основные расписания были напечатаны водорастворимыми красками, поэтому их нельзя было спасти. Военно-морской флот следил за тем, что делали его операторы, и наказывали их за ошибки, которые могли скомпрометировать шифр. Военно-морской флот минимизировал его уязвимость. Например, машины Enigma не перевозились на кораблях, которые могли быть захвачены или сели на мель. Когда корабли были потеряны при обстоятельствах, когда их можно было спасти, немцы расследование. После расследования некоторых в 1940 году Германия изменила некоторые индикаторы сообщений.

    В апреле 1940 года британцы потопили восемь немецких эсминцев в Норвегии. Немцы пришли к выводу, что маловероятно, что британцы читали Enigma.

    В мае 1941 года британцы расшифровали некоторые сообщения, в которых сообщалось местонахождение некоторых кораблей снабжения для линкора Бисмарк и крейсер Prinz Eugen. В рамках торговой операции Operation Rheinübung немцы выделили пять танкеров, два корабля снабжения и два разведчика для поддержки военных кораблей. После того, как «Бисмарк» был потоплен, британцы направили свои силы на потопление поддерживающих кораблей Белхен, Эссо Гамбург, Эгерланд и некоторые другие. Адмиралтейство специально не нацеливалось на танкер «Гедания» и разведчика Гонценхейма, полагаясь, что потопление такого количества кораблей в течение одной недели укажет Германии на то, что Великобритания читает «Энигму». Однако случайно британские войска нашли эти два корабля и потопили их. Немцы провели расследование, но пришли к выводу, что Enigma не была взломана ни захватами, ни криптоанализом методом грубой силы. Тем не менее немцы предприняли некоторые шаги, чтобы сделать Enigma более защищенной. Координаты координатной сетки (закодированные широта и долгота) были замаскированы с помощью таблиц орграфов и числового смещения ущерба. Подводным лодкам была предоставлена ​​собственная сеть Triton, чтобы свести к минимуму вероятность криптоаналитической атаки.

    В августе 1941 года англичане захватили U-570. Немцы пришли к выводу, что команда уничтожила важные документы, поэтому шифр был в безопасности. Даже если бы британцы захватили материалы в целости и сохранности и могли читать «Энигму», британцы потеряли бы эту способность, когда ключи сменились 1 ноября.

    Хотя Германия понимает ее волчьих стай, она не приписывала эту способность этой способности читать трафик Enigma. Вместо этого Дёниц думал, что Великобритания использует радар и пеленгатор. Кригсмарине продолжала увеличивать количество сетей, чтобы избежать атак наложения на Enigma. В начале 1943 года у Кригсмарине было 13 сетей.

    Кригсмарине также улучшила «Энигму». 1 февраля 1942 года он начал использовать четырехроторную Enigma. Повышенная безопасность означала, что у конвоев больше не было столько информации о местонахождении волчьих стай, и поэтому они были менее способны избегать районов, где они будут атакованы. Повышенный успех атак волчьей стаи после усиления шифрования мог дать немцам ключ к разгадке того, что предыдущие коды Enigma были взломаны. Однако этого признания не произошло, потому что в то же время изменились другие вещи, Соединенные Штаты вступили в войну, и Дёниц послал подводные лодки совершить набег на восточное побережье США, где было много легких целей.

    В В начале 1943 года Дёниц волновался, что союзники читают Enigma. Собственный германский криптоанализ сообщений союзников показал удивительную точность оценок размеров волчьей стаи. Однако был сделан вывод, что источником радиопеленгации была пеленгация союзников. Немцы также обнаружили резонаторный магнетрон сбитого британского бомбардировщика. Был сделан вывод, что Enigma безопасна. Немцы все еще были подозрительны, поэтому каждая подводная лодка получила свою собственную ключевую сеть в июне 1944 года.

    К 1945 году почти все немецкие перевозки Enigma (военные вермахта; включая Heer, Kriegsmarine и Люфтваффе; и немецкие службы разведки и безопасности, такие как Абвер, СД и т. д.) можно было расшифровать в течение дня или двух, но немцы оставались уверенными в его безопасности. Они открыто обсуждали свои планы и передвижения, передавая союзникам огромное количество информации, не вся из которой использовалась эффективно. Например, действия Роммеля на Кассеринском перевале были явно предсказаны в расшифрованном трафике Enigma, но эта информация не была должным образом оценена американцами.

    После войны Allied TICOM Проектные группы обнаружили и задержали значительное количество немецких специалистов по криптографии. Среди изученных вещей было то, что, по крайней мере, немецкие криптографы очень хорошо понимали, что сообщения Enigma могут быть прочитаны; они знали, что Enigma небезупречна. Они просто не могли себе представить, чтобы кто-то приложил огромные усилия. Когда персонал Абвера, работавший над криптографией Fish и российским трафиком, был интернирован в Rosenheim примерно в мае 1945 года, они совсем не удивились тому, что Enigma взломана, а только тому, что кто-то собрал все ресурсы вовремя, чтобы действительно это сделать. Адмирал Дёниц был проинформирован о том, что криптоаналитическая атака была наименее вероятной из всех проблем безопасности.

    Со времен Второй мировой войны

    Современные компьютеры можно использовать для решения Enigma, используя разнообразные техники. Были также проекты по расшифровке некоторых оставшихся сообщений с использованием распределенных вычислений. Стефан Кра возглавил попытку в Германии взломать три сообщения, перехваченных в 1942 году HMS Hurricane ; эти сообщения были опубликованы Ральфом Эрскином в письме Cryptologia в 1995 году. Два из этих сообщений были взломаны в 2006 году, а последнее сообщение было расшифровано в 2013 году. По состоянию на январь 2018 года проект Enigma @ home работает над сообщением Enigma M4 Nachricht P1030680, которое было отправлено с U-534 1 мая 1945 г.

    См. также

    Ссылки и примечания

    Библиография

    Внешние ссылки

Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: mail@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте