Войти
Джон Уильям Джеймисон Херивел (29 августа 1918 - 18 января 2011) был британским историком науки и бывший Второй мировой войны взломщик кода в Блетчли Парк.
Как взломщик кода, связанный с Криптоанализом Энигмы, Херивел запомнился главным образом за открытие из того, что вскоре было названо наконечником Herivel или Herivelismus . Геривелизм состоял из идеи, наконечника Геривеля и метода определения того, применяется ли он с помощью квадрата Геривеля. Он был основан на понимании Херивелем привычек немецких операторов шифровальной машины Enigma, что позволило Блетчли Парку легко вывести часть ежедневного ключа. В течение короткого, но критического периода после мая 1940 г. подсказка Геривеля в сочетании с «cillies » (другой класс ошибок оператора) была основным методом, использованным для решения Enigma.
После войны Херивел стал академиком, изучая историю и философию науки в Королевском университете Белфаста, в частности Исаак Ньютон, Жозеф Фурье, Христиан Гюйгенс. На пенсии он написал автобиографический отчет о своей работе в Блетчли-парке под названием Herivelismus and the German Military Enigma.
Джон Херивел родился в Белфасте и учился в методистском колледже Белфаста с 1924 по 1936 год. В 1937 году ему была присуждена стипендия Китченера на изучение математики в Колледж Сидни Сассекс, Кембридж, где его руководителем был Гордон Велчман. Велчман завербовал Херивела в Правительственную школу кодов и шифров (GCCS) в Блетчли-Парк. Велчман работал с Аланом Тьюрингом во вновь сформированном разделе Hut 6, созданном для решения загадки армии и ВВС. Херивел, которому тогда был 21 год, прибыл в Блетчли 29 января 1940 года, и его проинформировали об Enigma Алан Тьюринг и Тони Кендрик.
Военная машина Enigma. В то время, когда Херивел начал работу в Блетчли-Парке, Хижина 6 имела лишь ограниченный успех с сообщениями, зашифрованными Энигмой, в основном из Люфтваффе сети Энигмы, известной как «Красный». Он работал вместе с Дэвидом Рисом, другим математиком из Кембриджа, нанятым Велчманом, в соседней школе Элмерса, тестируя возможные решения и разрабатывая настройки коммутационной панели. Однако процесс шел медленно, Херивел был полон решимости найти способ улучшить их атаку, и он проводил вечера, пытаясь придумать способы сделать это.
Перехваченные сообщения с кодом Морзе был зашифрован немецкой Enigma, электромеханической роторной шифровальной машиной, в которой реализован полиалфавитный шифр. Основная модель, использовавшаяся в 1940 году, имела три ротора, которые прокладывали электрический путь от клавиатуры к ламповой панели. При нажатии клавиши загоралась одна лампа и крайний правый ротор перемещался на одну букву. Это изменило электрический путь, так что при повторном нажатии той же клавиши загоралась другая буква. В одном из 26 положений выемка на крайнем правом роторе зацепляется со средним ротором, так что два ротора продвигаются вместе, и аналогично средний ротор зацепляется с крайним левым ротором, давая очень долгий период времени до начала последовательности. повторяется (26 × 26 × 26 = 17 576). Кольцо на роторе, которое содержало выемку и таким образом заставляло следующий ротор двигаться вперед, могло быть установлено в любое из 26 положений. Три ротора были выбраны из пяти, что дало 60 различных способов установки роторов в машине. Однако, поскольку немцы установили правило, что ни один ротор не должен находиться в одном и том же положении в последующие дни, если роторы предыдущих дней и их положения были известны, это число было уменьшено до 32.
Машина Enigma работала. соответственно, так что идентичная машина с идентичными настройками при подаче зашифрованных букв показывала бы расшифрованные буквы на ламповой доске. В Хижине 6 были машины-копии Enigma, которые логически были идентичны машинам, которые использовали немцы. Для расшифровки перехваченных сообщений требовалось, чтобы были известны выбор роторов, настройки кольца и соединения коммутационной панели. В это время первые три буквы прелюдии к сообщению использовались как индикатор , чтобы сообщить принимающему оператору буквы, которые должны появиться в окнах для этого конкретного сообщения.
Два ротора Enigma с электрическими контактами, ступенчатый храповик (слева) и выемка (на правом роторе напротив буквы D).Херивел догадался в феврале 1940 года, что некоторые ленивые немецкие клерки кодов могут выдать Enigma's параметры звонка (Ringstellung) в их первом сообщении дня. Если бы было несколько ленивых клерков, первое сообщение Grundstellungs не было бы случайным, а было бы сгруппировано вокруг Ringstellung. Проницательность стала известна как подсказка Геривеля. Она не была нужна в то время, потому что Люфтваффе дважды шифровало свои ключи сообщений, поэтому можно было использовать такие методы, как листы Зыгальского. В мае 1940 года немцы прекратили использование дважды зашифрованных ключей. Другие методы стали неэффективными, начал Блетчли-Парк Усин g Совет Херивеля, чтобы прервать движение Люфтваффе. Он оставался основным методом до тех пор, пока в августе 1940 года не была поставлена бомба.
Были изменены роторы и расположение кольца, содержащего выемку. повседневная. Настройки были определены в кодовой книге, которая была общей для всех операторов в этой сети. В начале каждого дня, до того, как какие-либо сообщения были отправлены или получены, операторы Enigma реализовали дневной выбор ротора и настройки кольца. Выбрав три ротора, они отрегулировали настройки колец. Это можно было сделать до того, как роторы будут установлены на их оси или после того, как они были вставлены в машину. Было возможно регулировать настройки колец нагруженных роторов, перемещая подпружиненный стопорный штифт вправо и поворачивая ротор, чтобы отобразить указанную букву. Херивел считал вполне вероятным, что по крайней мере некоторые операторы отрегулируют кольца после того, как они установят роторы в машину. Установив кольца с алфавитом и закрыв крышку, оператор должен был затем переместить роторы подальше от позиций, которые отображали три буквы настройки кольца в окнах, но некоторые операторы этого не сделали.
Три ротора внутри машины Enigma. В среднем роторе установочный штифт кольца можно увидеть с небольшой красной стрелкой, расположенной рядом с положением 01 . Чтобы отрегулировать положение кольца, подпружиненный штифт можно было переместить вправо, чтобы кольцо можно было поворачивать до желаемого положения. Великое озарение Херивела пришло к нему однажды вечером в феврале 1940 года, когда он расслаблялся перед пожара его хозяйки. Напряженные или ленивые операторы, которые устанавливали кольца, когда роторы были в машине, могли затем оставить настройку кольца наверху или рядом с ним и использовать эти три буквы для первого сообщения дня.
Для каждого переданного сообщения., отправляющий оператор будет следовать стандартной процедуре. С сентября 1938 года он будет использовать начальную позицию для шифрования индикатора и отправки его в clear, за которым следует ключ сообщения, который был зашифрован при этой настройке. Если наземная настройка (нем. Grundstellung) была, например, GKX, он затем использовал бы Enigma с роторами, установленными на GKX, чтобы зашифровать настройку сообщения, которую он мог бы выбрать как RTQ ; который может зашифровать до LLP . (До мая 1940 г. настройка зашифрованного сообщения повторялась, но это не имеет значения для понимания Херивеля.) Затем оператор переводил свои роторы на RTQ и зашифровывал фактическое сообщение. Таким образом, преамбула сообщения будет состоять из незашифрованных наземных настроек (GKX ), за которыми следует настройка зашифрованного сообщения (LLP ). Принимающий оператор Enigma может использовать эту информацию для восстановления настройки сообщения, а затем расшифровать сообщение.
Параметр грунта (GKX в приведенном выше примере) должен был быть выбран случайным образом, но Херивел рассудил, что если операторы ленивы, торопятся или находятся под давлением, они могут просто использовать какие бы настройки ротора в данный момент ни отображались на машине. Если это было первое сообщение дня, и оператор установил параметры кольца с роторами, уже находящимися внутри машины, положение ротора, отображаемое в настоящее время на машине, вполне могло быть самой установкой кольца или быть очень близким к нему. (Если такая ситуация возникла в приведенном выше примере, GKX будет настройкой звонка или близкой к ней).
Польские криптографы использовали эту идею на ПК Бруно во время Фанейской войны.
На следующий день после его прозрения коллеги Херивеля согласились, что его идея был возможный путь в Enigma. Хижина 6 начала искать эффект, предсказанный наводкой Херивеля, и договорилась о ранней отправке первых сообщений дня от каждой передающей станции. Они разместили индикаторы в сетке, называемой «квадрат Геривеля», пример которой показан ниже. Строки и столбцы сетки помечены алфавитом. Первый индикатор первого сообщения дня, полученного от каждой станции в сети, был введен в сетку. Это было сделано путем нахождения столбца, соответствующего первой букве, строки, соответствующей второй букве, и ввода третьей буквы в ячейку, где пересекаются строка и столбец. Например, GKX будет записан путем ввода X в ячейку в столбце G и строке K.
ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTU VWXYZ -------- -------------------------------------------------- Z | | Z Y | S | Y X | | X W | L | W V | | V U | E | U T | | T S | | S R | K | R Q | S | Q P | | P O | | O N | N | N M | X | M L | W T | L K | X Y | K J | W X | J I | | I H | Q | H G | | G F | | F E | A | E D | | D C | V | C B | J | B A | P | A ----------------------------------------------- ----------- ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTU VWXYZ
Совет Херивеля предполагал, что в приведенном выше примере будет кластер записей, расположенных близко друг к другу, например кластер вокруг GKX . Это сузило бы количество вариантов настройки кольца с 17 576 до небольшого набора, возможно, от 6 до 30, которые можно было бы тестировать индивидуально.
Эффект, предсказанный Херивелем, не сразу проявился в трафике Enigma, и Bletchley Park пришлось по-прежнему полагаться на другую технику, чтобы попасть в Enigma: метод «перфорированных листов ", переданный польскими криптологами. Ситуация изменилась 1 мая 1940 года, когда немцы изменили процедуру индикации, сделав метод перфорированного листа устаревшим. Хижина 6 внезапно не смогла расшифровать Enigma.
К счастью для взломщиков кодов, схема, предсказанная наводкой Херивеля, начала проявляться вскоре после 10 мая, когда немцы вторглись в Нидерланды и Бельгию. Дэвид Рис обнаружил скопление в индикаторах , и 22 мая было расшифровано сообщение ВВС, отправленное 20 мая, первое с момента изменения процедуры.
Хотя наконечник Геривела предоставил настройки кольца Энигмы, он не предоставил другие части ключа Энигмы: порядок ротора и настройки коммутационной панели. Ключ Люфтваффе в то время выбирал из 5 роторов, так что было 60 возможных заказов на винты. Кроме того, может быть от 8 до 10 соединений коммутационной панели, что означает, что все, кроме 6 из 26 букв, заменяются коммутационной панелью. Взломщикам кода пришлось использовать другие методы, чтобы найти оставшиеся части ключа Enigma.
Наконечник Herivel использовался в сочетании с другим классом ошибок оператора, известным как «cillies », для решения настроек и расшифровки сообщений.
Наконечник Herivel использовался в течение нескольких месяцев, пока не были готовы к использованию специализированные машины для взлома кода, разработанные Аланом Тьюрингом, так называемые «бомбы ».
Гордон Велчман писал, что подсказка Херивела была жизненно важной частью взлома Enigma в Блетчли-парке.
Если бы Херивел не был завербован в январе 1940 года, кто бы подумал о наводке Херивеля, без которой мы потерпели бы поражение в мае 1940 года, не имея возможности поддерживать непрерывность, пока бомбы не начали прибывать много месяцев спустя? Пусть не будет заблуждений по поводу последнего пункта. Нарушение непрерывности на всех этапах было бы очень серьезным, если не катастрофическим ».
Из-за важности его вклада Херивел был выделен и представлен Уинстону Черчиллю во время визита в Блетчли. Парк. Он также обучал Enigma криптоанализу группе американцев, назначенных в Hut 6 на интенсивном двухнедельном курсе. Позже Херивел работал администратором в "Newmanry <140">", секция, отвечающая за решение немецких шифров телетайпов с использованием машинных методов, таких как компьютеры Colossus, в качестве помощника главы секции математика Макс Ньюман.
В 2005 году исследователи, изучающие В наборе зашифрованных с помощью Enigma сообщений времен Второй мировой войны отмечалось возникновение кластеризации в сообщениях от августа 1941 года, как и было предсказано Херивелем.
После окончания войны Во время войны Херивел год преподавал математику в школе, но обнаружил, что не может справиться с «шумными мальчиками». работал в Королевском университете в Белфасте, где стал читателем по истории и философии науки. Одним из учеников, которых он руководил, был актер Саймон Кэллоу, который сказал о нем:
«Я был совершенно поражен. Он был прекрасным учителем по старинке. Во время учебы он варил чай и тосты на костре. (Он был) очень глубоким мыслителем, но очень неожиданным в своих подходах, но не было ощущения, что он сделал что-то экстраординарное со своей жизнью. Это было его поколение; они не целовались и не рассказывали ».
75 Лонсдейл-роуд, Оксфорд, где умер Херивел. синяя табличка отмечает его как «математика и взломщика кодов». Он опубликовал книги и статьи о Исааке Ньютоне, Джозефе Фурье и Христиане Гюйгенсе.. Его публикации включают:
В 1978 году он ушел на пенсию в Оксфорд, где он стал членом Колледжа Всех Душ. На пенсии он опубликовал:
Он умер в Оксфорде в 2011 году.
У него остались живы. его дочь.
