Картотека , или «Каталог характеристик,» в криптографии , была системой , разработанная на польском Cipher Бюро математика-шифровальщика Мариан Реевски и первым завершила около 1935 или 1936, чтобы облегчить дешифрование немецких Энигм шифров . [1]
История
Польское бюро шифров использовало теорию перестановок, чтобы начать взламывать шифр Enigma в конце 1932 года. Бюро признало, что перестановки с двойным ключом машины Enigma (см. Гриль (криптология) ) образуют циклы, и эти циклы можно использовать для взлома шифра. . С помощью немецких ключей шифрования, предоставленных французским шпионом, Бюро смогло перепроектировать Enigma и начать чтение немецких сообщений. В то время немцы использовали только 6 стакеров , и польский метод гриля был возможен. 1 августа 1936 года немцы начали использовать 8 стакеров , и это изменение сделало метод гриля менее осуществимым. Бюро нуждалось в улучшенном методе взлома немецкого шифра.
Хотя штекеры изменяли бы буквы в цикле сдвоенного ключа, штекеры не изменяли бы количество циклов или длину этих циклов. Стеккерса можно было игнорировать. Если не брать в расчет средние обороты ключа, машина Enigma имела только 26 3 различных настройки трех роторов, а три ротора могли быть расположены в машине только 3! = 6 способами. Это означало, что вероятных перестановок с двойным ключом было всего 105456. Бюро приступило к определению и каталогизации характеристик каждой из этих вероятных перестановок. Каждая буква ключа может быть одним из 13 возможных значений номера раздела = 101, а 3 буквы ключа означают, что существует 1030301 возможный ключ. В среднем, ключ может найти одну настройку роторов, но может найти несколько возможных настроек.
Тогда польский криптоаналитик сможет собрать достаточно трафика, чтобы определить все циклы ежедневного ключа. Обычно на это уходило около 60 сообщений. Результат может быть таким:
Он использовал длину циклов (13 2 ; 10 2 -3 2 ; 10 2 -2 2 -1 2 ), чтобы найти порядок колес (II I III) и начальные положения ротора в каталоге карточек. Затем он использовал бы Enigma для вычисления неуправляемых циклов:
Сравнивая стекерные циклы немецкого трафика и неконтролируемые циклы, криптоаналитик может определить стэкеры . В этом примере перестановка CF имеет (e)(z)
и (e)(w)
. Это требует, чтобы e
это был un stecker ed и WZ stecker . Затем циклы могут быть выровнены по e
и WZ, чтобы определить другие скрепленные и незакрепленные буквы.
(pjxroquctwzsy)(kvgledmanhfib)/(kxtcoigweh)...
(sjxroqtcuzwpy)(kngledamvhifb)/(kxucofgzeh)...
(!_____!_!**!_)(_!__=_!!!_!!_)/(__!__!_*=_)...
Где =
известная незакрепленная буква, *
известная скрепленная буква и !
недавно обнаруженный стэккер . Повторение производит штекеры AM, FI, NV, PS, TU, WZ.
Подготовка карточного каталога с использованием циклометра, который Реевский изобрел примерно в 1934 или 1935 году, была трудоемкой задачей, на которую ушло больше года. Но как только каталог был готов, получение ежедневных ключей Enigma стало делом примерно пятнадцати минут. [2] [3]
Когда 1 ноября 1937 года немцы изменили « отражатель » или «реверсивный барабан» машины Enigma , Бюро шифров было вынуждено начать все сначала с новым каталогом карточек: «задача, - пишет Реевски, - которая потребляла, на счет нашего большего опыта, вероятно, немного меньше, чем за год ". [2]
15 сентября 1938 года немцы полностью изменили процедуру шифрования ключей сообщений, сделав бесполезным метод карточного каталога. Это стимулировало изобретение Реевский в Криптологических бомбы и Зыгальский «s„ перфорированных листов .“ [4]
Заметки
- ↑ Мариан Реевски , «Математическое решение шифра загадки», стр. 284–87.
- ^ a b Мариан Реевски , "Краткое изложение наших методов восстановления ENIGMA и восстановления ежедневных ключей ...", стр. 242.
- ↑ Мариан Реевский , «Как польские математики разгадывали загадку», стр. 264.
- ↑ Мариан Реевски , «Краткое изложение наших методов восстановления ENIGMA и восстановления ежедневных ключей ...», стр. 242–43.
Рекомендации
- Владислав Козачук , Enigma: Как немецкий машинный шифр был взломан и как он был прочитан союзниками во Второй мировой войне , отредактированный и переведенный Кристофером Каспареком , Фредериком, доктором медицины, Университетские публикации Америки, 1984, ISBN 0-89093-547 -5 .
- Мариан Реевский , «Краткое изложение наших методов восстановления ENIGMA и восстановления ежедневных ключей, а также попыток Германии разрушить эти методы», Приложение C к Владиславу Козачуку , Enigma , 1984, стр. 241–45.
- Мариан Реевский , «Как польские математики разгадывали загадку », Приложение D к книге Владислава Козачука , Enigma , 1984, стр. 246–71.
- Мариан Реевский , «Математическое решение шифра Enigma», Приложение E к книге Владислава Козачука , Enigma , 1984, стр. 272–91.