Энигма машина

Военная машина Enigma модели "Enigma I", использовавшаяся в конце 1930-х годов и во время войны; экспонируется в Museo scienza e tecnologia Milano , Италия.

Автомат Military Enigma (в деревянном ящике)

Шифровальная машина Enigma
Энигма машина Роторы Enigma Разрушая загадку Польское бюро шифров Парные Гриль Часы Циклометр Бомба Зыгальские листы Bletchley Park Банбуризм Наконечник Herivel детская кроватка Бомба Хижина 3 Хижина 6 Хижина 8 ПК Бруно Cadix Ультра
v т е

Машина Enigma - это шифровальное устройство, разработанное и использовавшееся в начале-середине 20 века для защиты коммерческих, дипломатических и военных сообщений. Он широко использовался нацистской Германией во время Второй мировой войны во всех отраслях германской армии. Немцы ошибочно полагали, что использование машины Enigma позволило им безопасно общаться и, таким образом, получить огромное преимущество во Второй мировой войне . Машина Enigma считалась настолько защищенной, что даже самые сверхсекретные ^{[ сомнительные - обсуждались ]} сообщения были зашифрованы в ее электрических цепях. ^[1]

Enigma имеет электромеханический роторный механизм, который шифрует 26 букв алфавита. Обычно один человек вводит текст на клавиатуре Enigma, а другой записывает, какой из 26 индикаторов над клавиатурой загорается при каждом нажатии клавиши. Если введен простой текст, светящиеся буквы представляют собой закодированный зашифрованный текст.. Ввод зашифрованного текста преобразует его обратно в читаемый открытый текст. Роторный механизм изменяет электрические соединения между клавишами и лампочками при каждом нажатии клавиши. Безопасность системы зависит от набора настроек машины, которые обычно менялись ежедневно во время войны, на основе списков секретных ключей, распространенных заранее, и от других настроек, которые менялись для каждого сообщения. Принимающая станция должна знать и использовать точные настройки, используемые передающей станцией, для успешного дешифрования сообщения.

Хотя Германия за эти годы внесла в Enigma ряд улучшений, которые в разной степени затруднили попытки дешифрования, они не помешали Польше взломать машину до войны, что позволило союзникам использовать зашифрованные Enigma сообщения в качестве основного источника интеллект. ^[2] Многие комментаторы говорят, что поток разведывательной информации Ультра от расшифровки Энигмы, Лоренца и других шифров существенно сократил войну и, возможно, даже изменил ее исход. ^[3]

История [ править ]

Машина Enigma была изобретена немецким инженером Артуром Шербиусом в конце Первой мировой войны . ^[4] Об этом не было известно до 2003 года, когда была обнаружена статья Карла де Леу, в которой подробно описаны изменения Артура Щербиуса. ^[5] Немецкая фирма Scherbius & Ritter, соучредителем которой является Артур Шербиус, запатентовала идеи для шифровальной машины в 1918 году и начала продавать готовый продукт под торговой маркой Enigma в 1923 году, первоначально нацеленный на коммерческие рынки. ^[6] Имя, как говорят, произошло из вариаций Enigma Variations английского композитора Эдварда Элгара . ^{[ сомнительно - обсудить ][7]} Ранние модели использовались в коммерческих целях с начала 1920-х годов и были приняты на вооружение военными и правительственными службами нескольких стран, в первую очередь нацистской Германии до и во время Второй мировой войны . ^[8]

Было произведено несколько различных моделей Enigma, но немецкие военные модели с коммутационной панелью были самыми сложными. Также использовались японские и итальянские модели. С принятием на вооружение (в слегка измененной форме) немецкого флота в 1926 году и вскоре после этого в немецкой армии и авиации название Enigma стало широко известно в военных кругах. Довоенное германское военное планирование делало упор на быстрые, мобильные силы и тактику, позже известную как блицкриг , которые зависели от радиосвязи для управления и координации. Поскольку злоумышленники, скорее всего, перехватят радиосигналы, сообщения должны быть защищены с помощью безопасного шифрования. Компактная и легко переносимая машина Enigma удовлетворила эту потребность.

Breaking Enigma [ править ]

Примерно в декабре 1932 года Мариан Реевский , польский математик и криптоаналитик , работая в Польском бюро шифров , использовал теорию перестановок и недостатков в процедурах шифрования сообщений немецких военных, чтобы взломать ключи сообщений машины Энигмы с коммутационной панелью. Реевский достиг этого результата, не зная о проводке машины, поэтому результат не позволил полякам расшифровать фактические сообщения. Французский шпион Ханс-Тило Шмидтполучил доступ к немецким шифровальным материалам, которые включали ежедневные ключи, использованные в сентябре и октябре 1932 года. Эти ключи включали настройки коммутационной панели. Французы передали материал полякам, и Реевский использовал некоторые из этих материалов и сообщения в сентябре и октябре, чтобы найти неизвестную проводку ротора. Следовательно, польские математики смогли построить свои собственные машины Enigma, которые были названы двойниками Enigma . Реевскому помогали криптоаналитики Ежи Ружицкий и Хенрик Зигальский , оба из которых были приняты на работу вместе с Реевским из Познанского университета.. Польское бюро шифров разработало методы для обхода коммутационной панели и поиска всех компонентов ежедневного ключа, которые позволили бюро шифров читать сообщения German Enigma, начиная с января 1933 года. Со временем немецкие криптографические процедуры улучшились, а Бюро шифров разработало методы и разработали механические устройства для продолжения чтения трафика Enigma. В рамках этих усилий поляки использовали причуды роторов, составили каталоги, построили циклометр, чтобы помочь составить каталог со 100000 записей, изобрели и изготовили листы Зигальского и построили электромеханическую криптологическую бомбу.для поиска настроек ротора. В 1938 году немцы усложнили машины Enigma, что привело к тому, что полякам стало слишком дорого противостоять. У поляков было шесть таких бомб (множественное число от bomba ), но когда немцы добавили еще два винта, тогда потребовалось в десять раз больше бомб , а у поляков не было ресурсов. ^[9]

26 и 27 июля 1939 года ^[10] в Пирьях недалеко от Варшавы поляки инициировали представителей французской и британской военной разведки для использования их методов и оборудования для дешифрования Enigma , включая листы Зигальского и криптологическую бомбу, и пообещали каждой делегации реконструированную в Польше Enigma. . Демонстрация стала жизненно важной основой для дальнейшего продолжения и усилий Британии.

В сентябре 1939 года британская военная миссия 4, в которую входили Колин Губбинс и Вера Аткинс , отправилась в Польшу, чтобы эвакуировать из страны взломщики кодов Гвидо Лангера , Мариана Реевского , Ежи Ружицкого и Хенрика Зигальского с их копиями машин Enigma. Поляков переправили через границу в родную для Аткинса Румынию, в то время нейтральную страну, где некоторые из них были интернированы. Аткинс организовал их освобождение и дальнейшее путешествие в Западную Европу, чтобы дать совет французам и британцам, которые в то время еще не могли расшифровать немецкие сообщения. ^[11]

Гордон Уэлчман , который стал главой Хижины 6 в Блетчли-парке, написал: «Хижина 6 Ультра никогда бы не сдвинулась с мертвой точки, если бы мы не узнали от поляков в самый последний момент подробности обеих немецких военных версий. коммерческой машины Enigma и используемых рабочих процедур ». ^[12]

Во время войны британские криптологи расшифровали огромное количество сообщений, зашифрованных с помощью Enigma. Информация, полученная из этого источника, известного британцами под кодовым названием « Ультра », была существенным подспорьем военным усилиям союзников . ^[13]

Хотя Enigma имела некоторые криптографические слабые места, на практике именно немецкие процедурные недостатки, ошибки операторов, неспособность систематически вносить изменения в процедуры шифрования и захват союзниками ключевых таблиц и оборудования во время войны позволили союзным криптологам добиться успеха и «превратили прилив »в пользу союзников. ^{[14] [15]}

Дизайн [ править ]

Как и другие роторные машины, машина Enigma представляет собой комбинацию механической и электрической подсистем. Механическая подсистема состоит из клавиатуры ; набор вращающихся дисков, называемых роторами, расположенных рядом вдоль шпинделя ; один из различных шаговых компонентов для вращения, по крайней мере, одного ротора при каждом нажатии клавиши, и ряд ламп, по одной для каждой буквы. Эти конструктивные особенности являются причиной того, что машина Enigma изначально называлась шифровальной машиной на основе ротора во время своего интеллектуального зарождения в 1915 году ^[5].

Электрический путь [ править ]

Электрический путь - это путь, по которому течет ток. Управляя этим явлением, машина Enigma смогла зашифровывать сообщения. ^[5] Механические части действуют, образуя изменяющуюся электрическую цепь . При нажатии клавиши на шпинделе вращаются один или несколько роторов. По бокам роторов находится ряд электрических контактов, которые после вращения совпадают с контактами на других роторах или фиксированной проводкой на любом конце шпинделя. Когда роторы правильно выровнены, каждая клавиша на клавиатуре подключается к уникальному электрическому пути через ряд контактов и внутреннюю проводку. Ток, как правило, от батареи, течет через нажатую кнопку в вновь сконфигурированный набор цепей и снова выходит обратно, в конечном итоге зажигая одну индикаторную лампу., который показывает выводимую букву. Например, при шифровании сообщения, начинающегося с ANX ... , оператор сначала нажимает клавишу A , при этом может загореться лампа Z , поэтому Z будет первой буквой зашифрованного текста . Затем оператор таким же образом нажимает N , затем X и так далее.

Ток течет от батареи (1) через нажатый двунаправленный переключатель клавиатуры (2) к коммутационной панели (3). Затем он проходит через (неиспользуемый в данном случае, поэтому показан закрытым) штекер «A» (3) через входное колесо (4), через проводку трех (Вермахт Enigma) или четырех ( варианты Kriegsmarine M4 и Abwehr ) установлены роторы (5), и попадает в отражатель (6). Отражатель возвращает ток по совершенно другому пути обратно через роторы (5) и входное колесо (4), проходя через штекер «S» (7), соединенный кабелем (8) с штекером «D», и другой двунаправленный переключатель (9) для включения соответствующей лампы. ^[16]

Повторяющиеся изменения электрического пути через скремблер Enigma реализуют полиалфавитный шифр замены, который обеспечивает безопасность Enigma. На диаграмме справа показано, как электрический путь изменяется с каждым нажатием клавиши, что вызывает вращение по крайней мере правого ротора. Ток проходит в роторы, обратно в отражатель и снова выходит через роторы. Серые линии - это другие возможные пути внутри каждого ротора; они жестко подключены от одной стороны каждого ротора к другой. Буква A шифруется по-разному при последовательном нажатии клавиш, сначала на G , а затем на C.. Это связано с тем, что правый ротор шагает (поворачивается на одну позицию) при каждом нажатии клавиши, посылая сигнал по совершенно другому маршруту. В конце концов, другие роторы переходят в действие нажатием клавиши.

Роторы [ править ]

Роторы ( или колеса или барабаны , Walzen на немецком языке) составляют сердце машины Enigma. Каждый ротор представляет собой диск диаметром примерно 10 см (3,9 дюйма), сделанный из эбонита или бакелита, с 26 латунными подпружиненными электрическими контактными штифтами, расположенными по кругу на одной стороне, а на другой стороне корпуса 26 соответствующих электрических контактов в форме круглых пластин. Штифты и контакты представляют собой алфавит. - обычно 26 букв A – Z, как предполагается в остальной части этого описания. Когда роторы установлены бок о бок на шпинделе, штифты одного ротора упираются в контактные пластины соседнего ротора, образуя электрическое соединение. Внутри корпуса ротора 26 проводов соединяют каждый штифт на одной стороне с контактом на другой по сложной схеме. Большинство роторов обозначены римскими цифрами, и каждая выпущенная копия ротора I, например, подключена идентично всем остальным. То же самое касается специальных тонких бета- и гамма-роторов, используемых в военно-морском варианте M4.

Сам по себе ротор выполняет только очень простой тип шифрования , простой шифр замены . Например, контакт, соответствующий букве E, может быть подключен к контакту для буквы T на противоположной стороне и так далее. Безопасность Enigma обеспечивается последовательным использованием нескольких роторов (обычно трех или четырех) и регулярным шаговым движением роторов, что позволяет реализовать полиалфавитный шифр замещения.

Каждый ротор может быть установлен в одно из 26 возможных начальных положений при установке в машину Enigma. После вставки ротор можно повернуть в правильное положение вручную, используя рифленую ручку, которая выступает из внутренней крышки Enigma при закрытии. Чтобы оператор мог знать положение ротора, на каждой шине с буквами (или буквенным кольцом), прикрепленной к внешней стороне диска ротора, есть 26 символов (обычно буквы); один из них виден через окошко для этой прорези в крышке, указывая, таким образом, на положение вращения ротора. В ранних моделях кольцо с алфавитом крепилось к диску ротора. Позднее усовершенствование заключалось в возможности регулировки алфавитного кольца относительно диска ротора. Положение кольца было известно как Ringstellung.(«настройка звонка»), и эта настройка была частью начальной настройки, необходимой перед операционным сеансом. Говоря современным языком, это была часть вектора инициализации .

Каждый ротор содержит одну или несколько выемок, которые контролируют шаг ротора. В военных вариантах насечки расположены на кольце алфавита.

Загадки армии и ВВС использовались с несколькими винтами, изначально с тремя. 15 декабря 1938 года это число изменилось до пяти, из которых трое были выбраны для данной сессии. Роторы были помечены римскими цифрами, чтобы различать их: I, II, III, IV и V, все с одиночными выемками, расположенными в разных точках алфавитного кольца. Этот вариант, вероятно, был задуман как мера безопасности, но в конечном итоге позволил использовать метод польских часов и британский банбуризмус .

Военно-морская версия Вермахта Enigma всегда выпускалась с большим количеством роторов, чем другие услуги: сначала шесть, затем семь и, наконец, восемь. Дополнительные роторы имели маркировку VI, VII и VIII, все с разной схемой подключения и имели две выемки, что приводило к более частой смене ротора. Четырехроторная машина Naval Enigma (M4) вмещала дополнительный ротор в том же пространстве, что и трехроторная версия. Это было достигнуто заменой оригинального отражателя на более тонкий и добавлением тонкого четвертого ротора. Этот четвертый ротор был одного из двух типов, бета или гамма , и никогда не ступенчатый, но мог быть вручную установлен в любое из 26 положений. Один из 26 заставил машину работать идентично трехроторной машине.

Шаг [ править ]

Чтобы избежать простой реализации простого (решаемого) шифра замещения, каждое нажатие клавиши заставляло один или несколько роторов шагать на одну двадцать шестую полного оборота до того, как были выполнены электрические соединения. Это изменило алфавит подстановки, используемый для шифрования, гарантируя, что криптографическая подстановка будет отличаться в каждом новом положении ротора, создавая более сложный полиалфавитный шифр подстановки. Шаговый механизм несколько отличался от модели к модели. Правый ротор сработал один раз при каждом нажатии клавиши, а другие роторы сработали реже.

Оборот [ править ]

Продвижение ротора, отличного от левого, британцы назвали оборотом . Это было достигнуто с помощью храпового механизма и собачки . Каждый ротор имел храповик с 26 зубьями, и каждый раз, когда нажималась кнопка, набор подпружиненных собачек двигался вперед синхронно, пытаясь зацепиться с храповым механизмом. Буквенное кольцо ротора справа обычно предотвращало это. Когда это кольцо вращалось вместе со своим ротором, вырезанная на нем выемка в конечном итоге выровнялась с собачкой, позволяя ему зацепиться с храповым механизмом и продвигать ротор слева от него. Правая собачка, не имеющая ротора и кольца справа, приводила в движение свой ротор при каждом нажатии клавиши. ^[17]Для ротора с одной выемкой в ​​правом положении средний ротор шагнул один раз за каждые 26 шагов правого ротора. Аналогично для второго и третьего роторов. Для ротора с двумя зубьями ротор слева от него будет переворачиваться дважды за каждый оборот.

Первые пять вводимых роторов (I – V) имели по одной выемке, в то время как дополнительные морские роторы VI, VII и VIII имели по две выемки. Положение выемки на каждом роторе определялось буквенным кольцом, которое можно было регулировать относительно сердечника, содержащего межсоединения. Точки на кольцах, в которых они заставляли двигаться следующее колесо, были следующими. ^[18]

В дизайн также включена функция, известная как двойной шаг . Это происходило, когда каждая собачка совмещалась с храповым механизмом своего ротора и вращающимся зубчатым кольцом соседнего ротора. Если собачка входит в зацепление с храповым механизмом посредством совмещения с выемкой, по мере продвижения вперед она нажимает и на храповик, и в выемку, продвигая оба ротора. В трехроторной машине двухшаговый режим затрагивает только два ротора. Если при движении вперед храповой механизм третьего ротора был задействован, второй ротор снова переместился бы при последующем нажатии клавиши, что привело бы к двум последовательным шагам. Второй ротор также толкает первый ротор вперед после 26 шагов, но поскольку первый ротор все равно движется вперед при каждом нажатии клавиши, двойного шага нет. ^[17] Этот двойной шаг приводил к отклонению роторов отодометр - стиль регулярного движения.

С тремя колесами и только одиночными выемками на первом и втором колесах машина имела период 26 × 25 × 26 = 16 900 (не 26 × 26 × 26 из-за двойного шага). ^[17] Исторически сообщения ограничивались несколькими сотнями букв, и поэтому не было возможности повторить какое-либо комбинированное положение ротора в течение одного сеанса, что лишало криптоаналитиков ценных подсказок.

Чтобы освободить место для четвертых роторов Naval, рефлектор сделали намного тоньше. Четвертый ротор поместился в освободившееся пространство. Никаких других изменений внесено не было, что облегчило переход. Поскольку собачек было всего три, четвертый ротор никогда не ступал, но его можно было вручную установить в одно из 26 возможных положений.

Устройство, которое было разработано, но не реализовано до конца войны, было Lückenfüllerwalze (колесо заполнения зазоров), которое реализовывало нерегулярный шаг. Это позволяло настраивать выемки во всех 26 позициях. Если бы количество выемок было относительным простым числом 26, а число выемок было бы различным для каждого колеса, шаг был бы более непредсказуемым. Как и Umkehrwalze-D, он также позволил перенастроить внутреннюю проводку. ^[19]

Колесо входа [ править ]

Текущая запись колесо ( Eintrittswalze на немецком языке ), или вход статор , соединяет коммутационную панель к ротору сборки. Если коммутационная панель отсутствует, вводное колесо вместо этого соединяет клавиатуру и ламповую панель с узлом ротора. Хотя точная проводка имеет сравнительно небольшое значение для безопасности, она оказалась препятствием на пути прогресса Реевского во время его исследования проводки ротора. Коммерческая Enigma соединяет клавиши в порядке их последовательности на клавиатуре QWERTZ : Q → A , W → B , E → C и так далее. Военная Enigma связывает их в прямом алфавитном порядке:A → A , B → B , C → C и так далее. Реевски потребовались вдохновенные догадки, чтобы проникнуть в модификацию.

Отражатель [ править ]

За исключением моделей A и B , последний ротор располагался перед «отражателем» (нем. Umkehrwalze , что означает «реверсивный ротор»), запатентованной особенностью, уникальной для Enigma среди различных роторных машин того времени. Отражатель соединял выходы последнего ротора попарно, перенаправляя ток обратно через роторы другим путем. Отражатель гарантировал, что Enigma будет самовзаимодействовать; таким образом, с двумя одинаково сконфигурированными машинами, сообщение может быть зашифровано на одной и расшифровано на другой, без необходимости в громоздком механизме переключения между режимами шифрования и дешифрования. Отражатель позволил получить более компактную конструкцию, но также дал Enigma свойство, которое ни одна буква никогда не зашифровывала сама по себе. Это была серьезная криптологическая ошибка, которая впоследствии была использована взломщиками кодов.

В модели «C» отражатель может быть вставлен в одно из двух разных положений. В модели «D» отражатель можно было установить в 26 возможных положениях, хотя он не двигался во время шифрования. В Abwehr Enigma отражатель смещался во время шифрования так же, как и другие колеса.

В немецкой армии и ВВС Enigma отражатель был фиксированным и не вращался; было четыре версии. Первоначальная версия была отмечена буквой «A» и была заменена на Umkehrwalze B 1 ноября 1937 года. Третья версия, Umkehrwalze C, использовалась ненадолго в 1940 году, возможно, по ошибке, и была решена в Hut 6 . ^[20] Четвертая версия, впервые наблюдаемая 2 января 1944 года, имела перемонтируемый отражатель, названный Umkehrwalze D , по прозвищу Дядя Дик британцами, что позволяло оператору Enigma изменять соединения как часть основных настроек.

Plugboard [ править ]

Коммутационная панель ( Steckerbrett на немецком языке) допускала переменную проводку, которая могла быть изменена оператором (видна на передней панели рисунка 1; некоторые патч-корды можно увидеть на крышке). Он был представлен на версиях для немецкой армии в 1930 году и вскоре был принят на вооружение Reichsmarine (немецкий флот). Коммутационная панель способствовала большей криптографической стойкости, чем дополнительный ротор. Энигма без коммутационной панели (известная как незащищенная Энигма ) могла быть решена относительно просто, используя ручные методы; Эти методы, как правило, были побеждены коммутационной панелью, что побудило криптоаналитиков союзников разработать специальные машины для ее решения.

Кабель, помещенный на коммутационную панель, соединял буквы попарно; например, E и Q могут быть соединенной парой. В результате эти буквы менялись местами до и после блока шифрования несущего винта. Например, когда оператор нажимал E , сигнал переадресовывался на Q перед тем, как попасть в роторы. Одновременно можно было использовать до 13 пар, хотя обычно использовалось только 10.

Ток протекал от клавиатуры через коммутационную панель и направлялся к входному ротору или Eintrittswalze . Каждая буква на коммутационной панели имела по два гнезда. Вставка штекера разъединяет верхнее гнездо (от клавиатуры) и нижнее гнездо (к входному ротору) этой буквы. Штекер на другом конце кабеля с перекрестной проводкой был вставлен в разъемы другой буквы, таким образом переключая соединения двух букв.

Аксессуары [ править ]

Другие функции сделали различные машины Enigma более безопасными и удобными. ^[21]

Schreibmax [ править ]

Некоторые M4 Enigmas использовали Schreibmax , небольшой принтер, который мог печатать 26 букв на узкой бумажной ленте. Это избавило от необходимости второго оператора читать лампы и расшифровывать буквы. Schreibmax был помещен на верхней части машины Энигмы и был подключен к панели лампы. Чтобы установить принтер, пришлось снять крышку лампы и лампочки. Это улучшило удобство и безопасность работы; принтер можно было установить удаленно, так что сигнальщику, управляющему машиной, больше не нужно было видеть расшифрованный открытый текст .

Fernlesegerät [ править ]

Еще одним аксессуаром стала выносная лампа панели Fernlesegerät . Для машин, оснащенных дополнительной панелью, деревянный корпус Enigma был шире и мог вместить дополнительную панель. Версия с ламповой панелью могла быть подключена позже, но для этого, как и в случае с Schreibmax , потребовалось , чтобы панель лампы и лампочки были удалены. ^[16] Удаленная панель позволяла человеку читать расшифрованный открытый текст без того, чтобы оператор видел его.

Ур [ править ]

В 1944 году Люфтваффе представило переключатель на коммутационной панели, названный Uhr (часы), небольшой ящик, содержащий переключатель с 40 положениями. Он заменил стандартные заглушки. После подсоединения вилок, как определено в ежедневном ключевом листе, оператор повернул переключатель в одно из 40 положений, каждое из которых произвело различную комбинацию разводки разъемов. Большинство этих штекерных соединений, в отличие от штекеров по умолчанию, не было парным. ^[16] В одном положении переключателя Uhr не менял местами буквы, а просто имитировал 13 проводов Stecker с заглушками.

Математический анализ [ править ]

Преобразование Enigma для каждой буквы может быть определено математически как произведение перестановок . ^[22] Предполагая трехроторную загадку немецкой армии / ВВС, пусть P обозначает преобразование коммутационной панели, U обозначает преобразование отражателя, а L , M , R обозначают преобразование левого, среднего и правого роторов соответственно. Тогда шифрование E можно выразить как

${\displaystyle E=PRMLUL^{-1}M^{-1}R^{-1}P^{-1}.}$

После каждого нажатия клавиши роторы вращаются, изменяя трансформацию. Например, если правый ротор R повернуть на n позиций, преобразование станет

${\displaystyle \rho ^{n}R\rho ^{-n},}$

где ρ - отображение циклической перестановки A в B, B в C и так далее. Аналогичным образом , средние и левые роторы могут быть представлены в виде J и K вращений M и L . Тогда преобразование шифрования можно описать как

${\displaystyle E=P\left(\rho ^{n}R\rho ^{-n}\right)\left(\rho ^{j}M\rho ^{-j}\right)\left(\rho ^{k}L\rho ^{-k}\right)U\left(\rho ^{k}L^{-1}\rho ^{-k}\right)\left(\rho ^{j}M^{-1}\rho ^{-j}\right)\left(\rho ^{n}R^{-1}\rho ^{-n}\right)P^{-1}.}$

Комбинируя три ротора из набора из пяти, каждый из 3 настроек ротора с 26 положениями и коммутационную панель с десятью парами букв, военная Enigma имеет 158,962,555,217,826,360,000 различных настроек (почти 159 квинтиллионов или около 67 бит ). ^[23]

Обратите внимание, что (5x4x3) x (26 ^ 3) x [26! / (6! X 10! X 2 ^ 10)] = 158,962,555,217,826,360,000 ≈ 2 ^67,1

Операция [ править ]

Основная операция [ править ]

Немецкому оператору Enigma будет предоставлено сообщение для шифрования в виде открытого текста. После настройки своего компьютера он набирал сообщение на клавиатуре Enigma. Для каждой нажатой буквы загоралась одна лампа, указывающая на другую букву в соответствии с псевдослучайной заменой, определяемой электрическими путями внутри машины. Буква, обозначенная лампочкой, обычно записывается вторым оператором как буква шифротекста . Действие нажатия клавиши также перемещало один или несколько роторов, так что при следующем нажатии клавиши использовался другой электрический путь, и, таким образом, другая замена происходила бы, даже если бы та же самая буква открытого текста была введена снова. При каждом нажатии клавиши происходило вращение как минимум правого ротора и реже двух других, что приводило к другомуалфавит подстановки , используемый для каждой буквы в сообщении. Этот процесс продолжался до тех пор, пока сообщение не было завершено. Зашифрованный текст, записанный вторым оператором, затем будет передан, обычно по радио в азбуке Морзе , оператору другой машины Enigma. Этот оператор набирал зашифрованный текст и - до тех пор, пока все настройки дешифрующей машины были идентичны настройкам шифровальной машины - при каждом нажатии клавиши происходила обратная подстановка и появлялось сообщение с открытым текстом.

Подробности [ править ]

При использовании Enigma требовался список ежедневных основных настроек и вспомогательных документов. В немецкой военной практике связь была разделена на отдельные сети, каждая из которых использовала разные настройки. Эти коммуникационные сети были названы ключами в Блетчли-парке , и им были присвоены кодовые имена , такие как Красный , Зяблик и Акула . Каждому устройству, работающему в сети, был предоставлен один и тот же список настроек для его Enigma, действительный в течение определенного периода времени. Процедуры для German Naval Enigma были более сложными и более безопасными, чем в других службах, и использовали вспомогательные кодовые книги.. Кодовые книги военно-морского флота были напечатаны красными водорастворимыми чернилами на розовой бумаге, чтобы их можно было легко уничтожить в случае опасности или в случае затопления судна.

Настройка машины Enigma (ее криптографический ключ в современных терминах; Schlüssel на немецком языке) определяла каждый настраиваемый оператором аспект машины:

• Порядок колес ( Walzenlage ) - выбор роторов и порядок их установки.
• Настройки кольца ( Ringstellung ) - положение каждого алфавитного кольца относительно проводки ротора.
• Штекерные соединения ( Steckerverbindungen ) - пары букв на коммутационной панели, которые соединены вместе.
• В очень поздних версиях проводка реконфигурируемого отражателя.
• Начальное положение роторов ( Grundstellung ) - выбирается оператором, должно быть различным для каждого сообщения.

Чтобы сообщение было правильно зашифровано и расшифровано, отправитель и получатель должны были настроить свою Enigma одинаково; выбор и порядок ротора, положения колец, соединения коммутационной панели и положения пускового ротора должны быть идентичными. За исключением исходных позиций, эти настройки устанавливались заранее, распределялись по ключевым спискам и менялись ежедневно. Например, настройки для 18 числа месяца в списке ключей немецкой энигмы Люфтваффе номер 649 (см. Изображение) были следующими:

• Порядок колес: IV, II, V
• Настройки звонка: 15, 23, 26
• Соединения на коммутационной панели: EJ OY IV AQ KW FX MT PS LU BD
• Проводка реконфигурируемого отражателя: IU AS DV GL FT OX EZ CH MR KN BQ PW
• Группы индикаторов: lsa zbw vcj rxn

Enigma была разработана для обеспечения безопасности, даже если проводка ротора была известна оппоненту, хотя на практике конфигурация проводки была защищена значительными усилиями. Если проводка является секретной, общее количество возможных конфигураций вычислено примерно как3 × 10 ¹¹⁴ (примерно 380 бит); с известной проводкой и другими эксплуатационными ограничениями это сокращается примерно до10 ²³ (76 бит). ^[24] Из-за большого количества возможностей пользователи Enigma были уверены в ее безопасности; в то время противник не мог даже попытаться провести грубую атаку .

Индикатор [ править ]

Большая часть ключа оставалась неизменной в течение установленного периода времени, обычно дня. Для каждого сообщения использовалось разное начальное положение ротора, концепция, аналогичная вектору инициализации в современной криптографии. Причина заключается в том, что шифрование много сообщений с одинаковыми или почти одинаковыми параметрами (называемыми в криптоанализа как в глубине ), даст возможность атаки с использованием статистической процедуры , такими как Фридман Индекс совпадения . ^[25] Начальная позиция роторов передавалась непосредственно перед зашифрованным текстом, обычно после того, как он был зашифрован. Точный использованный метод получил название индикаторной процедуры.. Недостаток дизайна и небрежность операторов в этих процедурах с индикаторами были двумя основными недостатками, которые сделали возможным взлом Enigma.

Одна из самых ранних индикаторных процедур для Enigma была криптографически некорректной и позволила польским криптоаналитикам сделать первые взломы в plugboard Enigma. В ходе процедуры оператор настраивал свою машину в соответствии с секретными настройками, которые поделились всеми операторами в сети. Настройки включали начальное положение роторов ( Grundstellung ), скажем, AOH . Оператор перевел роторы до ога не был виден через окно ротора. В этот момент оператор выбрал свою произвольную начальную позицию для отправляемого сообщения. Оператор мог выбрать EIN , и это стало настройкой сообщения для этого сеанса шифрования. Затем оператор набралEIN в машину дважды, в результате чего создается зашифрованный индикатор, например XHTLOA . Затем это было передано, после чего оператор переключал роторы на свои настройки сообщения, EIN в этом примере, а затем вводил открытый текст сообщения.

На принимающей стороне оператор установил начальные настройки машины ( AOH ) и ввел первые шесть букв сообщения ( XHTLOA ). В этом примере на индикаторах появился EINEIN , поэтому оператор узнает настройки сообщения, которые отправитель использовал для шифрования этого сообщения. Принимающий оператор установил бы свои роторы на EIN , напечатал остальную часть зашифрованного текста и получил расшифрованное сообщение.

У этой индикаторной схемы было два недостатка. Во-первых, использование глобальной начальной позиции ( Grundstellung ) означало, что все ключи сообщений использовали одну и ту же полиалфавитную замену. В более поздних процедурах с индикаторами оператор выбирал свою начальную позицию для шифрования индикатора и отправлял эту начальную позицию в открытом виде. Второй проблемой было повторение индикатора, 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. Эти недостатки безопасности позволили Польскому бюро шифров уже в 1932 году проникнуть в довоенную систему Enigma. Впоследствии немецкие криптоаналитики описали раннюю процедуру индикации как «метод неисправного индикатора». ^[26]

Во время Второй мировой войны кодовые книги использовались каждый день только для настройки роторов, настроек их колец и коммутационной панели. Для каждого сообщения оператор выбирал случайную начальную позицию, скажем, WZA , и случайный ключ сообщения, возможно, SXT . Он переместил роторы в начальное положение WZA и закодировал ключ сообщения SXT . Допустим, результат был УХЛ . Затем он установил ключ сообщения, SXT , в качестве начальной позиции и зашифровал сообщение. Затем он передал начальную позицию, WZA , ключ закодированного сообщения, UHL , а затем зашифрованный текст. Приемник установил начальную позицию в соответствии с первой триграммой WZA., и декодировал вторую триграмму, UHL , чтобы получить настройку сообщения SXT . Затем он использовал эту настройку сообщения SXT в качестве начальной позиции для расшифровки сообщения. Таким образом, все наземные настройки были разными, и новая процедура позволила избежать недостатка безопасности, связанного с настройками двойного кодирования сообщений. ^[27]

Эту процедуру использовали только Вермахт и Люфтваффе . В Кригсмарине процедуры по отправке сообщений с Энигмы были гораздо более сложными и разработки. Перед шифрованием сообщение было закодировано с использованием кодовой книги Kurzsignalheft . Kurzsignalheft содержатся таблицы для преобразования предложений в четыре буквы группы. Было включено множество вариантов, например, логистические вопросы, такие как дозаправка и встреча с кораблями снабжения, позиции и списки сетки, названия гаваней, страны, оружие, погодные условия, позиции и корабли противника, таблицы даты и времени. Другая кодовая книга содержала Kenngruppen и Spruchschlüssel: идентификатор ключа и ключ сообщения. ^[28]

Дополнительные сведения [ править ]

Машина Army Enigma использовала только 26 букв алфавита. Пунктуация была заменена редкими комбинациями символов. Пробел был опущен или заменен знаком X. X обычно использовался как точка.

Некоторые знаки препинания были другими в других частях вооруженных сил. Вермахта заменить запятую с ZZ и вопросительный знак с Frage или FRAQ.

Кригсмарине заменен запятой с Y и знак вопроса с UD. Комбинация CH, как в « Acht » (восемь) или « Richtung » (направление), была заменена на Q (AQT, RIQTUNG). Два, три и четыре нуля были заменены на CENTA, MILLE и MYRIA.

Вермахт и люфтваффе передают сообщения в группах из пяти символов.

Кригсмарине , используя четыре ротора Энигмы, имели группы четыре-символов. Часто используемые имена или слова были максимально разнообразны. Такие слова, как Minensuchboot (сапер), можно записать как MINENSUCHBOOT, MINBOOT, MMMBOOT или MMM354. Чтобы усложнить криптоанализ, сообщения были ограничены 250 символами. Более длинные сообщения были разделены на несколько частей, в каждой из которых использовался другой ключ сообщения. ^{[29] [30]}

Пример процесса кодирования [ править ]

Подстановки символов машиной Enigma в целом могут быть выражены в виде строки букв, каждая позиция которой занята символом, который заменит символ в соответствующей позиции в алфавите. Например, данная конфигурация машины, которая закодировала от A до L, от B до U, от C до S, ... и от Z до J, может быть компактно представлена ​​как

LUSHQOXDMZNAIKFREPCYBWVGTJ

и кодирование конкретного символа этой конфигурацией может быть представлено путем выделения закодированного символа, как в

D> LUS (H) QOXDMZNAIKFREPCYBWVGTJ

Поскольку работа машины Enigma, кодирующей сообщение, представляет собой серию таких конфигураций, каждая из которых связана с одним кодируемым символом, последовательность таких представлений может использоваться для представления работы машины при кодировании сообщения. Например, процесс кодирования первого предложения основного текста знаменитого «сообщения Дёница» ^[31] в

RBBF PMHP HGCZ XTDY GAHG UFXG EWKB LKGJ

можно представить как

0001 F> KGWNT (R) BLQPAHYDVJIFXEZOCSMU CDTK 25 15 16 260002 O> UORYTQSLWXZHNM (B) VFCGEAPIJDK CDTL 25 15 16 010003 L> HLNRSKJAMGF (B) ICUQPDEYOZXWTV CDTM 25 15 16 020004 G> KPTXIG (F) MESAUHYQBOVJCLRZDNW CDUN 25 15 17 030005 E> XDYB (P) WOSMUZRIQGENLHVJTFACK CDUO 25 15 17 040006 N> DLIAJUOVCEXBN (M) GQPWZYFHRKTS CDUP 25 15 17 050007 D> LUS (H) QOXDMZNAIKFREPCYBWVGTJ CDUQ 25 15 17 060008 E> JKGO (P) TCIHABRNMDEYLZFXWVUQS CDUR 25 15 17 070009 S> GCBUZRASYXVMLPQNOF (H) WDKTJIE CDUS 25 15 17 080010 I> XPJUOWIY (G) CVRTQEBNLZMDKFAHS CDUT 25 15 17 090011 S> DISAUYOMBPNTHKGJRQ (C) LEZXWFV CDUU 25 15 17 100012 T> FJLVQAKXNBGCPIRMEOY (Z) WDUHST CDUV 25 15 17 110013 S> KTJUQONPZCAMLGFHEW (X) BDYRSVI CDUW 25 15 17 120014 O> ZQXUVGFNWRLKPH (T) MBJYODEICSA CDUX 25 15 17 130015 F> XJWFR (D) ZSQBLKTVPOIEHMYNCAUG CDUY 25 15 17 140016 O> FSKTJARXPECNUL (Y) IZGBDMWVHOQ CDUZ 25 15 17 150017 R> CEAKBMRYUVDNFLTXW (G) ZOIJQPHS CDVA 25 15 18 160018 T> TLJRVQHGUCXBZYSWFDO (A) IEPKNM CDVB 25 15 18 170019 B> Y (H) LPGTEBKWICSVUDRQMFONJZAX CDVC 25 15 18 180020 E> KRUL (G) JEWNFADVIPOYBXZCMHSQT CDVD 25 15 18 190021 K> RCBPQMVZXY (U) OFSLDEANWKGTIJH CDVE 25 15 18 200022 А> (F) CBJQAWTVDYNXLUSEZPHOIGMKR CDVF 25 15 18 210023 N> VFTQSBPORUZWY (X) HGDIECJALNMK CDVG 25 15 18 220024 N> JSRHFENDUAZYQ (G) XTMCBPIWVOLK CDVH 25 15 18 230025 T> RCBUTXVZJINQPKWMLAY (E) DGOFSH CDVI 25 15 18 240026 Z> URFXNCMYLVPIGESKTBOQAJZDH (Вт) CDVJ 25 15 18 250027 U> JIOZFEWMBAUSHPCNRQLV (K) TGYXD CDVK 25 15 18 260028 G> ZGVRKO (B) XLNEIWJFUSDQYPCMHTA CDVL 25 15 18 010029 E> RMJV (L) YQZKCIEBONUGAWXPDSTFH CDVM 25 15 18 020030 B> G (K) QRFEANZPBMLHVJCDUXSOYTWI CDWN 25 15 19 030031 E> YMZT (G) VEKQOHPBSJLIUNDRFXWAC CDWO 25 15 19 040032 N> PDSBTIUQFNOVW (J) KAHZCEGLMYXR CDWP 25 15 19 05

где буквы, следующие за каждым отображением, - это буквы, которые появляются в окнах на этом этапе (единственное изменение состояния, видимое оператору), а числа показывают базовое физическое положение каждого ротора.

Отображения символов для данной конфигурации машины, в свою очередь, являются результатом серии таких отображений, применяемых при каждом проходе через компонент машины: кодирование символа, полученное в результате применения сопоставления данного компонента, служит входными данными. к отображению следующего компонента. Например, 4-й шаг в приведенной выше кодировке может быть расширен, чтобы показать каждый из этих этапов с использованием того же представления сопоставлений и выделения для закодированного символа:

 G> ABCDEF (G) HIJKLMNOPQRSTUVWXYZ  P EFMQAB (G) UINKXCJORDPZTHWVLYS AE.BF.CM.DQ.HU.JN.LX.PR.SZ.VW  1 OFRJVM (A) ZHQNBXPYKCULGSWETDI N 03 VIII  2 (N) UKCHVSMDGTZQFYEWPIALOXRJB U 17 VI  3 XJMIYVCARQOWH (L) NDSUFKGBEPZT D 15 В  4 QUNGALXEPKZ (Y) RDSOFTVCMBIHWJ C 25 β  R RDOBJNTKVEHMLFCWZAXGYIPS (U) Q c  4 EVTNHQDXWZJFUCPIAMOR (B) SYGLK β  3 H (В) GPWSUMDBTNCOKXJIQZRFLAEY V  2 TZDIPNJESYCUHAVRMXGKB (F) QWOL VI  1 GLQYW (B) TIZDPSFKANJCUXREVMOH VIII  PE (F) MQABGUINKXCJORDPZTHWVLYS AE.BF.CM.DQ.HU.JN.LX.PR.SZ.VW F <KPTXIG (F) MESAUHYQBOVJCLRZDNW

Здесь кодирование начинается тривиально с первого «сопоставления», представляющего клавиатуру (которое не имеет никакого эффекта), за которым следует панель расширения, настроенная как AE.BF.CM.DQ.HU.JN.LX.PR.SZ.VW, которая не имеет эффект на 'G', за которым следует ротор VIII в позиции 03, который отображает G в A, затем ротор VI в позиции 17, который отображает A в N, ... и, наконец, снова коммутационная панель, которая отображает B до F, создавая общее отображение, указанное на последнем шаге: от G до F.

Модели [ править ]

Семейство Enigma включало в себя несколько дизайнов. Самыми ранними были коммерческие модели начала 1920-х годов. Начиная с середины 1920-х годов, немецкие военные начали использовать Enigma, внося ряд изменений, связанных с безопасностью. Различные страны либо приняли, либо адаптировали дизайн для своих собственных шифровальных машин.

Было построено около 100 000 машин Enigma. После окончания Второй мировой войны союзники продали трофейные машины Enigma, которые все еще считались безопасными, развивающимся странам. ^[32]

Коммерческая Enigma [ править ]

23 февраля 1918 г. ^{[ неудачная проверка ]} Артур Шербиус подал заявку на патент на шифровальную машину, в которой использовались роторы . ^[33] Щербиус и Э. Ричард Риттер основали фирму Scherbius & Ritter. Они обратились в германский флот и министерство иностранных дел со своим проектом, но ни одно агентство не заинтересовалось. Затем Scherbius & Ritter передали патентные права компании Gewerkschaft Securitas, которая 9 июля 1923 года основала Chiffriermaschinen Aktien-Gesellschaft (Cipher Machines Stock Corporation); Щербиус и Риттер входили в совет директоров.

Enigma A (1923) [ править ]

Компания Chiffriermaschinen AG начала рекламировать роторную машину Enigma model A , которая была выставлена ​​на Конгрессе Международного почтового союза в 1924 году. Машина была тяжелой и громоздкой, включая пишущую машинку . Он имел размеры 65 × 45 × 38 см и весил около 50 кг (110 фунтов).

Enigma B (1924) [ править ]

В 1924 году была представлена модель Enigma B , которая имела аналогичную конструкцию. ^[34] Несмотря на то, что обе модели A и B носили название Enigma, они сильно отличались от более поздних версий: они отличались физическими размерами и формой, а также криптографически, в них отсутствовал отражатель. Эта модель машины Enigma называлась Glowlamp Enigma или Glühlampenmaschine, поскольку она производила свою продукцию на панели лампы, а не на бумаге. Такой способ вывода был намного надежнее и экономичнее. Следовательно, эта машина была в 8 раз дешевле своей предшественницы. ^[5]

Enigma C (1926) [ править ]

Отражатель, предложенный коллегой Шербиуса Вилли Корном , был представлен в Enigma C (1926).

Модель C была третьей моделью так называемых «загадок с лампой накаливания» (после A и B), и в ней снова не было пишущей машинки. ^[5]

Enigma D (1927) [ править ]

Энигма С быстро сменилась Энигма D (1927). Эта версия широко использовалась и отправлялась в Швецию, Нидерланды, Великобританию, Японию, Италию, Испанию, США и Польшу. В 1927 году Хью Фосс из Британской правительственной школы кода и шифра смог показать, что коммерческие машины Enigma могут быть взломаны при условии наличия подходящих детских кроваток. ^[35] Вскоре Enigma D станет пионером в использовании стандартной раскладки клавиатуры для немецких компьютеров. Эта раскладка называлась «QWERTZ» и очень похожа на стандартный американский формат клавиатуры сегодня.

"Navy Cipher D" [ править ]

Другие страны использовали машины Enigma. ВМС Италии принял коммерческую Энигму как «Navy Cipher D». Испанцы также использовали коммерческие машины Enigma во время Гражданской войны . Британским взломщикам кодов удалось взломать эти машины, у которых не было коммутационной панели. ^[36] Машины Enigma также использовались дипломатическими службами.

Enigma H (1929) [ править ]

Была также большая печатная модель с восемью роторами, Enigma H , которую рейхсвер назвал Enigma II . В 1933 году Польское бюро шифров обнаружило, что оно использовалось для высокоуровневой военной связи, но вскоре было снято, так как оно было ненадежным и часто заглушивалось. ^[37]

Enigma K [ править ]

Швейцарцы использовали версию Энигмы под названием Model K или швейцарский K для военного и дипломатического использования, который был очень похож на коммерческую Энигме D . Машинный код был взломан Польшей, Францией, Соединенным Королевством и США; последняя получила кодовое название INDIGO. Модель Enigma T под кодовым названием Tirpitz использовалась в Японии.

Typex [ править ]

Как только британцы поняли принцип работы Enigma, они решили проблему с ней и создали свой собственный Typex , который немцы считали неразрешимым. ^[38]

Военная загадка [ править ]

Funkschlüssel C [ править ]

Reichsmarine была первой военной ветвью, принявшей на вооружение Enigma. Эта версия, получившая название Funkschlüssel C (« Радиошифр C »), была запущена в производство к 1925 году и была введена в эксплуатацию в 1926 году ^[39].

Клавиатура и световая панель содержали 29 букв - AZ, Ä, Ö и Ü - которые были расположены в алфавитном порядке, в отличие от порядка QWERTZUI. ^[40] Роторы имели 28 контактов, при этом буква X была подключена для обхода роторов в незашифрованном виде. ^[15] Три ротора были выбраны из пяти ^[41], и рефлектор можно было вставить в одно из четырех различных положений, обозначенных α, β, γ и δ. ^[42] Машина была немного переработана в июле 1933 года. ^[43]

Enigma G (1928–1930) [ править ]

К 15 июля 1928 года ^[44] немецкой армии ( рейхсвера ) ввели свою собственную эксклюзивную версию Энигмы, в Энигма G .

Абвер использовал Энигма G (The абвер Энигма). Этот вариант Enigma представлял собой четырехколесную машину без фиксаторов с множеством выемок на роторах. Эта модель была оснащена счетчиком, который увеличивался при каждом нажатии клавиши, и поэтому также известна как «счетчик» или Zählwerk Enigma.

Загадка Вермахта I (1930–1938) [ править ]

К июню 1930 года машина Enigma G была преобразована в Enigma I. ^[45] Enigma I также известна как Вермахт , или «Служба» Enigma, и широко использовалась немецкими военными службами и другими правительственными организациями (такими как железные дороги ^{[46] ]} ) до и во время Второй мировой войны .

Основное различие между Enigma I (версия для немецкой армии с 1930 г.) и коммерческими моделями Enigma заключалось в добавлении коммутационной панели для обмена пар букв, что значительно увеличивало криптографическую стойкость.

Другие отличия включают использование фиксированного отражателя и перемещение ступенчатых пазов с корпуса ротора на подвижные буквенные кольца. Машина имела размеры 28 см × 34 см × 15 см (11,0 дюйма × 13,4 дюйма × 5,9 дюйма) и весила около 12 кг (26 фунтов). ^[47]

В августе 1935 года ВВС представили вермахт Enigma для связи. ^[45]

M3 (1934) [ править ]

К 1930 году рейхсвер предложил военно-морскому флоту принять их машину, сославшись на преимущества повышенной безопасности (с коммутационной панелью) и упрощения межсервисной связи. ^[48] Рейхсмарине в конце концов согласились и в 1934 году ^[49] приняли на вооружение военно- морскую версию армейской Enigma, получившую обозначение Funkschlüssel 'или M3 . В то время как армия использовала только три винта, ВМС указали на выбор три из пяти возможных. ^[50]

Два дополнительных ротора (1938) [ править ]

В декабре 1938 года армия выпустила два дополнительных ротора, так что три ротора были выбраны из пяти. ^[45] В 1938 году военно-морской флот добавил еще два ротора, а затем еще один в 1939 году, что позволило выбрать один из трех роторов из восьми. ^[50]

M4 (1942) [ править ]

Четырехроторная Enigma была представлена ​​военно-морским флотом для движения подводных лодок 1 февраля 1942 года под названием M4 (сеть была известна союзникам как Triton или Shark ). Дополнительный ротор был установлен в том же пространстве путем разделения отражателя на комбинацию тонкого отражателя и тонкого четвертого ротора.

• Enigma G, используемая абвером , имела четыре ротора, без коммутационной панели и несколько выемок на роторах.

• Немецкая машина Enigma-K, используемая швейцарской армией, имела три ротора и отражатель, но не имела коммутационной панели. Роторы были заменены на месте, а также была установлена ​​дополнительная ламповая панель.

• Модель Enigma T (Tirpitz), модифицированная коммерческая Enigma K, изготовленная для использования японцами.

• Машина Enigma в Имперском военном музее Великобритании

• Enigma используется в России (изображение Бундесархива)

• Enigma в радиоавтомобиле 7-й танковой дивизии. Посох, август 1941 г.

Выжившие машины [ править ]

Попытки взломать Enigma не разглашались до 1970-х годов. С тех пор интерес к машине Enigma вырос. Загадки выставлены на всеобщее обозрение в музеях по всему миру, и некоторые из них находятся в руках частных коллекционеров и энтузиастов компьютерной истории. ^[51]

В Немецком музее в Мюнхене представлены как трех-, так и четырехроторные немецкие военные варианты, а также несколько гражданских версий. Машины Enigma выставлены в Национальном центре кодов в Блетчли-парке , в штаб-квартире правительственной связи , в Музее науки в Лондоне , в парке открытий Америки в Теннесси, в Музее польской армии в Варшаве, в Музее шведской армии ( Armémuseum ) в Стокгольме , в Военном Музей Ла-Корунья в Испании, Военный мемориальный музей Красного Креста Нурланда в Нарвике ,^[52] Норвегия, Артиллерийские, Инженеры и сигналы музея в Хямеенлинна , Финляндия ^[53] Технический университет Дании в Люнгом, Дании, в Skanderborg Bunkerne в Сканнерборге, Дания, и на Австралийском военном мемориале и в фойе австралийского Управление сигналов , оба в Канберре , Австралия. Институт Юзефа Пилсудского в Лондоне демонстрирует редкий польский двойник Enigma, собранный во Франции в 1940 году. ^{[54] [55]}

В Соединенных Штатах, машины Энигма можно увидеть в Музее компьютерной истории в Маунтин - Вью, штат Калифорния , и на Агентство национальной безопасности «s Национальный Криптологических музей в Форт - Мид , штат Мэриленд, где посетители могут попробовать свои силы в шифровании и расшифровке сообщений. Две машины, которые были приобретены после захвата U-505 во время Второй мировой войны, выставлены вместе с подводной лодкой в Музее науки и промышленности в Чикаго , штат Иллинойс. Четырехроторное устройство демонстрируется в коридоре АНЗУС Пентагона.на втором этаже, Кольцо, между коридорами 9 и 10. Этот автомат взят из Австралии. Академия ВВС США в Колорадо-Спрингс выставила машину в отделе компьютерных наук. Есть также машина, расположенная в Национальном музее Второй мировой войны в Новом Орлеане. В Международном музее Второй мировой войны недалеко от Бостона выставлены семь машин Enigma, в том числе четырехроторная модель U-Boat, один из трех сохранившихся примеров машины Enigma с принтером, один из менее чем десяти уцелевших десятироторных машин для кодирования. , пример, взорванный отступающим подразделением немецкой армии, и две загадки с тремя роторами, которыми посетители могут управлять для кодирования и декодирования сообщений. Компьютерный музей Америки в Розуэлле, Джорджияимеет трехроторную модель с двумя дополнительными роторами. Машина полностью отреставрирована, и CMoA имеет оригинальные документы на покупку 7 марта 1936 года немецкой армией. Национальный музей вычислительной техники также содержит живые машины Энигмы в Блетчли, Англия. ^[56]

В Канаде швейцарская армия выпускает Enigma-K, находится в Калгари, Альберта. Он находится в постоянной экспозиции Военно-морского музея Альберты в Военных музеях Калгари. Четырехроторная машина Enigma выставлена ​​в Музее военной связи и электроники на базе канадских вооруженных сил (CFB) в Кингстоне в Кингстоне, Онтарио .

Иногда машины Enigma продаются на аукционах; Цены в последние годы колебались от 40 000 долларов США ^{[57] [58]} до 547 500 долларов США ^[59] в 2017 году. Реплики доступны в различных формах, включая точную реконструированную копию модели Naval M4, Enigma, реализованную в электронике (Enigma- E), различные тренажеры и аналоги ножниц из бумаги.

Редкая машина Abwehr Enigma, получившая обозначение G312, была украдена из музея Блетчли-Парк 1 апреля 2000 года. В сентябре человек, представившийся «Мастер», отправил записку с требованием 25 000 фунтов стерлингов и угрозой уничтожить машину, если выкуп не будет получен. оплаченный. В начале октября 2000 года официальные лица Блетчли-парка объявили, что они заплатят выкуп, но заявленный срок истек, а шантажист не сообщил ни слова. Вскоре после этого машина была анонимно отправлена ​​журналисту BBC Джереми Паксману , в ней отсутствовали три ротора.

В ноябре 2000 года торговец антиквариатом по имени Деннис Йейтс был арестован после того, как позвонил в газету «Санди Таймс» и договорился о возврате недостающих деталей. После инцидента машина Enigma была возвращена в Блетчли-Парк. В октябре 2001 года Йейтс был приговорен к десяти месяцам тюремного заключения и отбыл трехмесячный срок. ^[60]

В октябре 2008 года испанская ежедневная газета El País сообщила, что 28 машин Enigma были случайно обнаружены на чердаке штаба армии в Мадриде. Эти четырехроторные коммерческие машины помогли националистам Франко выиграть Гражданскую войну в Испании , потому что, хотя британский криптолог Альфред Дилвин Нокс в 1937 году взломал шифр, сгенерированный машинами Энигмы Франко, это не было раскрыто республиканцам, которым не удалось взломать шифр. . Националистическое правительство продолжало использовать свои 50 загадок до 1950-х годов. Некоторые машины выставлены в испанских военных музеях ^{[61] [62], в} том числе в Национальном музее науки и технологий (MUNCYT) в Ла-Корунья. Два были переданы британскому GCHQ.^[63]

Болгарские военные использовали машины Энигмы с кириллической клавиатурой; один из них выставлен в Национальном военно-историческом музее в Софии . ^[64]

3 декабря 2020 года немецкие водолазы, работающие от имени Всемирного фонда природы, обнаружили разрушенную машину Enigma во Фленсбургском заливе (часть Балтийского моря ), которая, как считается, была затоплена подводной лодкой. ^[65] Эта машина Enigma будет отреставрирована и станет собственностью Археологического музея земли Шлезвиг-Гольштейн . ^[66]

Производные [ править ]

Этот раздел, возможно, содержит оригинальные исследования . Пожалуйста, улучшите его , проверив сделанные утверждения и добавив встроенные цитаты . Заявления, содержащие только оригинальные исследования, следует удалить. ( Апрель 2013 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения )

Enigma оказала влияние в области проектирования шифровальных машин, дав начало другим роторным машинам. Британский Typex был первоначально получен из патентов Enigma; Typex даже включает в себя функции из описаний патентов, которые не были включены в реальную машину Enigma. Британцы не платили роялти за использование патентов в целях защиты секретности. Реализация Typex не такая, как в немецкой или других версиях Axis.

Японский клон Enigma получил кодовое название GREEN американскими криптографами. Малоиспользуемый, он содержал четыре вертикально установленных ротора. В Соединенных Штатах криптолог Уильям Фридман сконструировал M-325 , машину, похожую на логику, хотя и не по конструкции.

Уникальная роторная машина была построена в 2002 году нидерландской компанией Татьяной ван Варк. В этом устройстве используются роторы с 40 точками, позволяющие использовать буквы, цифры и некоторые знаки препинания; каждый ротор состоит из 509 деталей. ^[67]

Такие машины, как SIGABA , NEMA , Typex и т. Д., Сознательно не считаются производными от Enigma, поскольку их внутренние функции шифрования математически не идентичны преобразованию Enigma.

Существует несколько программных реализаций, но не все точно соответствуют поведению Enigma. Наиболее часто используемая производная программного обеспечения (которая не совместима с какой-либо аппаратной реализацией Enigma) находится на EnigmaCo.de. Многие Java-апплеты Enigmas принимают ввод только из одной буквы, что усложняет использование, даже если апплет совместим с Enigma. Технически Enigma @ home - это крупнейшее развертывание программного обеспечения Enigma, но программное обеспечение для декодирования не реализует шифрование, что делает его производным (поскольку все оригинальные машины могли шифровать и дешифровать).

Доступен удобный для пользователя трехроторный симулятор, в котором пользователи могут выбирать роторы, использовать панель расширения и определять новые настройки для роторов и отражателей. ^[68] Вывод отображается в отдельных окнах, которые можно независимо сделать «невидимыми», чтобы скрыть расшифровку. ^[69] Другой включает функцию «автонабор», которая берет открытый текст из буфера обмена и преобразует его в зашифрованный текст (или наоборот) на одной из четырех скоростей. Параметр «очень быстро» создает 26 символов менее чем за одну секунду. ^[70]

• Японский клон Enigma, получивший кодовое название GREEN от американских криптографов.

• Роторная машина Татьяны ван Варк, вдохновленная Enigma.

• Электронная реализация машины Enigma, продаваемая в сувенирном магазине Bletchley Park

Симуляторы [ править ]

В популярной культуре [ править ]

Этот раздел, по- видимому, содержит тривиальные, незначительные или несвязанные ссылки на популярную культуру . Пожалуйста , реорганизовать это содержание , чтобы объяснить воздействие субъекта на массовой культуре, предоставляя цитаты в надежные вторичные источники , а не просто листинг выступлений. Материал, не полученный от источника, может быть оспорен и удален. ( Июль 2019 г. )

Литература

• Пьеса Хью Уайтмора « Нарушая код» (1986) сосредоточена на жизни и смерти Алана Тьюринга , который был центральной силой в продолжении разгадывания кода загадки в Соединенном Королевстве во время Второй мировой войны . Тьюринга сыграл Дерек Якоби , который также играл Тьюринга в телеадаптации пьесы 1996 года.
• Действие романа Роберта Харриса « Загадка» (1995) разворачивается на фоне Блетчли-парка времен Второй мировой войны и криптологов, работающих над чтением «Морской загадки» в Хижине 8 .
• В романе Нила Стефенсона « Криптономикон» (1999) заметно выделяется машина «Энигма» и попытки ее взломать, а также изображается, как немецкое командование подводной лодки под командованием Карла Деница использует ее, очевидно, сознательно игнорируя ее проникновение.
• Enigma представлена ​​в The Code Book , обзоре истории криптографии, написанном Саймоном Сингхом и опубликованном в 1999 году.
• Машина Энигма используется в качестве основного сюжетного элемента в век дождя по Аластер Рейнольдс , в альтернативной Земле , где технологические исследования стагнацию и Энигма самый высокий уровень шифрования доступны как для гражданских и военных.

Фильмы

• Тайная загадка (1979; перевод: Тайна загадки ) - это польский фильм, посвященный польским аспектам предмета. ^[86]
• Сюжет фильма « U-571» (выпущенного в 2000 году) вращается вокруг попытки американских, а не британских сил захватить машину Enigma у немецкой подводной лодки.
• В военном комедийном фильме 2001 года « Все люди королевы» был показан вымышленный британский заговор с целью поимки машины Engima путем проникновения на фабрику Enigma мужчин, замаскированных под женщин.
• Книга Харриса, со значительными изменениями в сюжете, была адаптирована как фильм « Загадка» (2001) режиссера Майкла Аптеда с Кейт Уинслет и Дугреем Скоттом в главных ролях . Фильм был подвергнут критике за исторические неточности, в том числе игнорирование роли Польши «s Бюро шифров . Фильм, как и книга, делает поляка злодеем, стремящимся выдать секрет расшифровки Enigma. ^[87]
• Фильм «Игра в имитацию» (2014) рассказывает историю Алана Тьюринга и его попыток взломать машинный код Enigma во время Второй мировой войны. ^[51]

Телевидение

• В британском телесериале Код убийства , то Typex использовался протагонистов во время войны, и в сезон 2, эпизод 4, они посещают Блетчли Парк искать один из, чтобы взломать код черного рынка сводника и контрабандиста Марта, которая использовала Typex для кодирования своей бухгалтерской книги. Круг, вынужденный согласиться на использование Энигмы, вместо этого успешно взламывает код.
• В 23-м эпизоде ​​5-го сезона « Элементарно» («Взломанный») банда контрабандистов наркотиков использует машину Enigma с четырьмя роторами, чтобы зашифровать свои сообщения.
• В 8 сезоне « Кости» , эпизод 12 («Труп в балдахине») доктор Джек Ходжинс использует машину Enigma для отправки информации Сили Буту в ФБР, чтобы помешать Кристоферу Пеланту , опытному хакеру, шпионить за их сообщениями. .

См. Также [ править ]

• Бауманор-холл , величественный дом, использовавшийся во время Второй мировой войны для военной разведки.
• Аластер Деннистон
• Эрих Феллгибель
• Гисберт Хазенджегер  - отвечает за безопасность Enigma
• Эрхард Мартенс  - исследовал безопасность Enigma
• Фриц Тиле
• Лаборатория вычислительных машин ВМС США
• Арлингтон Холл

Ссылки [ править ]

Библиография [ править ]

Дальнейшее чтение [ править ]

• Нерассказанная история взломщика кода Enigma - Министерство обороны (Великобритания)

Внешние ссылки [ править ]

Викискладе есть медиафайлы по теме машины Enigma .

• Гордон Корера, польский взломщик кодов Enigma, о котором забывают, BBC News Magazine, 4 июля 2014 г.
• Длинный список мест, где выставлены машины Enigma
• Национальный кодовый центр Блетчли-Парк Дом британских взломщиков кодов во время Второй мировой войны
• Машины Enigma на веб-сайте Crypto Museum
• Фотографии четырехроторной морской загадки, включая изображения машины в формате Flash (SWF).
• Изображения Enigma и демонстрация сотрудником АНБ в RSA
• Машина Enigma в Керли
• Kenngruppenheft
• Процесс создания реплики Enigma M4
• Взлом шифров ВМС Германии
• Онлайн-симулятор Enigma Machine
• Энигма моделирование
• Универсальный симулятор Enigma
• Cryptii - Модульная онлайн-площадка, включающая 13 вариантов машин Enigma.