Az Enigma titkosítás a németek által a második világháború alatt használt terepi titkosítás volt. Az Enigma a történelem egyik leghíresebb titkosítógépe. Az első Enigma gépet egy Arthur Scherbius nevű német mérnök találta fel az első világháború végén. Az 1920-as évek eleje óta használták kereskedelmi forgalomba, és számos ország, köztük Németország katonai és kormányzati szolgálatai is használták a második világháború előtt és alatt kódolt üzenetek továbbítására. Sok különböző Enigma modellt gyártottak, de a német katonai modell és a német "Enigma" titkosítás a leghíresebb és legismertebb.
Az Enigma titkosítás feltörése a második világháború alatt
Egyes történészek úgy vélik, hogy az Enigma titkosítás feltörése volt a szövetséges hatalmak legfontosabb győzelme a második világháború alatt. Az Enigma gép milliárdnyi módot tett lehetővé az üzenetek kódolására, ami hihetetlenül megnehezítette más országok számára a német kódok feltörését a második világháború alatt. Egy ideig a kód sebezhetetlennek tűnt. Aztán Alan Turing ésmás kutatók kihasználták az Enigma kód megvalósításának számos hibáját, és hozzáfértek a német kódkönyvekhez, lehetővé téve számukra a Bombe nevű gép létrehozását. Segített megtörni az Enigma legnehezebb verzióit. Lengyelország 2007-ben egy érmét bocsátott ki az Enigma-rejtjel feltörésének 75. évfordulója tiszteletére – 2 złoty az északi aranyból. Középen Lengyelország címere, körben pedig egy Enigma kerék-relle.
A titkosítás feltörésének jelentése a szövetségesek számára
Egyes történészek úgy vélik, hogy az Enigma feltörése volt a szövetséges hatalmak legfontosabb győzelme a második világháború alatt. A németektől megfejtett információk felhasználásával a szövetségesek számos támadást meg tudtak akadályozni. De hogy elkerüljék a gyanút, hogy módot találtak az üzenetek megfejtésére, a szövetségeseknek meg kellett engedniük néhány támadást, annak ellenére, hogy megvolt a tudásuk, hogy megállítsák azokat. Ezt a 2014-ben megjelent "The Imitation Game" című film írja le.
Gép "Enigma": leírás, alkatrészek
Az Enigma gép több részből áll, beleértve a billentyűzetet, a kártyát, a rotorokat és a belső elektronikus áramköröket. Némelyikük további funkciókkal is rendelkezik. A kódolt üzenetek olyan betűkészletek voltak, amelyek megfejtéskor egyértelmű mondattá változtak. Az Enigma gépek a helyettesítő titkosítás egy formáját használják. A helyettesítő titkosítás egyszerű módja az üzenetek kódolásának, de az ilyen kódokat meglehetősen könnyű feltörni. De az Enigma gépet úgy tervezték, hogy a megfelelő rotor haladjon előreegy pozíciót közvetlenül az enter gomb megnyomása után. Így a betűk titkosítása valójában akkor kezdődik, amikor a rotorok az AAA előtti pozícióban vannak. Általában ez a pozíció AAZ.
Hogyan működik az Enigma titkosítás
A helyettesítő titkosítási séma egyszerű példája a Caesar-rejtjel. Ez abból áll, hogy megváltoztatja az ábécé egyes betűinek helyét. Például, ha 3 hellyel eltoljuk, az A betű veszi át a G helyét. De az Enigma gépi rejtjel kétségtelenül sokkal erősebb volt, mint az egyszerű Caesar-rejtjel. Egyfajta helyettesítő titkosítást használnak, de minden alkalommal, amikor egy betűt egy másikkal egyeztettek, az egész kódolási séma megváltozott. Az Enigma titkosítások változatai – az alábbi képen.
Minden egyes gomb megnyomása után a rotorok elmozdulnak, és az áramot más úton egy másik nyitott levélre irányítják. Így az első billentyűleütéshez egy kódolás jön létre, a második billentyűleütéshez pedig egy másik. Ez nagymértékben megnöveli a lehetséges kódolási lehetőségek számát, mert minden alkalommal, amikor egy gombot megnyomnak az Enigma gépen, a rotorok elfordulnak, és a kód megváltozik.
Az Enigma gép elve
Ha megnyomnak egy billentyűt a billentyűzeten, egy vagy több rotor elmozdul, és egy új rotorkonfigurációt alkot, amely az egyik betűt a másikként kódolja. Az áram átfolyik a gépen, és a lámpatáblán egy lámpa világít, jelezve a kimeneti betűt. Egy példa az Enigma titkosításra így nézett ki: ha megnyomja a P billentyűt, és az Enigma gép ezt a betűt A-ként kódolja,a lámpa panelen az A világít. Minden hónapban az Enigma kezelői kódkönyveket kaptak, amelyek jelezték, hogy mely beállításokat fogják használni minden nap.
Titkosítási séma
Az áramkör hasonló volt egy régimódi telefonos javítópanelhez, amelynek tíz vezetéke van, és mindegyik vezetéknek két vége van, amelyeket egy aljzatba lehet csatlakoztatni. Mindegyik csatlakozóvezeték két betűt párosíthat úgy, hogy a vezeték egyik végét az egyik betűnyíláshoz, a másik végét pedig a másik betűhöz csatlakoztatja. A párban lévő két betű felcserélődik, tehát ha B kapcsolódik G-hez, G-ből B lesz, B-ből pedig G. Ez egy extra titkosítási réteget biztosít a katonaság számára.
Üzenetkódolás
Minden gép forgórésze 2626 számot vagy betűt tartalmaz. Az Enigma gép egyszerre három rotort tud használni, de ezek öt készletből cserélhetők, így több ezer lehetséges konfiguráció érhető el. Az Enigma titkosítás "kulcsa" több elemből áll: a rotorokból és azok sorrendjéből, kezdeti helyzetükből és az eltolási sémából. Feltételezve, hogy a rotorok balról jobbra mozognak, és az A betűt titkosítani kell, akkor az A betű titkosítása esetén minden rotor az eredeti pozíciójában van - AAA. Ahogy a rotorok balról jobbra mozognak, az A karakter először a harmadikon megy át. Mindegyik rotor csereműveletet hajt végre. Ezért, miután az A karakter áthalad a harmadikon, B-ként jelenik meg. Most a B betűt a második forgórészen keresztül írjuk be, ahol J-re cseréljük, és az elsőben J-t Z-re cseréljük. Miután az Enigma titkosítás áthaladaz összes forgórészen keresztül a terelőhöz megy, és egy másik egyszerű cserén megy keresztül.
Kulcs az üzenetek visszafejtéséhez
A reflektorból való kilépés után az üzenet a forgórészeken keresztül az ellenkező irányba kerül elküldésre, fordított cserével. Ezt követően az A szimbólum U-ra változik. A peremén minden rotornak van egy ábécéje, így a kezelő beállíthat egy bizonyos sorrendet. Például a kezelő elforgathatja az első forgórészt a D megjelenítéséhez, a második elforgatását a K megjelenítéséhez, és a harmadik nyílást a P megjelenítéséhez. A három számból vagy betűből álló kezdeti készlet a küldő gépén, amikor elkezdte beírni az üzenetet., a címzett úgy tudja dekódolni, hogy az azonos Enigma gépét a küldő kezdeti beállításaira állítja.
Az Enigma titkosítási módszer hátrányai
Az Enigma titkosítás fő hátránya az volt, hogy a betűt soha nem lehetett úgy kódolni, ahogy van. Más szóval, A soha nem lesz A-ként kódolva. Ez egy hatalmas hiba volt az Enigma kódban, mert olyan információt szolgáltatott, amely az üzenetek visszafejtésére használható. Ha a dekódolók kitalálnák azt a szót vagy kifejezést, amely valószínűleg megjelenik az üzenetben, ez az információ segítene nekik a kód megfejtésében. Mivel a németek mindig az elején küldték el az időjárás-üzenetet, és az üzenet végére általában a hagyományos üdvözletükhöz mellékeltek egy kifejezést, olyan kifejezéseket találtak, amelyek megközelítőlegdekóderek a feloldáshoz.
Alan Turing és Gordon Welchman autója
Alan Turing és Gordon Welchman kifejlesztett egy Bombe nevű gépet, amely elektromos áramkörök segítségével kevesebb mint 20 perc alatt megfejtette az Enigma kódolt üzenetet. A Bombe gép megpróbálta meghatározni a rotor beállításait és az Enigma gép áramköreit, amelyek egy adott kódolt üzenet küldésére szolgálnak. A szabványos brit Bombe jármű lényegében 36 Enigma járműből állt, amelyeket összekapcsoltak. Így több Enigma gépet modellezett egyszerre.
Így nézett ki a bomba
A legtöbb Enigma gépnek három rotorja volt, és a Bombe-i Enigma szimulátorok mindegyikében három dob volt, minden rotorhoz egy. A Bombe dobjait színkóddal látták el, hogy megfeleljenek az általuk szimulált rotornak. A dobokat úgy helyezték el, hogy a három teteje az Enigma bal, a középső a középső, az alsó pedig a jobb rotort szimulálta. A felső orsók minden teljes körforgása esetén a középső orsókat egy pozícióval megnövelték, ugyanez történt a középső és alsó orsóval is, így a pozíciók száma összesen 17 576 pozícióra nőtt a 3 rotoros Enigma gépen.
Dekóder működik
A Bombe gép minden rotorkonfigurációnál, a dobok minden egyes fordulatánál feltételezte az áramkör beállítását, például, hogy A csatlakozik Z-hez. Ha a feltételezés hamisnak bizonyult, a gép elutasította nem használta újra, és nem fordított időt az ellenőrzésreezek közül bármelyiket később. A Bombe gép eltolta a rotor pozícióit, és új tippet választott, és addig ismétli ezt a folyamatot, amíg a megfelelő beállítási elrendezés meg nem jelenik. Ha a gép "kitalálta", hogy A csatlakozik Z-hez, akkor megértette, hogy B-t E-hez kell kötni, és így tovább. Ha a teszt nem eredményezett ellentmondást, a gép leáll, és a dekóder a kiválasztott konfigurációt használja az üzenet kulcsaként.
