Энигма — шифрование сообщений в войну

    Многие слышали, что в Великую Отечественную Войну немецкая сторона использовала для шифрования специальную шифровальную машину — «Enigma».

    Как утверждают источники, это устройство — было новым словом в криптографии того времени.

    Как же она работала?

    Шифр замены


    Для начала, следует знать, что такое «Шифр замены». Это обычная замена одних букв на другие. Т.е. в таком шифре вместо буквы «А» используется, например «T», вместо «B» — «S» и т.п.

    Взламывается такой шифр достаточно просто. При наличии более-менее длинного зашифрованного сообщения, можно произвести частотный анализ и сопоставить его частоте употребления букв в языке. Т.е. если в зашифрованном шифром замены сообщении много букв «Т» — то это явный признак того, что за этой буквой скрывается какая-то гласная (например, «А» или «О» т.к. обычно именно эти буквы наиболее часты в языке).

    Устройство Энигмы


    Энигма представляла собой как бы динамический шифр цезаря. Т.е. изначально на барабаных выставлялось некое начальное значение (этакий random seed), которое и являлось ключом. Далее, при наборе букв, каждая буква шифровалась шифром цезаря, а потом, этот шифр менялся на другой.

    Смена шифра обеспечивалась с помощью роторов.

    image

    Роторы представляли собой диски, у которых было по 26 контактов с каждой стороны, соединенных внутри ротора определенным (случайным) образом. Именно проходя через ротор, сигнал преобразовывался из буквы «А» в букву «Т» и т.д.

    Роторов было несколько и они поворачивались после набора каждого символа (на манер барабанного счетчика).

    Кроме того, была еще коммутационная панель, в которую можно было вставлять провода, которые попарно меняли буквы. Т.е. воткнув провод одним концом в гнездо «А», а другим — в «Е», вы меняли эти буквы местами.

    image

    Принцип работы можно понять посмотрев на принципиальную схему:



    Количество роторов варьировалось в разные годы и для разного назначения (например, во флоте использовались Энигмы с большим количеством роторов).

    Для усложнения взлома операторы кодировали частоупотребимые слова (названия) каждый раз по-разному. Например, слово «Minensuchboot» могло быть написано как «MINENSUCHBOOT», «MINBOOT», «MMMBOOT» или «MMM354»

    Аксессуары.


    Как к любому популярному устройству, к Энигме существовало большое количество аксессуаров (да-да, это началось уже тогда).

    Например, были авто-печатающие устройства (в обычной версии кодирование производилось загорающимися лампочками, значения которых должен был записывать оператор).

    Кроме того, были дистанционные печатающие устройства (на проводах, конечно же). Чтобы оператор, вбивающий зашифрованное сообщение в машину, не имел доступа к расшифрованному.

    Ссылки по теме:


    Share post
    AdBlock has stolen the banner, but banners are not teeth — they will be back

    More
    Ads

    Comments 31

      +14
      Вы хоть немного потрудились бы объяснить схему… А то как-то вырвано из контекста.
        +8
        Нужно же в статье по криптографии оставить хоть что-то не расшифрованным :)
          +3
          Расшифровал
          0
          Спасибо за ссылки. Вообще аппаратная криптография занимательная вещь…
            +2
            Интересно, что сейчас в книжках по криптографии написание программы для расшифровки Энигмы является стандартной задачей в одной из первых глав. Трудно представить современную криптографию без компьютера.
              +1
              во флоте использовались Энигмы с большим количеством роторов
              Почему именно во флоте требовалась повышенная секретность?
                0
                Логистика же. Взломали сообщение — узнали маршруты — разнесли авиаударом.
                  0
                  Скорее наоборот: расшифровали, пустили конвой там где нет подлодок. А туда где подлодка — отправили бомбардирощик.
                  +2
                  Все проще. До флота эти машинки добрались чуть позже, апгрейд, короче.
                  +9
                  Шифр Цезаря — это когда используется сдвиг на X позиций, где X — ключ. То что вы описали — одноалфавитный шифр подстановки.
                    0
                    А шифр Цезаря разве не является одноалфавитным шифром подстановки?
                      0
                      Является частным его случаем. В Энигме был не он, а более общий вариант подстановки.
                    0
                    Очень интересно, спасибо! Но хотелось бы побольше фактов, истории…
                      +1
                      Прочтите Криптономикон, там занимательно написано =)
                    –1
                    Насколько мне известно, англичане всё-таки взломали шифр Энигмы. Причем иногда, даже зная планы противника, не предпринимали никаких действий, чтобы немцы не догадались, что их шифр взломали.
                      –3
                      Энигма не взломана до сих пор. Данные получали подбором ключей т.к. сухопутные шифровальщики не утруждали себя и использовали ключ типа «qwerty» (за долги годы мало что поменялось).

                      Во флоте дисциплина была жёстче и подобрать ключ не представлялось возможным. Тогда союзники начали захватывать подлодки и изымать журналы с ключами. Благо для морфлота журналы печатались с большим запасом ключей, чтобы хватило на всё время нахождения судна в рейде. При этом всё обставлялось так, будто судно было потоплено случайно, а не ради захвата шифроключей.
                        –1
                        Почитайте чем занимался Алан Тьюринг в Блетчли-парке
                          0
                          Машина Тьюринга лишь перебирала комбинации. Основу для этих переборов брали из ошибок немецких шифровальщиков при составлении ключей (как я упоминал выше) и текста. Так при перехвате метеосводок союзники приблизительно знали в каком месте шифровки находится определённое слово (например wetter) и по нему, с помощью бомбы, восстанавливали весть текст. Однако никто не мог дать 100% гарантии, что аналитик подобрал верный криб и дешифровальщик поймёт смысл угадают смысл шифртекста.

                          Первоначальный же успех «взлома», осуществлённый Реевским, основан на том, что в самом шифротексте разовый ключ передавался дублировано. Это, согласитесь, также оплошность именно шифровальщиков, а не машины.

                            +1
                            Совершенно верно. Нисколько не пытаясь принизить гений Тьюринга или Реевского, помогал только прямой перебор. Я у себя в ЖЖ законспектировал книгу на эту тему.
                    • UFO just landed and posted this here
                        +1
                        Да нет, повозились они будь-здоров, и без экземпляров «Энигмы» вроде вообще «курили бамбук». Оригинальную версию они купили еще до начала войны, а вот модификации в процессе войны… вобщем цитирую Википедию:

                        > В 1940 году морской флот Германии внёс некоторые изменения в машину. Лишь после захвата подводной лодки U-110 вместе с несколькими новыми экземплярами машины британские криптоаналитики смогли разобраться в изменениях.[1]

                        > В 1942 году, после ввода в строй четырёхроторной машины, Блетчи-парк не смог расшифровывать сообщения в течение полугода, пока противолодочный корабль Petard, ценой жизни двух моряков, не захватил «Энигму» с подводной лодки U-559.

                        ru.wikipedia.org/wiki/Криптоанализ_«Энигмы»
                          0
                          Пожертвовали, но машину не взломали, но расшифровали текст.
                          +1
                          В конце 80-х аналогичные машины использовались в армии. Комбинационная панель стала панелью, куда вкладывался лист типа перфокарты — каждый день новый. Роторы тоже были усложненной конструкции — контакты можно было переставлять — и их нужно было переставлять тоже регулярно.

                          Я застал переход на новую технику — поработал на электронной машине — там роторы заменили блоком электроники на простейших микросхемах (никаких процессоров). Отпала возня с чисткой роторов. В остальном суть работы не сильно поменялась.

                          Only users with full accounts can post comments. Log in, please.