Die Enigma-syfer was 'n veldsyfer wat deur die Duitsers tydens die Tweede Wêreldoorlog gebruik is. Enigma is een van die bekendste enkripsiemasjiene in die geskiedenis. Die eerste Enigma-masjien is uitgevind deur 'n Duitse ingenieur genaamd Arthur Scherbius aan die einde van die Eerste Wêreldoorlog. Dit is sedert die vroeë 1920's kommersieel gebruik en is ook voor en tydens die Tweede Wêreldoorlog deur die militêre en regeringsdienste van 'n aantal lande, insluitend Duitsland, gebruik om gekodeerde boodskappe oor te dra. Baie verskillende Enigma-modelle is vervaardig, maar die Duitse militêre model en die Duitse "Enigma"-syfer is die bekendste en mees bespreekte.
Kraak die Enigma-syfer tydens die Tweede Wêreldoorlog
Sommige historici glo dat die verbreking van die Enigma-syfer die belangrikste oorwinning vir die Geallieerde magte tydens die Tweede Wêreldoorlog was. Die Enigma-masjien het biljoene maniere toegelaat om boodskappe te enkodeer, wat dit vir ander lande ongelooflik moeilik maak om Duitse kodes tydens die Tweede Wêreldoorlog te breek. Vir 'n rukkie het die kode onkwetsbaar gelyk. Toe Alan Turing enander navorsers het verskeie foute in die implementering van die Enigma-kode uitgebuit en toegang tot Duitse kodeboeke gekry, wat hulle in staat gestel het om 'n masjien genaamd die Bombe te skep. Sy het gehelp om die moeilikste weergawes van Enigma te breek. Pole het in 2007 'n munt uitgereik ter ere van die 75ste herdenking van die verbreking van die Enigma-syfer - 2 złoty van noordelike goud. In die middel is die wapen van Pole, en in 'n sirkel is daar 'n Enigma-wielrelle.
Die betekenis van die breek van die syfer vir bondgenote
Sommige historici glo dat die Enigma-inbraak die enkele belangrikste oorwinning vir die Geallieerde Magte tydens die Tweede Wêreldoorlog was. Met behulp van die inligting wat hulle van die Duitsers ontsyfer het, kon die Geallieerdes baie aanvalle voorkom. Maar om vermoede te vermy dat hulle 'n manier gevind het om die boodskappe te ontsyfer, moes die Geallieerdes sommige aanvalle toelaat, ten spyte van die feit dat hulle die kennis gehad het om dit te keer. Dit word beskryf in die film "The Imitation Game", wat in 2014 vrygestel is.
Masjien "Enigma": beskrywing, komponente
Die Enigma-masjien bestaan uit verskeie dele, insluitend die sleutelbord, bord, rotors en interne elektroniese stroombane. Sommige van hulle het bykomende kenmerke. Geënkodeerde boodskappe was 'n stel letters wat in 'n duidelike sin verander het wanneer dit ontsyfer is. Enigma-masjiene gebruik 'n vorm van substitusie-enkripsie. Vervangingkodering is 'n eenvoudige manier om boodskappe te enkodeer, maar sulke kodes is redelik maklik om te breek. Maar die Enigma-masjien is so ontwerp dat die regte rotor vordereen posisie onmiddellik nadat die enter-sleutel gedruk is. Dus begin die enkripsie van die letters eintlik terwyl die rotors in die posisie is wat AAA voorafgaan. Gewoonlik is hierdie posisie AAZ.
Hoe die Enigma-syfer werk
'n Eenvoudige voorbeeld van 'n vervanging-enkripsieskema is die Caesar-syfer. Dit bestaan uit die verandering van die plek van elke letter van die alfabet. Byvoorbeeld, wanneer dit met 3 plekke verskuif word, sal die letter A die plek van G inneem. Maar die Enigma-masjiensyfer was ongetwyfeld baie kragtiger as die eenvoudige Caesar-syfer. Hulle gebruik 'n vorm van vervangingssyfers, maar elke keer as 'n letter met 'n ander ooreenstem, het die hele enkoderingskema verander. Variante van Enigma-syfers - in die foto hieronder.
Nadat elke knoppie gedruk is, beweeg die rotors en rig die stroom in 'n ander pad na 'n ander oop brief. Dus, vir die eerste toetsaanslag, word een enkodering gegenereer, en vir die tweede toetsaanslag, 'n ander. Dit verhoog die aantal moontlike koderingsopsies aansienlik, want elke keer as 'n sleutel op die Enigma-masjien gedruk word, draai die rotors en die kode verander.
Die beginsel van die Enigma-masjien
Wanneer 'n sleutel op die sleutelbord gedruk word, beweeg een of meer rotors om 'n nuwe rotorkonfigurasie te vorm wat een letter as 'n ander sal kodeer. Stroom vloei deur die masjien en een lig op die lampbord brand om die uitsetletter aan te dui. 'n Voorbeeld van 'n Enigma-syfer het soos volg gelyk: as die P-sleutel gedruk word, en die Enigma-masjien kodeer hierdie letter as A, opdie lamppaneel sal A verlig. Elke maand het Enigma-operateurs kodeboeke ontvang wat aandui watter instellings elke dag gebruik sal word.
Enkripsieskema
Die stroombaan was soortgelyk aan 'n outydse telefoonpleisterpaneel wat tien drade het, met twee ente in elke draad wat by 'n aansluiting ingeprop kan word. Elke propdraad kan twee letters koppel deur die een kant van die draad aan een lettergleuf en die ander kant aan die ander letter te koppel. Die twee letters in die paar sal omruil, so as B aan G gekoppel is, word G B en B word G. Dit verskaf 'n ekstra laag enkripsie vir die weermag.
Boodskapenkodering
Elke masjienrotor het 2626 syfers of letters. Die Enigma-masjien kan drie rotors op 'n slag gebruik, maar dit kan van vyf stelle verander word, wat duisende moontlike konfigurasies tot gevolg het. Die "sleutel" tot die Enigma-syfer bestaan uit verskeie elemente: die rotors en hul volgorde, hul aanvanklike posisies en die verplasingskema. As ons aanvaar dat die rotors van links na regs beweeg, en die letter A geënkripteer moet word, dan wanneer die letter A geïnkripteer is, is elke rotor in sy oorspronklike posisie - AAA. Soos die rotors van links na regs beweeg, sal die karakter A eerste deur die derde een gaan. Elke rotor voer 'n vervangingsoperasie uit. Daarom, nadat die karakter A deur die derde gegaan het, kom dit uit as B. Nou word die letter B deur die tweede rotor ingevoer, waar dit deur J vervang word, en in die eerste J word verander na Z. Nadat die Enigma-syfer verby isdeur al die rotors gaan dit na die deflector en gaan deur nog 'n eenvoudige vervanging.
Sleutel om boodskappe te dekripteer
Nadat die reflektor verlaat is, word die boodskap deur die rotors in die teenoorgestelde rigting gestuur, met omgekeerde vervanging toegepas. Daarna sal die simbool A in U verander. Elke rotor, op die rand, het 'n alfabet, sodat die operateur 'n sekere volgorde kan stel. Die operateur kan byvoorbeeld die eerste rotor draai om D te vertoon, die tweede om K te vertoon en die derde gleuf om P te draai. Met die aanvanklike stel van drie syfers of letters wat op die sender se masjien vertoon word toe hy die boodskap begin tik het, kan die ontvanger dit dekodeer deur sy identiese Enigma-masjien op die aanvanklike senderinstellings te stel.
Nadele van Enigma-enkripsiemetode
Die grootste nadeel van die Enigma-syfer was dat die letter nooit geënkodeer kon word soos dit is nie. Met ander woorde, A sal nooit as A geënkodeer word nie. Dit was 'n groot fout in die Enigma-kode omdat dit 'n stukkie inligting verskaf het wat gebruik kon word om boodskappe te dekripteer. As dekodeerders die woord of frase kon raai wat waarskynlik in die boodskap sal verskyn, sal hierdie inligting hulle help om die kode te ontsyfer. Aangesien die Duitsers altyd die weerboodskap aan die begin gestuur het en gewoonlik 'n frase by hul tradisionele groet aan die einde van die boodskap ingesluit het, is frases gevind wat ongeveerdekodeerders om te ontrafel.
Alan Turing en Gordon Welchman se motor
Alan Turing en Gordon Welchman het 'n masjien genaamd die Bombe ontwikkel wat elektriese stroombane gebruik het om 'n Enigma-geënkodeerde boodskap in minder as 20 minute te ontsyfer. Die Bombe-masjien het probeer om die rotor-instellings en Enigma-masjienkringe te bepaal wat gebruik word om 'n gegewe gekodeerde boodskap te stuur. Die standaard Britse Bombe-voertuig was in wese 36 Enigma-voertuie wat aan mekaar gekoppel is. Sy het dus verskeie Enigma-masjiene gelyktydig gemodelleer.
Hoe die Bombe gelyk het
Die meeste Enigma-masjiene het drie rotors gehad, en elkeen van die Enigma-simulators in Bombe het drie tromme gehad, een vir elke rotor. Die Bombe se tromme was kleurgekodeer om te pas by die rotor wat hulle nageboots het. Die dromme is so gerangskik dat die bokant van die drie die Enigma se linkerrotor gesimuleer het, die middelste een die middelrotor gesimuleer het, en die onderste die regterrotor gesimuleer het. Vir elke volledige rotasie van die boonste rolle, is die middelste rolle met een posisie verhoog, dieselfde het gebeur met die middelste en onderste rolle, wat die totale aantal posisies op 17 576 posisies van die 3-rotor Enigma-masjien te staan bring.
Dekodeerderwerk
Vir elke rotorkonfigurasie, by elke draai van die dromme, het die Bombe-masjien 'n aanname gemaak oor die stroombaanopstelling, byvoorbeeld dat A aan Z gekoppel is. As die aanname vals blyk te wees, het die masjien verwerp dit en het dit nie weer gebruik nie, en het nie tyd spandeer om na te gaan nieenige van hierdie later. Die Bombe-masjien het die rotorposisies verskuif en 'n nuwe raaiskoot gekies en hierdie proses herhaal totdat 'n bevredigende verstellingsreëling verskyn. As die masjien "geraai" het dat A aan Z gekoppel is, dan het dit verstaan dat B aan E gekoppel moet wees, ensovoorts. As die toets nie 'n teenstrydigheid tot gevolg gehad het nie, sal die masjien stop en die dekodeerder sal die geselekteerde konfigurasie as die sleutel tot die boodskap gebruik.
