Интернет магазин китайских планшетных компьютеров

Компьютеры - Реевский, Мариан - Разгадка проводки Энигмы

Циклы сформированные по первой и четвертой букве из набора индикаторов. Реевский использовал эти циклы для разгадки проводки роторов Энигмы в 1932, а затем для разгадки настроек ежедневных сообщений.

Сперва Реевский бился над разгадкой схемы проводки роторов. Для этого он использовал чистую математику в криптоанализе. Первоначальный метод широко использовал лингвистические схемы и статистику текстов на естественном языке — частоту появления тех или иных букв. Реевский даже применял технику из теории групп — теоремы о перестановкаx — в своих нападениях на Энигму. Эти математические методы в сочетании с материалами, поставляемыми французской разведкой, позволили ему реконструировать внутреннюю проводку роторов машины и неповорачивающегося рефлектора. «Разгадка», пишет историк Дэвид Кан, «было принадлежащим Реевскому ошеломляющим достижением, которое возвысило его до пантеона величайших криптографов всех времен». Реевский использовал математическую теорему, которую один профессор математики с тех пор называл «теоремой, выигравшей Вторую мировую».

Реевский исследовал первые 6 букв всех сообщений Энигмы, полученных за один день. Для безопасности, каждое сообщение, посылаемое Энигмой было зашифровано при различных начальных установках трех роторов, выбирающихся оператором. Это обозначалось «сообщение настроек» и было длиной в 3 символа. Для сообщения этих настроек принимающему оператору, отправляющий оператор начинал каждое сообщение, отправляя сообщение настроек в замаскированной форме — шестизнаковый «индикатор». Индикатор был сформирован при помощи Энигмы с роторами, установленным в положение, соответствующее текущим дневным настройкам, обозначенным «главными настройками», общими для всех операторов. К несчастью для Германии, устроенный таким образом индикатор являлся основным слабым местом в системе.

Например, предположим оператор выбрал для сообщения «сообщение настроек» KYG. Сначала оператор должен выставить роторы Энигмы в соответствии с «главными настройками», которые могут быть в этот день, например, GBL, а затем зашифровать сообщение настроек на Энигме «дважды»; то есть оператор должен ввести KYGKYG. Затем оператор должен переставить роторы в положение KYG и зашифровать само сообщение. Принимающий оператор должен применить обратный процесс для расшифровки сообщения настроек, а затем самого сообщения. Повторение сообщения настроек по-видимому предназначалось для проверки на наличие ошибок для выявления искажений, но оно имело непредвиденное последствие — значительное ослабление шифра. Благодаря повторению в индикаторе сообщения настроек, Реевский знал, что в индикаторе первая и четвёртая буква были закодированной одной и той же, вторая соответствовала пятой, а третья шестой. Эти соотношения можно было использовать для разгадки шифра.

Реевский изучал эти соотносящиеся пары букв. Например, если было четыре сообщения, которые имели следующие индикаторы за один день: BJGTDN, LIFBAB, ETULZR, TFREII, то посмотрев на первые и четвёртые буквы каждого индикатора, он знал, что соответствующие пары букв взаимосвязаны. B относится к T, L к B, E к L, а T к E:,,, и. Если у него было достаточно различных сообщений, с которыми можно было работать, он мог строить целые последовательности отношений: буква B связана с T, которая следует за E, затем L и снова B. Это был «четырёхэтапный цикл», так как происходило четыре шага, прежде чем он возвращался на начальную букву. Другой цикл в тот же день мог быть AFWA, или «тройной цикл». Если было достаточно сообщений за один день, все буквы алфавита могли охватываться различными циклами разных размеров. Циклы были совместимы всего один день, затем они менялись на другие наборы циклов. Такой же анализ мог быть проведен над 2ой и 5ой букваи, 3ей и 6ой, выявляя циклы в каждом случае и количество этапов в них.

Используя данные таким образом, в сочетании с оплошностью операторов Энигмы, которые стали выбирать для индикаторов предсказуемые комбинации, Реевский смог вывести шесть перестановок, соответствующих шести настройкам Энигмы. Эти перестановки могут быть описаны шестью уравнениями с различными неизвестными, описывающими проводку в машине и установки на коммутационной панели.

Помощь из Франции

Тут Реевский начал испытывать затруднения: большое количество неизвестных требовало систему уравнений. Позднее в 1980 он скажет, что до сих пор не известно, можно ли решить такую систему из шести уравнений без дополнительных данных. Но у него была поддержка в виде документов, которые отдел французской разведки, под руководством будущего генерала Гюстава Бертранда, раздобыл и доставил в польское Бюро шифров. Документы были добыты шпионом в немецкой службе шифров и включали в себя настройки Энигмы для сентября и октября 1932 года. 9го или 10го декабря, 1932 года документы были отданы Реевскому, который использовал их для удаления влияния коммутационной панели на уравнения. С уменьшенным числом неизвестных решение уравнений перестало быть проблемой.

Однако, необходимо было преодолеть ещё одно препятствие. Военный вариант Энигмы был модифицированной версией коммерческой Энигмы, экземпляр которой был у Реевского. В коммерческой машине клавиши были соединены с цилиндрами в немецкой раскладке. В военной же Энигме клавиши были установлены в алфавитном порядке: «ABCDEF…» Эта новая проводка была отклонена британскими взломщиками кодов, работавшими над Энигмой, как чересчур очевидная. Реевский, руководствуясь возможно интуитивными соображениями о любви немцев к порядку, просто догадался, что клавиши соединялись в алфавитном порядке. Позднее он вспоминал, что как только он сделал такую догадку, "из-под моего карандаша, как по мановению волшебной палочки, стали появляться номера, показывавшие соединения в роторе N. Эти соединения в роторе, который располагался справа, были окончательно известны.

Настройки, добытые французской разведкой охватывали два месяца — период изменений порядка роторов. Другой ротор оказывался в правой позиции на следующий месяц, таким образов проводку двух других цилиндров можно было выяснить аналогичным методом. Это облегчало анализ и в конце года проводка всех трех роторов и рефлектора была изучена. Пример сообщения в пользовательском руководстве Энигмы представлял последовательность незашифрованного и зашифрованного текста, зашифрованного по данным настройкам; это помогло Реевскому устранить остававшиеся неясности с проводкой.

Существовала теория, что проводка роторов могла быть разгадана без документов, доставленных французской разведкой. Реевский заявил в 1980, что был найден и другой путь для решения этой проблемы, но метод он назвал «несовершенным и утомительным», к тому же он опирается на удачу. В 2005 математик Джон Лоуренс опубликовал расчеты, согласно которым для этого метода потребовалось бы 4 года, чтобы он имел разумные шасны на успех. Реевский писал, что «материалы разведки, предоставленные нам, следует рассматривать как решающие в разгадке машины.»