2. svetovna vojna malo drugače

7 minutno branje Zadnja sprememba:

Enigma je električna naprava za šifriranje sporočil. Uporabljale so jo nemške oborožene sile med 2. svetovno vojno. Beseda enigma izhaja iz grščine (Αίνιγμα, aínigma) in pomeni uganka. Simbolično pa naj bi bila Enigma uganka za angleške dekripterje tudi zaradi skladbe z istim imenom angleškega skladatelja Elgarja. -- Wikipedia
Kazalo


Izvirnik objavljen poleti 2002

[2020:] Članek preurejen za splet. Dodani novi viri.

Medtem ko so se zavezniki na bojiščih bojevali s silami tretjega rajha, je vzporedno potekala še ena vojna. Njeni glavni akterji so bili matematiki in tehniki, ki so bili informacijski boj. Bo zaveznikom uspelo prestrezati informacije nacističnih sil, ki so bile šifrirane s kodirnim strojem Enigma?

Enigma

Enigma
Enigma, Vir: Wikipedia

Nemški kodirni stroj Enigma je izumil Arthur Scherbius leta 1918 ter ga patentiral leta 1919. Sledila so razna izpopolnjevanja nemške mornarice (1926), vojske (1928) in zračnih sil (1935). Različice enigme so uporabljali v raznih vladnih sektorjih, železniškem prometu, v varnostnih službah in kasneje v vojski. Stroj enigma je bil velik 34,4 X 28 x 15,2 cm in je tehtal 11,8 kg. Sestavljali so ga baterija, tipke za črke (kot pri pisalnem stroju), lučke za vsako črko in šifrirni mehanizem iz štirih okroglih ploščic, ki so jih imenovali rotorji (trije rotorji ter polrotor — reflektor). En rotor je omogočal bijektivne preslikave vseh črk (v nemški abecedi jih je bilo 26). Glavna ideja Enigme so bile električne povezave. Rotor je imel na vsaki ploskvi dvakrat 26 kontaktov, v notranjosti valja povezanih med seboj z žicami, vendar ne urejeno. Tako je npr. črka A prišla skozi rotor preslikana v črko F itd. V stroju so bili zaporedno povezani trije rotorji z različnimi prevezavami (med vojno so jim dodali še enega). Zadnji v vrsti je bil reflektor, ki je poslal dobljeni signal nazaj skozi rotorje po parnih prevezavah, na koncu pa je električni stik prižgal lučko in osvetlil rezultat šifriranja. Po vsakem pritisku tipke so se rotorji obrnili, tako da se je dvakrat vtipkana enaka črka preslikala v dve različni črki. Za dešifriranje sporočila so morali vedeti, kateri rotorji so bili uporabljeni, in začetni položaj rotorjev, ki se je vsak dan spreminjal. Sprejemnik je postavil rotorje v začetni položaj in vtipkal šifrirano sporočilo, na izhodu pa je dobil originalno sporočilo (simetrična kriptografija). Brez poznavanja položaja rotorjev je bilo šifrirano sporočilo zelo težko dešifrirati. Nemci so menili, da je tak kriptografski sistem nemogoče zlomiti. Tudi s posedovanjem enigme ne. Je bilo to res?

Enigma shema
Shema Enigme, Vir: Wikipedia, Prevod: zf42


Odgovor zaveznikov

Poljski Cipher Bureau je od leta 1927 delal na zlomu Enigme. Prestrezali so šifrirana sporočila, a večjega napredka ni bilo. Tudi Češkoslovaška in Francija sta se bali širjenja Nemčije, zato sta skušali finančno in z znanjem pomagati Poljski v njihovih poskusih za zlom Enigme. Decembra 1932 so si delo razdelili. Naloga Francije je bila zbrati čim več podatkov o kodirnem stroju, naloga Poljske pa na podlagi teh podatkov razbrati algoritem Enigme. Kako so prišli do načrtov stroja, ni znano. Po nekaterih virih naj bi načrte Enigme priskrbel nek Poljak, ki je delal v tovarni, kjer so gradili ta elektromehanski stroj. Poljski Cipher Bureau je zbral najobetavnejše matematike, med njimi je bil najpomembnejši Marian Rejewski, katerih delo je bil študij Enigme z matematičnega vidika. Teorija grup in lastnosti permutacijskih grup sta bili velikega pomena pri odkrivanju algoritma tega stroja. Rejewski je s pomočjo Rozyckega ter Zygalskega ugotovil, da se desni rotor ob vsakem pritisku na tipko obrne za 1/26. Odkril je še delovanje reflektorja ter počasi rekonstruiral električni tokokrog v Enigmi. Za odkritje nastavitve rotorjev je bilo treba preizkusiti vseh 26 x 26 x 26 možnih povezav. Matematični del pri razbitju Enigme je bil končan na začetku januarja 1933. Istega leta so na Poljskem sestavili prvi stroj za dešifriranje Enigme, ki so ga poimenovali kar po zvoku, ki so ga proizvajali rotorji med vrtenjem — Bomba (poljska verzija). Vendar tudi Nemci niso stali križem rok. Zamenjali so nekatere komponente, dodali še dva rotorja, položaj rotorjev so začeli spreminjati vsakih 8 ur, toda vezje je ostalo vedno enako. Po vseh teh spremembah Poljaki niso imeli več denarja za graditev 60 novih Bomb, ki bi jih potrebovali za dešifriranje podatkov. Decembra 1933 je prišel v Nemčiji na oblast Hitler, ki je septembra 1939 bliskovito zavzel Poljsko. Rejewski, Rozycki in Zygalski so zbežali v Francijo ter posredovali svoje znanje Angležem.

Marian Rejewski
Marian Rejewski, Vir: Wikipedia


Šibke točke Enigme

:: Ključ sporočila. Operater je moral naključno izbrati tri črke. Človeški dejavnik je razlog, da je včasih vtipkal AAA, BBB, razne diagonale na tipkovnici, grde besede ali začetnice svojega imena. Tako je neki nemški operator v južni Italiji pogosto zapisal kar ime svojega dekleta Cilli. Taka sporočila so zato Angleži začeli imenovali »cillies« ali »sillies«. Zavezniki so seveda najprej preizkusili te možnosti.

:: Črka se nikoli ne preslika vase. Nekemu utrujenemu nemškemu operaterju so naročili, naj pošilja nesmiselna sporočila. Ker je večkrat vtipkal črko L, se je sporočilo glasilo:
LLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLL, oz. po prevedbi DAOACQAOFFNNHDYAPSGZHEPTWCFZEPAARVDZOSWJDHXMESG.
Seveda so zavezniki takoj ugotovili manjkajočo črko L in tako odkrili velik del preslikav.

:: Očitne povezave. Če so zavezniki vedeli izvor sporočila, so sklepali na vsebino. Večkrat so se sporočila začela z: »An General« ali »An die Gruppe«. Te možnosti so preizkusili prve.

:: Poljub. Tako se je imenovalo sporočilo, ki so ga poslali dvakrat v različnih sistemih. Taka sporočila so Angleži izsilili z raznimi vojaškimi akcijami ter nato čakali na nemško sporočilo.

:: Zaplembe kodirnih knjig. Knjige, v katerih so bile zapisane nastavitve (položaji) rotorjev, so dobili iz potopljenih podmornic, zaplenjenih vremenoslovskih ladij itd.

Več: Kriptoanaliza Enigme


Turingova Bomba

Angleži so takoj nadaljevali delo, ki so ga začeli na Poljskem. Bletchley Park, vladni komunikacijski generalštab, ki je bil nastanjen severno od Londona, je ob koncu vojne zaposloval 10.000 (po nekaterih podatkih celo 30.000) ljudi, med njimi 200 kriptologov (ŽIT 1997/7-8, str. 22). Najbolj znana sta bila Alan Turing in Gordon Welchman. Celotni prostor je bil razdeljen na več sektorjev: pomorska in vojaška sporočila. Vsa prestrežena šifrirana nemška sporočila iz celotne Velike Britanije so poslali v Betchley Park, kjer so jih najprej razvrstili in nato poskusili dešifrirati. V ta namen so sestavili elektromehanski stroj Bombe (britanska verzija), ki ga je zasnoval Alan Turing. Velik je bil 2,1 x 2 x 0,6 m. Osrednji del stroja je sestavljalo 36 rotorjev, ki so predstavljali 12 Enigem (s tremi rotorji). Rotorji so imeli enako električno povezavo kot Enigma. Vsak rotor je imel 104 kontakte (26 x 4), ki so bili v notranjosti povezani.

Namen Bombe je bil preizkušanje vseh 26 x 26 x 26 različnih možnosti. Ko je bil odkrit možni ključ, se je stroj ustavil. Pravilnost ključa je bila preizkušena na Enigmi ročno. Položaj rotorjev so morali še vedno uganiti. Prvo takšno bombo so dokončali marca 1940, vsega skupaj pa je bilo zgrajenih vsaj 200 bomb, ki so bile razmeščene po vsej Veliki Britaniji. Hitre bombe za enigme, ki so jih Nemci uporabljali v mornarici, so zgradili v Združenih državah Amerike.

Turingova Bomba
Turingova »Bomba«, Vir: Wikipedia

Med vojno Nemci niso vedeli za obstoj Turingove Bombe. Dele teh strojev so po vojni uporabili za različne namene, tako da nobena originalna Bomba ne obstaja več. Vsa dejstva o dešifriranju Enigme so bila strogo zaupna do leta 1975 in nekatere podrobnosti so ostale prikrite do danes.

Zaveznikom je med vojno uspelo dešifrirati 200—500 tisoč nemških sporočil. Enigma je bila za atomsko bombo druga najbolj varovana skrivnost 2. svetovne vojne. Imela je dolgoročne posledice za razvoj dogodkov v vojni in po njej ter na razvoj kriptografije, ki je iz dneva v dan pomembnejša.


Viri

Stari viri

Originalni viri iz katerih sem črpala leta 2002. Kar nekaj jih ni več dosegljivih, zato sem jih poskušala poiskati na archive.org.


Novi viri

Po letu 2002 je nastalo veliko gradiva o Enigmi, večinoma ličneje predstavljena znana vsebina. Leta 2020 dodajam nekaj novejših zanimivih povezav.


EOF