Оба блогера демонстрируют полное незнание предмета и неспособность рассматривать и анализировать информацию. Обсуждение квантовых мобильных телефонов должно начинаться не с «наушников» и «серверов», а с организаций по продажам, указывающих на официальные анонсы.
Как секрет Третьего рейха стал ключом к его поражению? История шифровальной машины «Энигма»
До начала Второй мировой войны Германия была мировым лидером в производстве и эксплуатации специального разведывательного оборудования, включая различные шпионские устройства, микрофоны и, прежде всего, шифраторы. Одной из игральных карт немецкой разведки была шифровальная машина «Энигма», и значение ее взлома трудно переоценить. Благодаря успеху криптословарей во взломе немецких шифров, государства антигитлеровской коалиции получили жизненно важную информацию, которая сыграла свою роль в решающих сражениях войны.
Считается, что первое издание Enigma было разработано инженером-электриком и доктором Артуром Скербиусом. Во время Первой мировой войны, незадолго до германской имперской традиции, он усовершенствовал криптографический механизм, основанный на So-Called Rotors, которые представляли собой вращающиеся проволочные колеса. Эта роторная машина называлась «Модель А» и была чрезвычайно громоздкой. Он весил 50 кг.
Позже доктор Шербиус усовершенствовал его, сделав более компактным: третья версия — «С» — и следующая были размером с печатную машинку.
Трехроторная шифровальная машина «Энигма» с коммутационным столом (под клавиатурой) и роторами. Три расположенных ротора выходят на рампу.
Когда Артур Щербиус получил патент, он вместе с инженером Эрнстом Р. Риттером основал компанию по производству шифровальных машин. Первоначально Шербиус и Риттер пытались заключить соглашение с военно-морским флотом Германии на разработку шифровального механизма, но в начале 1920-х годов «Энигма» не была запрошена армией из-за ее высокой стоимости.
Стоит отметить, что подобные разработки существовали не только в Германии. В 1917 году американский криптограф и инженер Эдвард Хепберн создал собственную шифровальную машину. Система состояла из двух пишущих машинок, соединенных кабелем. Когда первая клавиша печатной машинки была нажата, вторая набирала символы шифрования. Несмотря на относительно слабый метод шифрования, система заинтересовала секретные службы США.
Первые немецкие шифровальщики, более компактные и дешевые модели, поступили на вооружение армии и флота Германии в 1926 году. В то же время началась работа по модернизации существующих версий криптографа. Два года спустя армия получила новую Enigma G. Впоследствии он активно использовался во время войны Вермахтом и различными немецкими службами и организациями. Одним из главных отличий новой версии Enigma от первой коммерческой модели было улучшенное качество шифрования.
Немецкое отделение связи. Шифровальная машина «Энигма» слева.
В 1934 году ВМС приняли на вооружение новую модель Enigma M и оснастили ее дополнительным шифровальным ротором. Впоследствии безопасность шифрования этой модели была еще больше повышена.
В следующем году шифровальщик был поставлен и в Люфтваффе. Немецкая военная разведка Абвер использовала собственную модель шифрования. Было произведено около 100 000 двигателей Enigma, большинство из которых было уничтожено немцами. Большинство из них были уничтожены немцами в целях сохранения секретности.
Конструкция и принцип работы
‘Энигма — это вращающаяся машина, состоящая из механической и электрической систем. Основными компонентами, непосредственно участвующими в шифровании и дешифровании, были вращающиеся диски, роторы, шагающий механизм, отражатели и электрические цепи.
Ротор представлял собой зубчатый диск диаметром 10 см, максимальное количество в немецких подвалах — восемь. Каждый диск имел 26 секций, по одной на каждую букву латинского алфавита, и 26 контактов для взаимодействия с другими роторами. Роторы выполняют шифрование при нормальном вращении. Однако при использовании двух и более роторов надежность шифрования возрастает с увеличением количества дисков, так как происходит многократная замена. В первом роторе «A» заменено на «g», во втором — на «G». ‘K’ до третьего по ‘F’. После всех замен на столе загорается лампа с маркировкой ‘K’. Процедура повторяется при каждом нажатии клавиш клавиатуры, но замены совершенно разные. Движение самого ротора обеспечивается шаговым механизмом.
Главной особенностью Enigma является рефлектор. Отражатели замыкают цепь таким образом, что ток проходит через все роторы в противоположных направлениях. Однако роторы снова движутся друг против друга, тем самым обращая его путь вспять. Этот механизм имеет существенный недостаток, который впоследствии помог взломать код Энигмы — отражатель не позволяет зашифровать само письмо. Это означает, что буква «E» заменяется буквой, отличной от «E».
Диаграмма пути электрического импульса от нажатия клавиши ‘A’ сигнала, преобразуемого в букву ‘G’. Некоторые возможные варианты шифрования показаны серым цветом
Более сложное шифрование достигалось путем добавления дополнительных роторов или соединительных таблиц. Энигма с ремонтными панелями требовала специальной вычислительной машины и считалась очень сложной для взлома вручную. Стол представлял собой другую систему защиты — операторы могли заменять сигналы одной буквы сигналами другой буквы. Например, сигналы от клавиш передавались на другую букву через подключенный кабель. Например, ‘Y’, когда была нажата клавиша ‘C’. Только после того, как электрический импульс проходил через букву «Y», сигнал подавался на ротор, и буква «Y» сменялась несколько раз.
3 роторный кодек. На левой стороне находится отражатель с маркировкой ‘C’, а на кольце алфавитного порядка — ротор с характерным штифтом.
Благодаря такой конструкции общее число конфигураций, включая Enigma с пятью роторами и таблицу переключения, представляет собой цифру с 18 нулями. Для расшифровки сообщений требовались ключи шифрования. Они состояли из схематического изображения с указанием поворотов и позиций данных с использованием каждого буквенного кольца и настроек коммутационной панели. Однако, с точки зрения современного шифрования, шифр-система «Энигма» считается очень простой.
Польская школа криптоанализа
В январе 1929 года в руки Пола попала коммерческая модель шифровального двигателя. После обнаружения неизвестной немецкой системы шифрования польское подразделение военной разведки, Криптологическое управление, начало расследование арестованной тайны. Однако у взломщиков не было времени на изучение шифра. По требованию Германии образцы пришлось вернуть.
С этого момента Польша серьезно заинтересовалась криптоанализом, и уже через несколько лет польские криптоаналитики и криптографы считались лучшими в мире. Первые успехи в расшифровке «Энигмы» были достигнуты студентами-математиками Генриком Зигальским, Ежи Рожицким и Марианом Реевским.
Ключ Энигмы от октября 1944 года. Латинские цифры обозначают роторы в том порядке, в котором они были установлены. И оператор, и приемник имели одинаковые ключи. Чтобы расшифровать его, получатель помещал оригинальный ротор в то же положение, что и «Энигма» оператора.
Это стало возможным благодаря агенту французской разведки «Assc» — Гансу Шмидту. Аше, работавший в немецком шифровальном бюро, имел доступ к недействительному коду EnigmaI. Материалы, занятые французами, были доставлены в Польшу. Польские криптографы знали состав ключей шифрования.
Имея в руках кодовую книгу, содержащую ежедневные ключи, польские криптоаналитики смогли реконструировать роторную систему и даже воссоздать военную модель «Энигмы». Проанализировав ежедневные ключи, они обнаружили некоторые закономерности в созданных ими корреляционных таблицах. Информация о количестве дисков Enigma I и их начальной конфигурации, предоставленная агентом Эшем, помогла им рассчитать количество комбинаций — их оказалось чуть больше 100 000. Используя построенный шифр, Мариан-Ревски составил список всех возможных цепочек.
Польские криптоаналитики Генрик Зигальский, Мариан Реевский и Ежи Рожицкий
В 1938 году немцы, по понятным причинам опасаясь пиратства, изменили процесс шифрования. В ответ поляки создали «криптобомбу» — машину, состоящую из двух шифровальщиков. С помощью этой «бомбы» все еще можно было анализировать немецкие шифры.
Однако перед началом войны немецкие криптовалюты получили дополнительные роторы и увеличенное количество подключений колл-центра. Таким образом, количество вариантов кода увеличилось. Несмотря на огромные усилия польских криптоаналитиков, их методы не позволяли своевременно расшифровывать новые немецкие коды в связи с развитием технологии Enigma. Накануне Второй мировой войны Криптологическое бюро было полностью осведомлено о намерениях Германии в отношении Польши и передало всю информацию и ноу-хау союзникам, Великобритании и Франции.
Методы компьютерного шифрования используют те же традиционные принципы подстановки и перестановки символов в соответствии с определенным алгоритмом, что и «Энигма» в электрических машинах.
Первые методы шифрования сообщений
В древние времена способом сокрытия секретной информации было простое письмо. Мало кто был грамотным, поэтому более образованные люди могли писать сообщения на бумаге — большинство людей просто не могли их прочитать. Однако со временем люди стали более грамотными, и возникла необходимость в сложных системах шифрования. Первоначально люди, особенно армии, скрывали важные данные, заменяя буквы в алфавите. Например, 100 год до нашей эры. Шифровка Цезаря была популярна. Каждая буква оригинального текста была заменена другой буквой, помещенной на определенное место в алфавите.
Шифрование по методу Цезаря путем сдвига трех символов
Примерно в 20 веке начали появляться первые устройства для автоматической замены одного символа на другой. Самым известным из них была Enigma.
Машина «Энигма» для шифрования секретных сообщений.
Кто изобрел шифровальную машину «Энигма»?
Изобретателем «Энигмы» считается немецкий инженер Артур Шербиус. В начале своей карьеры он создал асинхронные двигатели, электрические колодки, керамические нагревательные компоненты и другие электронные устройства. В 1918 году он подал заявку на патент на шифровальную машину Enigma, которая выглядела как 50-килограммовый кассовый аппарат. Позже он создал более портативные и улучшенные версии. По размеру они были сопоставимы с печатной машинкой. Первоначально спрос на устройства для шифрования секретных сообщений отсутствовал, но в 1926 году ими заинтересовались военно-морские силы Германии. Это можно считать началом военного использования «Энигмы».
Немецкий изобретатель Артур Щербиус.
Важно отметить, что во время Второй мировой войны Enigma считалась самым сильным шифром в мире. Изобретатель Артур Щербиус погиб в результате несчастного случая с лошадью в 1929 году. Только после смерти он прославился своим изобретением.
Неудивительно, что шифровальные машины использовались в военных целях. Сокрытие информации всегда было необходимым условием успешного ведения войны. Благодаря шифрованию войска и командиры могли поддерживать связь. Если он был украден вражескими силами, он был бесполезен, так как его могли прочитать только те, кто знал, как его расшифровать.
Принцип работы шифровальной машины «Энигма»
Текст, который нужно было зашифровать, печатался непосредственно на «Энигме». Перед использованием оператор открывал крышку машины и запоминал настройки — три числа, которые впоследствии требовались для расшифровки сообщения. Затем был написан секретный текст, в котором каждая буква была заменена на другую, в результате чего сообщение выглядело как случайный набор символов. Механизм смены символов имел различные алгоритмы в зависимости от установленных внутри шестеренок.
После написания сообщения автор передавал три заранее написанные цифры радисту, который передавал их адресату с помощью азбуки Морзе. Человек на другом конце, у которого была такая же «Энигма», устанавливал машину в ту же конфигурацию и вводил в нее набор неразборчивых символов. В результате этого действия он получил расшифрованный текст.
Во-первых, следует отметить, что это очень краткое описание того, как работает Enigma. Я нашел очень хорошее видео, в котором упоминаются все нюансы. Она длится всего 12 минут и наглядно демонстрирует все нюансы работы устройства. Я настоятельно рекомендую вам посмотреть его — вы не будете разочарованы.
Когда Артур Щербиус получил патент, он вместе с инженером Эрнстом Р. Риттером основал компанию по производству шифровальных машин. Первоначально Шербиус и Риттер пытались заключить соглашение с военно-морским флотом Германии на разработку шифровального механизма, но в начале 1920-х годов «Энигма» не была запрошена армией из-за ее высокой стоимости.
«Энигма»: описание, составные части
Enigma — это портативный, переносимый механизм шифрования.
- панель механических клавиш;
- 3,5 или более вращающихся роторных диска;
- рефлектор;
- электронные схемы;
- коммуникационная панель;
- панель с индикаторами (лампочками).
Суть шифрования заключается в передаче поэтапного текста в виде запутанного набора символов. Пропустив это сообщение через механизм шифрования, беспроводной приемник получает сообщение, которое легко понять.
Эксплуатация Enigma очень проста. Текст, который необходимо зашифровать, вводится в устройство. Для кодирования нужных слов используется электрическая стимуляция. Энигма получает текст и расшифровывает его с помощью постоянно меняющегося ключа. В конце концов, радиостанция получает разборчивый текст.
Enigma использует алгоритм шифрования обмена. Это простой способ кодирования текста. Она также легко расшифровывается. Однако запоминание «Энигмы» считается одним из самых сложных в истории.
Шифр «Энигмы»
Центральный код Enigma представляет собой динамическое семейство шифров Цезаря. Его суть заключается в замене букв на символы клавиатуры справа или слева на определенном расстоянии. Это означает, что когда вы набираете текстовое сообщение, машина меняет одну букву на другую. Например, вместо буквы «R» он меняет ее на букву «M».
Однако, наряду с простым шифрованием по методу Цезаря, Enigma использует дополнительную форму шифрования обмена. Они работают вместе:.
При каждом нажатии кнопки на клавиатуре ротор перемещается и направляет электрический сигнал на другую букву. При первом нажатии одной и той же буквы создается код и нажимается вторая. По мере написания сообщения код постоянно меняется и может быть расшифрован только с помощью ключа.
Каждый раз беспроводная связь получала книгу с ключом, который нужно было использовать в определенный день. Немцы использовали 26 букв при кодировании. За самим сообщением сразу же следовали по пять писем. Весь текст был разделен на различные части, каждая из которых расшифровывалась с помощью своего ключа.
Схема шифрования
Система шифрования Enigma была похожа на системы телефонной связи того времени. К столу было подведено десять кабелей с двумя концами, каждый из которых можно было подключить к розетке.
Эти кабели подключали к одному концу кабеля клавишу с одной буквой, а к другому концу — слот с кодовым символом. Таким образом, две пары букв заменяли друг друга и обеспечивали дополнительное шифрование.
Кодирование сообщений
Таким образом, каждый ротор машины имел 26 посадочных мест (количество букв в латинском алфавите). Одновременно можно было использовать три ротора, каждый из которых имел уникальную траекторию контакта между парой букв и разную скорость вращения. Например, после кодирования одной буквы один из роторов может вращаться вперед на три шага, а другой — только на два. Эти роторы можно менять, выбирая из разных наборов. В результате могут существовать тысячи вариантов расшифровки.
‘Ключ расшифровки состоит из различных наборов роторов с различными связями между различными мотивами и парами букв после нажатия клавиши. Например, определенный набор роторов движется слева направо. Расшифровка буквы ‘A’. Роторы заменяют «A» по-разному: от третьего ротора закодированный текст «A» передается к «A», который становится «B», который проходит через второй ротор «B», который становится «J». Аналогично, первый ротор ‘J’ преобразуется до «Z».
Следующим шагом шифрования после роторов является прохождение через отражатель. В рефлекторе текстовые символы передаются на дополнительный обмен.
Последним шагом в шифровании сообщений является их обратная передача от ротора.
Такие сообщения могут быть расшифрованы только на той же машине Enigma и с теми же настройками, что и у отправителя.
Недостатки шифрования сообщений на «Энигме»
Основным недостатком шифровального механизма Enigma была сложность его кодирования. При кодировании текста буквы как таковые не шифровались. Например, буква «R» никогда не станет буквой «Р». Зная это, другая сторона получила часть информации, необходимой для его расшифровки.
Второй недостаток заключался в том, что Enigma перекристаллизовывала первые три буквы. Это позволило найти схему шифрования.
Недостатком была также беспечность немцев. При написании текста они начали со слов о погоде и закончили традиционным приветствием.
В конце концов, криптограф может угадать одно или два слова, основываясь на этих знаниях, и получить ключ шифрования.
