Enigma-salaus oli saksalaisten toisen maailmansodan aikana käyttämä kenttäsalaus. Enigma on yksi historian tunnetuimmista salauskoneista. Ensimmäisen Enigma-koneen keksi saksalainen insinööri Arthur Scherbius ensimmäisen maailmansodan lopussa. Sitä on käytetty kaupallisesti 1920-luvun alusta lähtien, ja useiden maiden, mukaan lukien Saksan, armeija ja hallitus käytti sitä ennen toista maailmansotaa ja sen aikana koodattujen viestien lähettämiseen. Useita erilaisia Enigma-malleja on valmistettu, mutta saksalainen sotilasmalli ja saksalainen "Enigma"-salakirjoitus ovat tunnetuimpia ja niistä on keskusteltu.
Enigma-salauksen murtaminen toisen maailmansodan aikana
Jotkut historioitsijat uskovat, että Enigma-salauksen murtaminen oli liittoutuneiden v altojen tärkein voitto toisen maailmansodan aikana. Enigma-kone mahdollisti miljardeja tapoja koodata viestejä, mikä teki muiden maiden äärimmäisen vaikeaksi murtaa saksalaisia koodeja toisen maailmansodan aikana. Jonkin aikaa koodi vaikutti haavoittumattom alta. Sitten Alan Turing jamuut tutkijat käyttivät hyväkseen useita puutteita Enigma-koodin toteutuksessa ja pääsivät saksalaisiin koodikirjoihin, mikä antoi heille mahdollisuuden luoda Bombe-niminen kone. Hän auttoi murtamaan Enigman vaikeimmat versiot. Puola laski vuonna 2007 liikkeeseen kolikon Enigma-salauksen murtamisen 75-vuotispäivän kunniaksi – 2 złotya pohjoisen kullasta. Keskellä on Puolan vaakuna ja ympyrässä Enigma-pyörärelle.
Salauksen murtamisen merkitys liittolaisille
Jotkut historioitsijat uskovat, että Enigma-hakkerointi oli liittoutuneiden v altojen tärkein voitto toisen maailmansodan aikana. Käyttämällä saksalaisilta saamiaan tietoja liittoutuneet pystyivät estämään monia hyökkäyksiä. Mutta välttääkseen epäilyt siitä, että he löysivät tavan viestien tulkitsemiseen, liittoutuneiden oli sallittava joitain hyökkäyksiä, vaikka heillä oli tieto estää ne. Tämä kuvataan elokuvassa "The Imitation Game", joka julkaistiin vuonna 2014.
Machine "Enigma": kuvaus, komponentit
Enigma-kone koostuu useista osista, mukaan lukien näppäimistö, kortti, roottorit ja sisäiset elektroniikkapiirit. Joissakin niistä on lisäominaisuuksia. Koodatut viestit olivat joukko kirjaimia, jotka muuttuivat selväksi lauseeksi, kun ne purettiin. Enigma-koneet käyttävät korvaussalausta. Korvaussalaus on yksinkertainen tapa koodata viestejä, mutta tällaiset koodit on melko helppo rikkoa. Mutta Enigma-kone on suunniteltu siten, että oikea roottori eteneeyhteen kohtaan heti enter-näppäimen painamisen jälkeen. Siten kirjainten salaus alkaa itse asiassa roottorien ollessa AAA:ta edeltävässä asennossa. Yleensä tämä sijainti on AAZ.
Miten Enigma-salaus toimii
Yksinkertainen esimerkki korvaavasta salausjärjestelmästä on Caesar-salaus. Se koostuu aakkosten jokaisen kirjaimen paikan vaihtamisesta. Esimerkiksi 3 paikkaa siirrettynä kirjain A tulee G:n tilalle. Mutta Enigma-konesalaus oli epäilemättä paljon tehokkaampi kuin yksinkertainen Caesar-salaus. He käyttävät korvaussalauksia, mutta joka kerta, kun kirjain yhdistettiin toiseen, koko koodausjärjestelmä muuttui. Vaihtoehdot Enigma-salauksista - alla olevassa kuvassa.
Jokaisen painikkeen painamisen jälkeen roottorit liikkuvat ja ohjaavat virran eri reittiä toiseen avoimeen kirjeeseen. Näin ollen ensimmäiselle näppäinpainallukselle generoidaan yksi koodaus ja toiselle näppäinpainallukselle toinen. Tämä lisää huomattavasti mahdollisten koodausvaihtoehtojen määrää, koska joka kerta kun Enigma-koneen näppäintä painetaan, roottorit pyörivät ja koodi vaihtuu.
Enigma-koneen periaate
Kun näppäimistön näppäintä painetaan, yksi tai useampi roottori liikkuu muodostaen uuden roottorikokoonpanon, joka koodaa yhden kirjaimen toiseksi kirjaimeksi. Virta kulkee koneen läpi ja yksi lamppulevyn valo syttyy osoittamaan lähtökirjaimen. Esimerkki Enigma-salauksesta näytti tältä: jos P-näppäintä painetaan ja Enigma-kone koodaa tämän kirjaimen A:ksi,lamppupaneeliin syttyy valo A. Joka kuukausi Enigma-operaattorit saivat koodikirjoja, jotka ilmoittivat, mitä asetuksia käytettäisiin joka päivä.
Salausjärjestelmä
Piiri oli samanlainen kuin vanhanaikainen puhelinpaneeli, jossa on kymmenen johtoa ja jokaisessa johdossa kaksi päätä, jotka voidaan kytkeä pistokkeeseen. Kukin pistokejohto voi yhdistää kaksi kirjainta yhdistämällä johdon toisen pään yhteen kirjainpaikkaan ja toisen pään toiseen kirjaimeen. Parin kaksi kirjainta vaihtuvat, joten jos B on yhdistetty G:hen, G:stä tulee B ja B:stä G. Tämä tarjoaa ylimääräisen salauskerroksen armeijalle.
Viestin koodaus
Jokaisessa koneen roottorissa on 2626 numeroa tai kirjainta. Enigma-koneessa voidaan käyttää kolmea roottoria kerrallaan, mutta niitä voidaan vaihtaa viidestä sarjasta, jolloin saadaan tuhansia mahdollisia kokoonpanoja. Enigma-salauksen "avain" koostuu useista elementeistä: roottoreista ja niiden järjestyksestä, niiden alkuasennoista ja siirtymäkaaviosta. Olettaen, että roottorit liikkuvat vasemm alta oikealle ja kirjain A on salattava, silloin kun kirjain A on salattu, jokainen roottori on alkuperäisessä asennossaan - AAA. Kun roottorit liikkuvat vasemm alta oikealle, hahmo A käy ensimmäisenä kolmannen läpi. Jokainen roottori suorittaa vaihtotoimenpiteen. Siksi, kun merkki A kulkee kolmannen läpi, se tulee ulos muodossa B. Nyt kirjain B syötetään toisen roottorin kautta, jossa se korvataan J:llä ja ensimmäisessä J muuttuu Z:ksi. Enigma-salauksen jälkeenkaikkien roottoreiden läpi se menee deflektoriin ja käy läpi toisen yksinkertaisen vaihdon.
Avain viestien salauksen purkamiseen
Heijastimesta poistuttuaan viesti lähetetään roottoreiden kautta vastakkaiseen suuntaan, ja käänteinen vaihto on käytössä. Sen jälkeen symboli A muuttuu U:ksi. Jokaisessa roottorissa vanteessa on aakkoset, joten käyttäjä voi asettaa tietyn järjestyksen. Käyttäjä voi esimerkiksi kääntää ensimmäistä roottoria näyttääkseen D:n, kääntää toista näyttääkseen K:n ja kääntää kolmatta paikkaa näyttääkseen P. Alkuperäinen kolmen numeron tai kirjaimen sarja näkyy lähettäjän koneessa, kun hän aloitti viestin kirjoittamisen., vastaanottaja voi purkaa sen asettamalla identtiselle Enigma-koneelle lähettäjän alkuperäiset asetukset.
Enigma-salausmenetelmän haitat
Enigma-salauksen suurin haitta oli, että kirjainta ei koskaan voitu koodata sellaisenaan. Toisin sanoen A:ta ei koskaan koodata A:ksi. Tämä oli v altava virhe Enigma-koodissa, koska se tarjosi informaation, jota voitiin käyttää viestien salauksen purkamiseen. Jos dekooderit voisivat arvata sanan tai lauseen, joka todennäköisesti esiintyisi viestissä, tämä tieto auttaisi heitä tulkitsemaan koodia. Koska saksalaiset lähettivät aina sääviestin alussa ja yleensä sisällyttivät lauseen perinteisen tervehdyksensä kanssa viestin loppuun, löydettiin lauseita, jotkadekooderit purkamiseen.
Alan Turingin ja Gordon Welchmanin auto
Alan Turing ja Gordon Welchman kehittivät Bombe-nimisen koneen, joka käytti sähköpiiriä salatakseen Enigma-koodatun viestin alle 20 minuutissa. Bombe-kone yritti määrittää roottorin asetukset ja Enigma-koneen piirit, joita käytettiin tietyn koodatun viestin lähettämiseen. Tavallinen brittiläinen Bombe-ajoneuvo oli olennaisesti 36 Enigma-ajoneuvoa, jotka oli kytketty toisiinsa. Siten hän mallinsi useita Enigma-koneita kerralla.
Miltä pommi näytti
Useimmissa Enigma-koneissa oli kolme roottoria, ja jokaisessa Bomben Enigma-simulaattorissa oli kolme rumpua, yksi kutakin roottoria kohti. Bomben rummut oli värikoodattu vastaamaan niiden simuloimaa roottoria. Rummut oli järjestetty siten, että kolmesta yläosa simuloi Enigman vasenta roottoria, keskimmäinen keskimmäistä roottoria ja alaosa oikeaa roottoria. Ylempien rullien jokaista täydellistä kiertoa kohden keskimmäisiä keloja nostettiin yhdellä asemalla, sama tapahtui keski- ja alakelojen kanssa, jolloin 3-roottorisen Enigma-koneen asemien kokonaismäärä oli 17 576.
Dekooderi toimii
Jokaisella roottorikonfiguraatiolla, jokaisella rumpujen kierroksella Bombe-kone teki oletuksen piirin asetuksista, esimerkiksi että A on kytketty Z:ään. Jos olettamus osoittautui vääräksi, kone hylkäsi sen ei käyttänyt sitä uudelleen, eikä käyttänyt aikaa tarkistamiseenjokin näistä myöhemmin. Bombe-kone muutti roottorin asentoja ja valitsi uuden arvauksen ja toistaa tätä prosessia, kunnes tyydyttävä asetusjärjestely ilmestyy. Jos kone "arvasi", että A oli kytkettynä Z:hen, niin se ymmärsi, että B:n täytyy olla kytkettynä E:hen ja niin edelleen. Jos testi ei johtanut ristiriitaan, kone pysähtyy ja dekooderi käyttäisi valittua kokoonpanoa viestin avaimena.
