Enigma tika plaši izmantota Otrajā pasaules karā. Tas bija populārākais kodētājs Vācijā, Itālijā, Japānā un pat neitrālā Šveicē. Leģendārās šifrēšanas mašīnas "tēvi", kuras nosaukums grieķu valodā nozīmē "noslēpums", bija holandietis Hugo Kočs (šifrēšanas diska izgudrotājs) un vācu inženieris Artūrs Šērbijs, kurš šifrēšanas mašīnu patentēja jau 1918. gadā.
Arthur Scherbius ir grāmatas Enigma autors. Avots: lifeofpeople.info
Sākotnēji nebija runas par "Enigma" militāro karjeru - tas bija tipisks komerciāls produkts. Bija pat milzīga reklāmas kampaņa, ko Šērbijs uzsāka, lai reklamētu savu produktu. Tātad, 1923. gadā šifrēšanas aparāts kļuva par izstādi Starptautiskās pasta savienības kongresā, taču neguva panākumus. Iemesls bija Enigma augstā cena un iespaidīgais Scherbius automašīnas izmērs. Un tomēr vairāki eksemplāri tika pārdoti dažādu valstu armijām un sakaru uzņēmumiem. Briti pirmo reizi saskārās ar Enigma ierīci 1924. gada jūnijā, kad ražotājs piedāvāja britiem iegādāties ierīču sēriju par ievērojamu cenu - 200 ASV dolāri par šo laiku. Lielbritānijas valdība atbildēja, piedāvājot reģistrēt šifrēšanas jaunumu patentu birojā, kā rezultātā automātiski tika nodrošināta pilnīga tehnikas dokumentācija. Vācieši spēra šo soli, un britu kriptogrāfi visas Enigma tehniskās nianses savā rīcībā ieguva ilgi pirms Otrā pasaules kara.
Patents "Enigma". Avots: lifeofpeople.info
Tomēr ir vērts atzīmēt, ka Enigma bija agrīnā komerciālā versijā, kuru vācieši savā armijā neizmantoja. Vācu šifrēšanas mašīnu pacelšanās Olimpā sākās līdz ar Ādolfa Hitlera nākšanu pie varas 1933. gadā, kad sākās armijas pārbruņošana. Kopējais līdz Otrā pasaules kara beigām saražoto Enigma transportlīdzekļu skaits, pēc dažādiem avotiem, svārstās no 100 tūkstošiem līdz 200 tūkstošiem. Tie tika izmantoti visur - Vērmahtā, Kriegsmarine, Abwehr, Luftwaffe un fašistu drošības dienesti.
"Enigma" jaunākā versija. Avots: w-dog.ru
Uz ko balstās šifrēšanas ierīce? Pašā pirmajā paaudzē tās bija trīs bungas (diski vai riteņi), kas rotēja vienā plaknē, un katrā pusē bija 26 elektriskie kontakti - tieši tik daudz burtu latīņu alfabētā. Kontakti abās pusēs diska iekšpusē bija savienoti ar 26 vadiem, kas rakstīšanas laikā veidoja rakstzīmju nomaiņu. Montāžas procesā trīs diski tika salocīti kopā, pieskaroties viens otram ar kontaktiem, kas nodrošināja elektrisko impulsu pāreju caur visu bungu komplektu uz ierakstīšanas ierīci. Katras bungas malā bija iegravēts pats latīņu alfabēts. Darba sākums ar raidītāju "Enigma" tika atzīmēts ar koda vārda komplektu no burtiem uz bungām. Ir svarīgi, lai arī saņemošā ierīce būtu konfigurēta ar to pašu koda vārdu.
Lauka šifrēšanas mašīna "Enigma". Avots: musee-armee.fr
Tad operators, kas ir atbildīgs par šifrēšanas veidu teksta ievadīšanu savā tastatūrā, un katra nospiešana izraisa kreisā diska pagriešanu vienu soli. Enigma bija elektromehāniska mašīna, tāpēc visas komandas mehāniskajai daļai tika dotas, izmantojot elektriskos signālus. Pēc tam, kad kreisais disks tika pagriezts vienu apgriezienu, centrālais bungas sāka spēlēt utt. Šī disku rotācija radīja katrai teksta rakstzīmei savu unikālo kontūru elektriskā impulsa pārejai. Pēc tam signāls izgāja cauri atstarotājam, kas sastāvēja no 13 vadītājiem, kas savienoja kontaktu pārus trešā diska aizmugurē. Atstarotājs pagrieza elektrisko signālu atpakaļ mucās, bet pavisam citā veidā. Un tikai šeit gaisma iedegās pie jau šifrētā teksta burta. Šādi elektriskā signāla "piedzīvojumi" nodrošināja unikālu sakaru kanāla drošību savam laikam.
Militārā Enigma versija ar četrām bungām. Avots: e-board.livejournal.com
Ņemot vērā turpmākos uzlabojumus, ko vācieši veica Enigma, britu kriptoanalītiķi nekad nebūtu spējuši paši uzlauzt tik sarežģītu aparātu. Sākumā ar “Enigma” strādāja trīs cilvēki: viens lasīja tekstu, otrs rakstīja uz tastatūras, bet trešais pierakstīja šifru ar spuldžu zibšņiem. Laika gaitā šifrēšanas aparāta izmērs samazinājās līdz rakstāmmašīnas izmēram, kas ļāva sūtīt ziņojumus burtiski no katras tranšejas. Arī vācieši modernizācijas laikā pievienoja drukāšanas ierīci šifrēta teksta rakstīšanai. Ko vēl Trešā Reiha kriptogrāfijas inženieri ir pievienojuši Enigma? 1930. gadā parādījās plāksteris ar 26 kontaktligzdu un kontaktdakšu pāriem, kas pēc pamata šifrēšanas uz bungām papildus aizstāja vienkāršā teksta rakstzīmes. Tas bija tīri militārs uzlabojums - tas nebija pieejams komerciālajās versijās. Ilgtermiņa šifrēšanas atslēga, kas izveidojās ar diska komutāciju 26 elementu permutācijas dēļ, ir astronomiska 4x1026 iespējas! Tagad datora programmatūras iespējas ļauj viegli uzskaitīt tik daudz iespēju, taču 30-40 gadu laikā tas bija maz ticams un ilgu laiku. Šifrēšanas attēlu sarežģīja arī piecu Enigma disku komplekts (tie visi bija atšķirīgi), no kuriem ierīcē vienlaikus tika instalēti tikai trīs. Tos var sajaukt jebkurā secībā, tas ir, kopumā vienai mašīnai bija 10 uzstādīšanas iespējas. Vienreizēja atslēga darba sākšanai piedāvāja 26 simbolu variantus katram diskam, bet trim jau 26 ^ 3 = 17576. Visbeidzot, regulāri mainītā spraudņu pārslēgšanas shēma ļoti apgrūtināja nacistiskās Vācijas ienaidnieku kriptoanalītisko dienestu darbu. Vēlāk dizainam tika pievienotas papildu bungas. Tomēr, neskatoties uz to, "Enigma" iemācījās pilnībā "lasīt" pašā Otrā pasaules kara sākumā.
Daži no labākajiem kriptoanalītiķiem pirms Lielā kara bija poļi. Pat pilsoņu kara laikā Krievijā un Padomju un Polijas konflikta laikā poļi veiksmīgi atšifrēja padomju armijas un diplomātu vēstījumus. Tā Polijas ģenerālštāba 2. nodaļa (kriptoanalīze) 1920. gada augustā "tulkoja" no šifrētas poļu valodā 410 telegrammas, ko parakstījuši Trockis, Tukhačevskis, Gajs un Jakirs. Turklāt Sarkanās armijas ofensīvas laikā Varšavā poļi maldināja Tukhačevska karaspēku, kas piespieda viņu atkāpties uz Zhitomir. Laika gaitā poļu kriptoanalītiķu dabiskā interese pārgāja uz satraucoši gūto varu Vācijā. Polijas šifrēšanas birojs tajā laikā bija diezgan efektīva struktūra un ietvēra četrus departamentus:
- Polijas šifrēšanas vienība, kas atbildīga par valsts sakaru līniju aizsardzību;
- radio izlūkošanas apakšnodaļa;
- krievu šifru sadalīšana;
- vācu šifru sadalījums.
Saksijas pils Varšavā, kur atradās ģenerālštābs un šifrēšanas birojs. 1915. gada foto. Avots: photochronograph.ru
Lielākoties tieši tāpēc poļi guva pirmos panākumus mīklas atšifrēšanā. Kopš 1926. gada viņi ēterā sāka pārtvert vācu ziņas, kas tika šifrētas iepriekš nezināmā veidā. Nedaudz vēlāk, 1927. vai 1929. gadā, caur muitu no Vācijas tika mēģināts kontrabandas ceļā ievietot kastīti ar Enigma Vācijas diplomātiskajā konsulātā. Kā tas notika un kāpēc vācieši nesūtīja aparātu pa slēgtu diplomātisko kanālu? Uz to tagad neviens neatbildēs, bet poļi ir detalizēti izpētījuši ierīces ierīci - to paveica puiši no radio inženierijas kompānijas AVA, kas jau sen strādā ar poļu izlūkdienestiem. Pēc rūpīgas iepazīšanās Enigma tika nodota nenojaušamajiem vācu diplomātiem. Protams, šifrēšanas mašīnas komerciālās versijas uzstādīšana varētu maz nodrošināt poļu kriptogrāfijas analītiķus, taču sākums tika izdarīts. Katru gadu poļi pastiprināja savu dienestu vācu kodu "uzlaušanai" - 1928. -1929. Gadā Poznaņas universitātē organizēja kursus par kriptogrāfijas izpēti matemātiķiem ar vācu valodas zināšanām. Talantīgo studentu vidū izcēlās trīs: Marianna Raževska, Heinrihs Žigaļskis un Jerzijs Razickis.
Marianne Razewski ir vadošā kriptogrāfijas analītiķe pirmskara Polijā. Avots: lifeofpeople.info
Visi viņi vēlāk tika iekļauti specdienestos, un viņi bija pirmie, kas saņēma Enigma atšifrēšanas rezultātus. Tieši poļi daudzējādā ziņā bija pirmie, kas saprata, cik svarīgi ir piesaistīt matemātiķus ienaidnieka šifru šifrēšanai. Kopumā pagājušā gadsimta divdesmitajos un trīsdesmitajos gados Polija bija gandrīz pasaules līdere kriptogrāfijas jomā, un speciālisti bieži tika aicināti dalīties pieredzē citās valstīs. Protams, ievērojot slepenības robežas. Jans Kovaļevskis, Polijas armijas kapteinis un īpašs kods, šim nolūkam devās uz Japānu un pēc tam kopā ar studentu grupu no šīs valsts strādāja savā dzimtenē. Un viņš izaudzināja galveno japāņu kriptogrāfu Rizobaru Ito, kurš atvēra angļu Playfair šifrēšanas sistēmu, kas 30. gados tika izmantota britu sakaru līnijās. Nedaudz vēlāk poļiem sāka palīdzēt vēl viens potenciāls Vācijas ienaidnieks - franči.
