Enigma je uređaj za šifrovanje razvijen početkom 20.veka

Enigma je uređaj za šifrovanje razvijen i korišćen od početka do sredine 20. veka za zaštitu komercijalne, diplomatske i vojne komunikacije. Nacistička Nemačka ga je intenzivno koristila tokom Drugog svetskog rata, u svim rodovima nemačke vojske. Mašina Enigma se smatrala toliko sigurnom da je korišćena za šifrovanje najtajnijih poruka.

Enigma ima elektromehanički rotorski mehanizam koji skremble 26 slova abecede. U tipičnoj upotrebi, jedna osoba unosi tekst na tastaturi Enigme. A druga osoba zapisuje koja od 26 lampica iznad tastature svetle pri svakom pritisku na taster. Ako se unese običan tekst, osvetljena slova su šifrovani tekst. Unošenje šifrovanog teksta ga ponovo pretvara u čitljiv otvoreni tekst. Mehanizam rotora menja električne veze između tastera i svetala svakim pritiskom na taster.

Bezbednost sistema zavisi od podešavanja mašine koja su se generalno menjala svakodnevno. Na osnovu unapred distribuiranih lista tajnih ključeva i drugih podešavanja koja su menjana za svaku poruku. Prijemna stanica bi morala da zna i koristi tačna podešavanja koja koristi stanica za prenos da bi uspešno dešifrovala poruku.

Iako je nacistička Nemačka tokom godina uvela niz poboljšanja u Enigmu, a ova su ometala napore za dešifrovanje, ona nisu sprečila Poljsku da razbije mašinu već u decembru 1932. i čita poruke pre i u ratu. Deljenje Poljske o njenim dostignućima omogućilo je zapadnim saveznicima da iskoriste Enigma šifrovane poruke kao glavni izvor obaveštajnih podataka.Mnogi komentatori kažu da je protok Ultra komunikacione inteligencije od dešifrovanja Enigme, Lorenca i drugih šifri značajno skratio rat. A možda čak i promenio njegov ishod.

Istorija

Mašinu Enigma izumeo je nemački inženjer Artur Šerbijus na kraju Prvog svetskog rata. Nemačka firma Scherbius & Ritter, čiji je suosnivač Šerbijus, patentirala je ideje za mašinu za šifrovanje 1918. godine i počela da plasira gotov proizvod pod brendom Enigma 1923. godine, prvobitno usmeren na komercijalna tržišta. Rani modeli su komercijalno korišćeni od ranih 1920-ih, a usvojile su ih vojne i vladine službe nekoliko zemalja, posebno nacističke Nemačke pre i tokom Drugog svetskog rata.

Proizvedeno je nekoliko različitih modela Enigme, ali su nemački vojni modeli, koji su imali priključnu ploču, bili najkompleksniji. Japanski i italijanski modeli su takođe bili u upotrebi. Njegovim usvajanjem (u malo izmenjenom obliku) od strane nemačke mornarice 1926. i nemačke vojske i vazduhoplovstva ubrzo nakon toga, naziv Enigma je postao široko poznat u vojnim krugovima. Predratno nemačko vojno planiranje stavljalo je naglasak na brze, mobilne snage i taktike, kasnije poznate kao blickrig, koje zavise od radio komunikacije za komandu i koordinaciju. Pošto bi protivnici verovatno presreli radio signale, poruke su morale biti zaštićene sigurnim šifrovanjem. Kompaktna i lako prenosiva, Enigma mašina je ispunila tu potrebu.

Dešifrovanje Enigme

U decembru 1932. godine, poljski matematičar i kriptolog Marian Rejewski je koristio teoriju permutacija i slabosti u nemačkom šifrovanju poruka da bi razbio ključeve Enigma mašine. Francuski špijun Hans-Tilo Šmit je dobio pristup nemačkim šifarskim materijalima. Koji su uključivali dnevne ključeve korišćene u septembru i oktobru 1932. godine. Francuzi su te materijale prosledili Poljacima. A Rejewski je koristio deo tih materijala i saobraćaj poruka iz septembra i oktobra da bi rešio nepoznato ožičenje rotora. Na taj način su poljski matematičari bili u mogućnosti da naprave svoje Enigma mašine nazvane „Enigma doubles“. Rejewski je imao pomoć matematičara-kriptologa Jerzyja Różyckog i Henryka Zygalskog, koji su takođe regrutovani iz Poznanjskog univerziteta. Poljski Kriptografski birou je razvio tehnike za prevazilaženje Enigme i pronalaženje svih komponenti ključa. Što im je omogućilo čitanje nemačkih Enigma poruka od januara 1933. godine.

Vremenom su se nemačke kriptografske procedure poboljšavale. A Kriptografski birou je razvio tehnike i dizajnirao mehaničke uređaje za dalje čitanje Enigma saobraćaja. U okviru tog napora, Poljaci su iskoristili posebnosti rotora, sastavili kataloge, napravili ciklometar za izradu kataloga sa 100.000 unosa. Izumeli su i proizveli Zygalski listove, te izgradili elektromehaničku kriptografsku bombu za traženje postavki rotora. U septembru 1939. godine, britanska vojna misija je krenula u Poljsku kako bi evakuisala kriptografe. Ali su oni već bili premešteni u Rumuniju. Na putu ka Francuskoj, poljski kriptografi su uništili svoje zapise i opremu iz bezbednosnih razloga. U Francuskoj su nastavili svoj rad, sarađujući sa Britancima putem telegrafa. Koji su počeli dešifrovanje nemačkih Enigma poruka koristeći poljsku opremu i tehnike. Poljski prenos teorije i tehnologije je bio ključan za kasnije napore Britanaca tokom Drugog svetskog rata u dešifrovanju Enigme na Bletchley Parku.

Enigma – Dizajn

Enigma je čuvena elektromehanička mašina za šifrovanje poruka koja je korišćena tokom Drugog svetskog rata. Njena jedinstvena konstrukcija i inovativni dizajn čine je fascinantnom i značajnom u istoriji šifriranja.

Jedan od ključnih elemenata u dizajnu Enigme je električna putanja. Kada korisnik pritisne određeno slovo na tastaturi, električni signal putuje kroz električne kontakte i rotore u mašini. Ova putanja određuje kako će slovo biti šifrovano i kako će se signal kretati kroz Enigmu.

Rotorski mehanizam je takođe važan deo dizajna Enigme. Enigma koristi rotore koji su međusobno povezani i mogu se rotirati. Svaki rotor ima unikatnu konfiguraciju električnih kontakata na unutrašnjim i spoljnim delovima. Rotori su postavljeni jedan iznad drugog i kada se pritisne slovo na tastaturi, rotori se rotiraju za određeni korak. Ova rotacija menja električne veze unutar mašine i svaki rotor ima drugačiji uticaj na šifrovanje slova.

Stepping je proces rotacije rotora nakon svakog pritiska na tastaturu. Kada korisnik pritisne slovo, rotor se okreće za jedan korak. Ovo omogućava promenu šifre za svako uneto slovo i otežava dešifrovanje poruke.

Turnover je mehanizam koji kontroliše rotaciju rotora. Kada se određeni rotor rotira do određene pozicije, on utiče na rotaciju sledećeg rotora. Ovo stvara dodatnu kompleksnost u šifrovanju poruka.

Ulazni točak, je deo Enigme koji je direktno povezan sa tastaturom. Kada korisnik pritisne slovo na tastaturi, ulazni točak uspostavlja električnu vezu sa rotorima i pokreće proces šifrovanja.

Reflektor je poseban deo Enigme koji omogućava refleksiju električnog signala nazad kroz rotore. Ovo osigurava da svako slovo ima svoj odgovarajući par kodiranog slova.

Plugboard, ili „steckerbrett“, je dodatak Enigme koji omogućava razmenu parova slova. Na plugboardu se priključuju kablići koji zamagljuju vezu između tastature i rotora, dodatno otežavajući dešifrovanje.

Sve ove komponente zajedno čine jedinstveni dizajn Enigme. Njihova kompleksnost i međusobna povezanost stvaraju složen sistem za šifrovanje i dešifrovanje poruka.

Osnovna operacija

Nemačkom operateru Enigma bi se dala poruka otvorenog teksta za šifrovanje. Nakon što je podesio svoju mašinu, otkucao bi poruku na tastaturi Enigme. Za svako pritisnuto slovo, svetli se jedna lampica koja označava drugo slovo u skladu sa pseudo-slučajnom zamenom određenom električnim putevima unutar mašine. Slovo označeno lampom bi bilo zabeleženo, obično od strane drugog operatera, kao slovo šifrovanog teksta. Akcija pritiska na taster takođe je pomerila jedan ili više rotora tako da je sledeći pritisak na taster koristio drugačiji električni put, i stoga bi se dogodila drugačija zamena čak i ako se ponovo unese isto slovo otvorenog teksta. Za svaki pritisak na taster došlo je do rotacije najmanje desnog rotora i ređe druga dva, što je rezultiralo različitim alfabetom zamene za svako slovo u poruci. Ovaj proces se nastavio sve dok poruka nije završena.

Šifrovani tekst koji je zabeležio drugi operater bi zatim bio prenet, obično preko radija u Morzeovom kodu, operateru druge mašine Enigma. Ovaj operater bi ukucao šifrovani tekst i — sve dok su sva podešavanja mašine za dešifrovanje bila identična onima na mašini za šifrovanje — za svaki pritisak na taster bi se izvršila obrnuta zamena i pojavila bi se poruka otvorenog teksta.

Nemački Kenngruppenheft (šifarnik za podmornice sa grupisanim šiframa ključeva)

Mesečna lista ključeva broj 649 za Enigmu nemačkog vazduhoplovstva, uključujući podešavanja za rekonfigurabilni reflektor (koji se menjaju samo jednom u osam dana).
U upotrebi, Enigma je zahtevala listu dnevnih ključnih podešavanja i pomoćnih dokumenata. U nemačkoj vojnoj praksi, komunikacije su bile podeljene u zasebne mreže, od kojih je svaka koristila različita podešavanja. Ove komunikacione mreže su nazvane ključevima u Bletchlei Parku i dodeljena su im kodna imena, kao što su Red, Chaffinch i Shark. Svaka jedinica koja radi u mreži dobila je istu listu podešavanja za svoju Enigmu, koja važi za određeni vremenski period. Procedure za nemačku mornaričku Enigmu bile su razrađenije i sigurnije od onih u drugim službama i koristile su pomoćne šifrarnike. Mornarički šifrarnici štampani su crvenim mastilom rastvorljivim u vodi na ružičastom papiru tako da su lako mogli da budu uništeni ako su ugroženi ili ako je brod potopljen.

Podešavanje mašine Enigma (njegov kriptografski ključ u modernim terminima; Schlussel na nemačkom) specificira svaki aspekt mašine koji može da podesi operater:

• Redosled točkova (Valzenlage) – izbor rotora i redosled ugradnje.
• Podešavanja prstena (Ringstellung) – položaj svakog alfabetskog prstena u odnosu na ožičenje njegovog rotora.
• Priključci utikača (Steckerverbindungen) – parovi slova u utičnici koji su povezani zajedno.
• U veoma kasnijim verzijama, ožičenje rekonfigurabilnog reflektora.
• Početna pozicija rotora (Grundstellung) – koju bira operater, treba da bude različita za svaku poruku.

Da bi poruka bila ispravno šifrovana i dešifrovana, i pošiljalac i primalac su morali da konfigurišu svoju Enigmu na isti način. Izbor i redosled rotora, položaji prstena, priključci utikača i početni položaji rotora moraju biti identični. Osim početnih pozicija, ova podešavanja su prethodno uspostavljena, raspoređena po ključnim listama i svakodnevno menjana.

Enigma je dizajnirana da bude sigurna čak i ako je ožičenje rotora bilo poznato protivniku, iako je u praksi značajan napor štitio konfiguraciju ožičenja. Ako je ožičenje tajno, ukupan broj mogućih konfiguracija je izračunat na oko 3×10114 (približno 380 bita); sa poznatim ožičenjem i drugim operativnim ograničenjima, ovo je smanjeno na oko 1023 (76 bita). Zbog velikog broja mogućnosti, korisnici Enigme su bili sigurni u njenu sigurnost; tada nije bilo izvodljivo da protivnik čak i počne da pokuša napad grubom silom.

Enigma – Modeli

Porodica Enigma uključivala je više dizajna. Najraniji su bili komercijalni modeli iz ranih 1920-ih. Počevši od sredine 1920-ih, nemačka vojska je počela da koristi Enigmu, unoseći brojne promene vezane za bezbednost. Razne nacije su ili usvojile ili prilagodile dizajn za sopstvene mašine za šifrovanje.
Procenjuje se da je napravljeno 40.000 mašina Enigma. Nakon završetka Drugog svetskog rata, saveznici su prodali zarobljene mašine Enigma, koje se još uvek smatralo sigurnim, zemljama u razvoju.

Komercijalna Enigma

23. februara 1918. Artur Šerbijus je podneo zahtev za patent za mašinu za šifrovanje koja koristi rotore. Scherbius i E. Richard Ritter osnovali su firmu Scherbius & Ritter. Oni su se obratili nemačkoj mornarici i ministarstvu inostranih poslova sa svojim dizajnom, ali nijedna agencija nije bila zainteresovana. Scherbius & Ritter je potom preneo patentna prava kompaniji Geverkschaft Securitas, koja je 9. jula 1923. osnovala Chiffriermaschinen Aktien-Gesellschaft (Cipher Machines Stock Corporation); Šerbijus i Riter su bili u upravnom odboru.

Enigma Handelsmaschine (1923)

Chiffriermaschinen AG je počeo da reklamira rotorsku mašinu, Enigma Handelsmaschine, koja je bila izložena na Kongresu Međunarodnog poštanskog saveza 1924. Mašina je bila teška i glomazna, sa ugrađenom pisaćom mašinom. Bio je dimenzija 65×45×38 cm i težio je oko 50 kilograma (110 lb).

Schreibende Enigma (1924)

Ovo je takođe bio model sa piscem. Tamo gde brojni problemi povezani sa štampačem i konstrukcijom nisu bili stabilni sve do 1926. Obe rane verzije Enigme nisu imale reflektor i morale su se prebacivati između chifferinga i dechifferinga.

Gluhlampenmaschine, Enigma A (1924)

Mašina je bila poznata i kao vojna Enigma. Imao je dva rotora i ručno rotirajući reflektor. Pisaća mašina je izostavljena, a za izlaz su korišćene sijalice. Operacija je bila nešto drugačija od kasnijih modela. Pre sledećeg pritiska na taster, operater je morao da pritisne dugme da pomeri desni rotor za jedan korak.

Enigma B (1924)

Enigma model B predstavljen je krajem 1924. godine i bio je slične konstrukcije.[41] Iako su nosili ime Enigma, oba modela A i B su se prilično razlikovali od kasnijih verzija: razlikovali su se po fizičkoj veličini i obliku, ali i kriptografski, po tome što im je nedostajao reflektor. Ovaj model mašine Enigma je nazvan Glovlamp Enigma ili Gluhlampenmaschine jer je proizvodio svoj izlaz na panelu lampe, a ne na papiru. Ovaj metod proizvodnje bio je mnogo pouzdaniji i isplativiji. Stoga je ova mašina bila 1/8 cene svog prethodnika.

Enigma C (1926)

Model C je bio treći model takozvanih ″Enigmi sa žarnom lampom″ (posle A i B) i opet mu je nedostajala pisaća mašina.

Enigma D (1927)

Enigma C je brzo ustupila mesto Enigmi D (1927). Ova verzija je bila široko korišćena, sa isporukama u Švedsku, Holandiju, Ujedinjeno Kraljevstvo, Japan, Italiju, Španiju, Sjedinjene Američke Države i Poljsku. Godine 1927. Hju Fos iz Britanske vladine škole za šifre i šifre uspeo je da pokaže da se komercijalne Enigma mašine mogu pokvariti, pod uslovom da su odgovarajući krevetići bili dostupni.Uskoro će Enigma D biti pionir u upotrebi standardnog rasporeda tastature koji će se koristiti u nemačkom računarstvu. Ovaj „QWERTZ“ raspored je veoma sličan američkom formatu QWERTY tastature koji se koristi na mnogim jezicima.

„Šifra mornarice D“

Druge zemlje su koristile mašine Enigma. Italijanska mornarica je usvojila komercijalnu Enigmu kao „Navi Cipher D“. Španci su takođe koristili komercijalne mašine Enigma tokom svog građanskog rata. Britanski razbijači šifri su uspeli da razbiju ove mašine, kojima je nedostajala utičnica. Mašine Enigma koristile su i diplomatske službe.

Enigma H (1929)

Postojao je i veliki model štampanja sa osam rotora, Enigma H, koji je Rajhsver nazvao Enigma II. Godine 1933. Poljski biro za šifre je otkrio da se koristi za vojnu komunikaciju na visokom nivou, ali je ubrzo povučen, pošto je bio nepouzdan i često ometan.

Enigma K

Švajcarci su koristili verziju Enigme pod nazivom Model K ili Sviss K za vojnu i diplomatsku upotrebu, koja je bila veoma slična komercijalnoj Enigmi D. Mašinski kod su razbili Poljska, Francuska, Ujedinjeno Kraljevstvo i Sjedinjene Države; potonji ga je nazvao INDIGO. Japan je koristio model Enigma T, kodnog naziva Tirpitz.

Vojna Enigma

Vojna Enigma je bila specifična verzija Enigme koja je korišćena u nemačkoj vojsci tokom 20. veka. Tokom vremena, razvijeni su različiti modeli vojne Enigme, svaki sa svojim karakteristikama i poboljšanjima.

Funkschlüssel C je bio prvi model vojne Enigme koji je korišćen u nemačkoj vojsci. Ovaj model je korišćen od 1926. do 1930. godine i bio je zasnovan na civilnoj Enigmi D. Funkschlüssel C je bio veoma sličan komercijalnoj Enigmi, ali je imao dodatne sigurnosne mere kako bi se otežalo dešifrovanje poruka.

Enigma G, koja je korišćena od 1928. do 1930. godine, bila je poboljšana verzija vojne Enigme. Ovaj model je uključivao dodatak rotora kako bi se povećala sigurnost šifrovanja. Enigma G je predstavljala korak napred u vojnoj šifrovanoj komunikaciji.

Wehrmacht Enigma I, koja je korišćena od 1930. do 1938. godine, bila je još jedan napredniji model vojne Enigme. Ovaj model je imao četiri rotora, umesto tri koliko je imala komercijalna Enigma. Dodatak četvrtog rotora značajno je otežao dešifrovanje poruka.

M3, koji je bio u upotrebi od 1934. godine, predstavljao je dalje poboljšanje vojne Enigme. Ovaj model je koristio rotore sa izmenjenim žičanim postavkama kako bi se dodatno povećala sigurnost šifrovanja. M3 je bio značajan korak u napretku Enigme u vojnim operacijama.

M4, koji je bio u upotrebi od 1942. godine, bio je najnapredniji model vojne Enigme. Ovaj model je imao četiri rotora i dodatne sigurnosne mere kako bi se otežalo dešifrovanje poruka. M4 je bio vrhunac vojne Enigme i korišćen je tokom kasnih faza Drugog svetskog rata.

Svi ovi modeli vojne Enigme imali su za cilj da obezbede sigurnu i šifrovanu komunikaciju u nemačkoj vojsci. Njihov napredni dizajn, rotorski mehanizmi i dodatne sigurnosne mere činili su Enigmu izuzetno izazovnom za dešifrovanje i predstavljali su veliku pretnju za protivničke obaveštajne službe. Međutim, zahvaljujući naporima savezničkih kriptografa, ovi modeli Enigme su konačno razbijeni, što je imalo značajan uticaj na ishod Drugog svetskog rata.

Zaključak

Enigma je bila revolucionarni šifrovani uređaj koji je korišćen tokom Drugog svetskog rata. Njena složena konstrukcija, uključujući rotorski mehanizam i plugboard, omogućavala je visok stepen šifrovanja i činila je izuzetno izazovnom za dešifrovanje.

Iako je Enigma bila smatrana neuništivom i neprobojnom, saveznički kriptografi su uložili ogroman napor u razbijanje ove mašine. Zahvaljujući naporima poljskih matematičara i kriptografa, kao i britanskog tima u Bletchley Parku, Enigma je konačno razbijena. Ova dostignuća su imala ogroman uticaj na ishod rata, jer su saveznici mogli da čitaju tajne nemačke poruke i da dobiju dragocenu obaveštajnu prednost.

Enigma je takođe postavila temelje za razvoj modernih kriptografskih tehnologija i šifarskih sistema. Njena složena struktura i nedostaci su poslužili kao inspiracija za dalja istraživanja i inovacije u oblasti šifrovanja.

Nasleđe Enigme se i danas oseća, podsećajući nas na važnost sigurne komunikacije i neprestanu potrebu za razvojem bezbednosnih mera. Enigma je simbol izazova i inovacije u svetu kriptografije i ostaje važan deo istorije šifrovanja.

U zaključku, Enigma je bila revolucionarna šifarska mašina koja je obeležila period Drugog svetskog rata. Njena razbijanja su predstavljala veliku pobedu za saveznike i otvorila su put ka daljem razvoju kriptografije. Enigma ostaje neizbrisiv deo istorije i podseća nas na važnost tajnosti, bezbednosti i stalnog napretka u oblasti šifrovanja.

Ukoliko posedujete antikvitete za prodaju, možete pogledati koje sve predmete otkupljujemo na :OTKUPLJUJEMO – Antikvarnica Beograd – Belgrade Antiques.