Ang Enigma cipher ay isang field cipher na ginamit ng mga German noong World War II. Ang Enigma ay isa sa pinakasikat na encryption machine sa kasaysayan. Ang unang makina ng Enigma ay naimbento ng isang inhinyero ng Aleman na nagngangalang Arthur Scherbius sa pagtatapos ng Unang Digmaang Pandaigdig. Ginamit ito sa komersyo mula noong unang bahagi ng 1920s at ginamit din ng mga serbisyo ng militar at gobyerno ng ilang bansa, kabilang ang Germany, bago at noong World War II upang magpadala ng mga naka-code na mensahe. Maraming iba't ibang modelo ng Enigma ang nagawa, ngunit ang modelong militar ng Aleman at ang cipher ng Aleman na "Enigma" ang pinakasikat at tinalakay.
Pag-crack ng Enigma cipher noong World War II
Naniniwala ang ilang mananalaysay na ang pagkasira ng Enigma cipher ang pinakamahalagang tagumpay para sa Allied powers noong World War II. Ang Enigma machine ay nagbigay-daan para sa bilyun-bilyong paraan upang mag-encode ng mga mensahe, na ginagawang napakahirap para sa ibang mga bansa na basagin ang mga German code noong World War II. Para sa isang habang ang code ay tila hindi masusugatan. Pagkatapos Alan Turing atsinamantala ng iba pang mga mananaliksik ang ilang mga kapintasan sa pagpapatupad ng Enigma code at nakakuha ng access sa mga German code book, na nagpapahintulot sa kanila na lumikha ng isang makina na tinatawag na Bombe. Tumulong siya sa pagsira sa pinakamahirap na bersyon ng Enigma. Ang Poland noong 2007 ay naglabas ng barya bilang parangal sa ika-75 anibersaryo ng pagsira sa Enigma cipher - 2 złoty mula sa hilagang ginto. Sa gitna ay ang coat of arms ng Poland, at sa isang bilog ay mayroong Enigma wheel-relle.
Ang kahulugan ng pagsira ng cipher para sa mga kapanalig
Naniniwala ang ilang mananalaysay na ang Enigma hack ang nag-iisang pinakamahalagang tagumpay para sa Allied Powers noong World War II. Gamit ang impormasyong na-decipher nila mula sa mga German, napigilan ng mga Allies ang maraming pag-atake. Ngunit upang maiwasan ang hinala na nakahanap sila ng paraan upang matukoy ang mga mensahe, kinailangan ng mga Allies na payagan ang ilang mga pag-atake, sa kabila ng katotohanan na mayroon silang kaalaman upang pigilan ang mga ito. Inilarawan ito sa pelikulang "The Imitation Game", na ipinalabas noong 2014.
Machine "Enigma": paglalarawan, mga bahagi
Ang Enigma machine ay binubuo ng ilang bahagi, kabilang ang keyboard, board, rotor, at internal electronic circuits. Ang ilan sa kanila ay may mga karagdagang tampok. Ang mga naka-encode na mensahe ay isang hanay ng mga titik na naging malinaw na pangungusap kapag na-decipher. Gumagamit ang mga Enigma machine ng isang anyo ng substitution encryption. Ang substitution encryption ay isang simpleng paraan upang mag-encode ng mga mensahe, ngunit ang mga naturang code ay medyo madaling masira. Ngunit ang Enigma machine ay idinisenyo upang ang tamang rotor ay sumulongisang posisyon kaagad pagkatapos pindutin ang enter key. Kaya, ang pag-encrypt ng mga titik ay aktwal na nagsisimula habang ang mga rotor ay nasa posisyon bago ang AAA. Kadalasan ang posisyong ito ay AAZ.
Paano gumagana ang Enigma cipher
Ang isang simpleng halimbawa ng substitution encryption scheme ay ang Caesar cipher. Binubuo ito sa pagpapalit ng lugar ng bawat titik ng alpabeto. Halimbawa, kapag inilipat ng 3 lugar, papalitan ng letrang A ang G. Ngunit ang Enigma machine cipher ay walang alinlangan na mas malakas kaysa sa simpleng Caesar cipher. Gumagamit sila ng anyo ng mga substitution cipher, ngunit sa tuwing ang isang titik ay itinugma laban sa isa pa, nagbabago ang buong scheme ng pag-encode. Mga variant ng Enigma ciphers - sa larawan sa ibaba.
Pagkatapos pindutin ang bawat pindutan, ang mga rotor ay gumagalaw at ididirekta ang kasalukuyang sa ibang landas patungo sa isa pang bukas na titik. Kaya, para sa unang keystroke, isang pag-encode ang nabuo, at para sa pangalawang keystroke, isa pa. Lubos nitong pinapataas ang bilang ng mga posibleng opsyon sa pag-coding, dahil sa tuwing pinindot ang isang key sa Enigma machine, umiikot ang mga rotor at nagbabago ang code.
Ang prinsipyo ng Enigma machine
Kapag pinindot ang isang key sa keyboard, gumagalaw ang isa o higit pang rotor upang bumuo ng bagong configuration ng rotor na mag-encode ng isang letra bilang isa pa. Ang kasalukuyang daloy sa makina at ang isang ilaw sa lamp board ay umiilaw upang ipahiwatig ang output letter. Ang isang halimbawa ng isang Enigma cipher ay ganito ang hitsura: kung ang P key ay pinindot, at ang Enigma machine ay na-encode ang titik na ito bilang A, saiilaw ang lamp panel ng A. Bawat buwan, ang mga operator ng Enigma ay tumatanggap ng mga code book na nagsasaad kung aling mga setting ang gagamitin bawat araw.
Skema ng pag-encrypt
Ang circuit ay katulad ng isang lumang patch panel ng telepono na may sampung wire, na may dalawang dulo sa bawat wire na maaaring isaksak sa jack. Ang bawat plug wire ay maaaring magpares ng dalawang letra sa pamamagitan ng pagkonekta ng isang dulo ng wire sa isang letter slot at ang kabilang dulo sa kabilang letra. Magpapalit ang dalawang letra sa pares, kaya kung konektado ang B sa G, ang G ay magiging B at ang B ay magiging G. Nagbibigay ito ng karagdagang layer ng pag-encrypt para sa militar.
Message encoding
Ang bawat rotor ng makina ay may 2626 na numero o titik. Ang makina ng Enigma ay maaaring gumamit ng tatlong rotor sa isang pagkakataon, ngunit ang mga ito ay maaaring baguhin mula sa limang set, na nagreresulta sa libu-libong posibleng mga pagsasaayos. Ang "susi" sa Enigma cipher ay binubuo ng ilang elemento: ang mga rotor at ang kanilang pagkakasunud-sunod, ang kanilang mga paunang posisyon, at ang displacement scheme. Ipagpalagay na ang mga rotor ay gumagalaw mula kaliwa pakanan, at ang letrang A ay dapat i-encrypt, pagkatapos kapag ang letrang A ay naka-encrypt, ang bawat rotor ay nasa orihinal nitong posisyon - AAA. Habang gumagalaw ang mga rotor mula kaliwa pakanan, dadaan muna ang karakter A sa pangatlo. Ang bawat rotor ay nagsasagawa ng pagpapalit na operasyon. Samakatuwid, pagkatapos na dumaan ang karakter A sa pangatlo, lalabas ito bilang B. Ngayon ang letrang B ay ipinasok sa pamamagitan ng pangalawang rotor, kung saan ito ay pinalitan ng J, at sa unang J ay binago sa Z. Pagkatapos pumasa ng Enigma ciphersa lahat ng rotor, papunta ito sa deflector at dumaan sa isa pang simpleng kapalit.
Susi para i-decrypt ang mga mensahe
Pagkatapos lumabas sa reflector, ipinapadala ang mensahe sa pamamagitan ng mga rotor sa kabilang direksyon, na may inilapat na reverse replacement. Pagkatapos nito, ang simbolo A ay magiging U. Ang bawat rotor, sa rim, ay may alpabeto, kaya ang operator ay maaaring magtakda ng isang tiyak na pagkakasunud-sunod. Halimbawa, maaaring i-rotate ng operator ang unang rotor upang ipakita ang D, i-rotate ang pangalawa upang ipakita ang K, at i-rotate ang pangatlong slot upang ipakita ang P. Gamit ang unang hanay ng tatlong numero o titik na ipinapakita sa makina ng nagpadala noong nagsimula siyang mag-type ng mensahe, made-decode ito ng tatanggap sa pamamagitan ng pagtatakda ng kapareho nitong Enigma machine sa mga paunang setting ng nagpadala.
Mga disadvantage ng Enigma encryption method
Ang pangunahing disadvantage ng Enigma cipher ay ang sulat ay hindi kailanman ma-encode kung ano ito. Sa madaling salita, ang A ay hindi kailanman mai-encode bilang A. Ito ay isang malaking depekto sa Enigma code dahil nagbigay ito ng isang piraso ng impormasyon na maaaring magamit upang i-decrypt ang mga mensahe. Kung mahulaan ng mga decoder ang salita o parirala na malamang na lalabas sa mensahe, ang impormasyong ito ay makakatulong sa kanila na maunawaan ang code. Dahil ang mga German ay palaging nagpapadala ng mensahe ng panahon sa simula at karaniwang may kasamang parirala sa kanilang tradisyonal na pagbati sa dulo ng mensahe, natagpuan ang mga parirala na tinatayangdecoder upang malutas.
Kotse nina Alan Turing at Gordon Welchman
Alan Turing at Gordon Welchman ay bumuo ng isang makina na tinatawag na Bombe na gumamit ng electrical circuitry upang matukoy ang isang mensaheng naka-encode ng Enigma sa loob ng wala pang 20 minuto. Sinubukan ng Bombe machine na tukuyin ang mga setting ng rotor at ang Enigma machine circuitry na ginamit upang magpadala ng isang naka-code na mensahe. Ang karaniwang sasakyan ng British Bombe ay mahalagang 36 na sasakyang Enigma na pinagsama-sama. Kaya, nagmodelo siya ng ilang Enigma machine nang sabay-sabay.
Ano ang hitsura ng Bombe
Karamihan sa mga makina ng Enigma ay may tatlong rotor, at bawat isa sa mga Enigma simulator sa Bombe ay may tatlong drum, isa para sa bawat rotor. Ang mga drum ng Bombe ay color-coded upang tumugma sa rotor na kanilang ginagaya. Ang mga drum ay inayos upang ang tuktok ng tatlo ay gayahin ang kaliwang rotor ng Enigma, ang gitna ay ginagaya ang gitnang rotor, at ang ibaba ay ginagaya ang kanang rotor. Para sa bawat kumpletong pag-ikot ng mga upper reel, ang middle reel ay nadagdagan ng isang posisyon, ganoon din ang nangyari sa gitna at lower reels, na dinadala ang kabuuang bilang ng mga posisyon sa 17,576 na posisyon ng 3-rotor Enigma machine.
Paggawa ng decoder
Para sa bawat configuration ng rotor, sa bawat pagliko ng mga drum, ang Bombe machine ay gumawa ng isang pagpapalagay tungkol sa circuit setup, halimbawa, na ang A ay konektado sa Z. Kung ang pagpapalagay ay naging mali, ang makina ay tinanggihan ito at hindi na ginamit muli, at hindi nag-ukol ng oras sa pagsurialinman sa mga ito mamaya. Inilipat ng makina ng Bombe ang mga posisyon ng rotor at pumili ng isang bagong hula at inuulit ang prosesong ito hanggang sa lumitaw ang isang kasiya-siyang pag-aayos ng setting. Kung ang makina ay "hulaan" na ang A ay konektado sa Z, pagkatapos ay naunawaan na ang B ay dapat na konektado sa E, at iba pa. Kung hindi magresulta sa kontradiksyon ang pagsubok, hihinto ang makina at gagamitin ng decoder ang napiling configuration bilang susi sa mensahe.
