Энигма

Материал из свободной русской энциклопедии «Традиция»
Перейти к: навигация, поиск

Текст заголовка[править]

Трехроторная военная немецкая шифровальная машина Энигма (версия с метками).

Эни́гма (Enigma) — портативная шифровальная машина, использовавшаяся для шифрования и расшифрования секретных сообщений. Более точно, Энигма — целое семейство электромеханических роторных машин, применявшихся с 20-ых годов XX века.

Энигма использовалась в коммерческих целях, а также в военных и государственных службах во многих странах мира, но наибольшее распространение получила в нацистской Германии во время Второй Мировой войны. Именно Энигма Вермахта (Wehrmacht Enigma) немецкая военная модель — чаще всего является предметом дискуссий. Эта машина получила дурную славу, потому что криптоаналитики Антигитлеровской коалиции смогли расшифровать большое количество сообщений, зашифрованных при помощи нее. Специально для этих целей была создана машина с кодовым названием Bomba, оказавшая значительную помощь Антигитлеровской коалиции в войне. Вся информация, полученная криптоанализом с помощью неё, имела кодовое название ULTRA.

При обсуждении влияния данных ULTRA на ход военного конфликта полагают, что расшифровка немецких криптограмм сократила продолжительность войны в Европе на два года.

Хотя шифр Энигмы, с точки зрения криптографии, был слаб, на практике лишь сочетание этого фактора с другими, такими, как ошибки оператора, процедурные изьяны и захваты экземпляров Энигмы и шифровальных книг, позволило взломщикам прочитать сообщения.

Описание[править]

Электрическая схема Энигмы, показывающая, куда течет ток, когда буква 'A' шифруется буквой 'D'
Шифрующее действие Энигмы показано для двух последовательно нажатых клавиш — ток течет через роторы, «отражается» от рефлектора, затем снова через роторы. Замечание: Серыми линиями показаны другие возможные электрические цепи внутри каждого ротора. Буква A щифруется по-разному при последовательных нажатиях одной клавиши, сначала в G, затем в C. Сигнал пошёл по другому маршруту за счет поворота ротора.

Как и другие роторные машины, Энигма состояла из комбинации механических и электрических систем. Механический часть включала в себя клавиатуру, набор вращающихся дисков (роторов), которые были расположены вдоль вала и прилегали к нему, и ступенчатого механизма, двигающего один или более роторов при каждом нажатии клавиши. Конкретный механизм работы мог быть разным, но общий принцип был таков: при каждом нажатии клавиши самый правый ротор сдвигается на одну позицию, а при определенных условиях сдвигаются и другие роторы. Движение роторов приводит к различным криптографическим преобразованиям при каждом следующем нажатии клавиши на клавиатуре.

Механические части двигались, образуя меняющийся электрический контур, то есть, фактически, шифрование букв осуществлялось электрически. При нажатии клавиш контур замыкался, ток проходил через различные компоненты и в итоге включал одну из множества лампочек, отображавшую выводимую букву. Например, при шифровке сообщения, начинающегося с ANX..., оператор вначале нажимал кнопку A, и загоралась лампочка Z, то есть Z становилась первой буквой криптограммы. Оператор продолжал шифрование N таким же образом, и так далее.

Для объяснения принципа работы Энигмы приведена диаграмма слева. Диаграмма упрощена, — на самом деле механизм состоял из 26 лампочек, клавиш, разъемов и электрических схем внутри роторов. Ток шел из батареи (1) через переключатель (2) в коммутационную панель (3). Коммутационная панель позволяла перекоммутировать соединения между клавиатурой (2) и неподвижным входным колесом (4). Далее ток проходил через разъем (3), в данном примере неиспользуемый, входное колесо (4) и схему соединений трех (в армейской модели) или четырёх (в военно-морской модели) роторов (5) и входил в рефлектор (6). Рефлектор возвращал ток обратно, через роторы и входное колесо, но уже по другому пути, далее через разъем 'S', соединенный с разъемом 'D', через другой переключатель (9), и зажигалась лампочка.

Таким образом, постоянное изменение электрической цепи, через которую шел ток, вследствие вращения роторов позволяло реализовать многоалфавитный шифр подстановки, что давало высокую устойчивость шифра для того времени.

Роторы[править]

Левая сторона ротора Энигмы, видны плоские электрические контакты. A single turnover notch is visible on the left edge of the rotor.
Правая сторона ротора, видны штыревые контакты. Римская V идентифицирует электропроводку ротора.

Роторы — это сердце Энигмы. Каждый ротор представлял собой диск примерно 10 см в диаметре, сделанный из твердой резины или бакелита, с пружинными штыревыми контактами на одной стороне ротора, расположенными по окружности. На другой стороне находилось соответствующее количество плоских электрических контактов. Штыревые и плоские контакты соответствовали буквам в алфавите, обычно это были 26 букв от A до Z. При соприкосновении контакты соседних роторов замыкали электрическую цепь. Внутри ротора каждый штыревой контакт был соединен с одним из плоских. Порядок соединения мог быть различным.

Три ротора и шпиндель, к которому они крепятся.

Сам по себе ротор производил очень простой тип шифрования: элементарный шифр замены. Например, контакт, отвечающий за букву Е, мог быть соединен с контактом буквы Т на другой стороне ротора. Но при использовании нескольких роторов в связке (обычно трех или четырех) за счет их постоянного движения получается более надежное шифрование.

Ротор мог занимать одну из 26 позиций в машине. Он мог быть повернут вручную при помощи рифленого пальцевого колесика, которое выдавалось наружу, как показано на Рис. 2. Чтобы оператор всегда мог определить положение ротора, на ободе каждого находилось алфавитное кольцо и одна из букв была видна через окошко. В ранних моделях Энигмы алфавитное кольцо было фиксировано, в более поздних версиях ввели усложненную конструкцию с возможностью его регулировки. Каждый ротор содержал одну или несколько выемок, используемых для управления движением роторов. В военных версиях выемки были расположены на алфавитном кольце.

Ротор в разобранном виде   Три последовательно соединенных ротора
Enigma rotor exploded view.png
  1. кольцо с выемками
  2. маркирующая точка для контакта "A"
  3. алфавитное кольцо
  4. залуженные контакты
  5. электропроводка
  6. штыревые контакты
  7. пружинный рычаг для настройки кольца
  8. втулка
  9. пальцевое кольцо
  10. храповое колесо
Enigma rotor set.png

Военные модели Энигмы выпускались с различным количеством роторов. Первая модель содержала только три, 15 декабря 1938 года их стало пять, но только три из них одновременно использовались в машине. Эти типы роторов были маркированы римскими числами от I до V, и у каждого была одна выемка, расположенная в разных местах алфавитного кольца. В военно-морских моделях всегда содержалось бо́льшее количество роторов, чем в других: шесть, семь или восемь. Эти дополнительные роторы маркировались числами VI, VII и VIII, все с различной электропроводкой. Все они содержали по две выемки около букв 'N' и 'A', что обеспечивало более частые повороты роторов.

Четырехроторная военно-морская модель Энигмы M4 имела один дополнительный ротор, хотя была такого же размера, что и трехроторная, за счет более тонкого рефлектора. Существовало два типа этого ротора: Бета и Гамма. В процессе шифрования он не двигался, но мог быть установлен вручную на любую из 26 различных позиций.

Ступенчатое движение роторов[править]

Ступенчатое движение роторов Энигмы. Все три собачки (обозначены зеленым) двигаются одновременно. Для первого ротора (1), храповик (красный) всегда зацеплен, и он поворачивается при каждом нажатии клавиши. В данном случае выемка на первом роторе позволяет собачке зацепить и второй ротор (2), он повернется при следующем нажатии клавиши. Третий ротор (3) не зацеплен, так как собачка третьего ротора не попала в выемку второго, cобачка будет просто скользить по поверхности диска.

Каждый ротор был прикреплен к шестеренке с 26 зубцами (храповику), а группа собачек зацепляла зубцы шестеренок. Собачки выдвигались вперед одновременно с нажатием клавиши на машине. Если собачка цепляла зубец шестеренки, то ротор поворачивался на один шаг.

В армейской модели Энигмы каждый ротор был прикреплен к регулируемому кольцу с выемками. Пять базовых роторов (I-V) имели по одной выемке, тогда как в военно-морской модели (VI-VIII) — по две. В определенный момент выемка попадала напротив собачки, позволяя ей зацепить храповик следующего ротора при последующем нажатии клавиши. Когда же собачка не попадала в выемку, она просто проскальзывала по поверхности кольца, не цепляя шестеренки. В системе с одной выемкой второй ротор продвигался вперед на одну позицию за то же время, что первый — на 26. Аналогично, третий ротор продвигался на один шаг за то же время, за которое второй делал 26 шагов. Особенностью машины было то, что второй ротор также поворачивался, если поворачивался третий. Это означает, что второй ротор мог повернуться дважды при двух последовательных нажатиях клавиш — так называемое «двухшаговое движение», что приводило к уменьшению периода.

Двухшаговое движение отличает функционирование роторов от нормального одометра. Двойной шаг реализовывался следующим образом: первый ротор поворачивался, заставляя второй также повернуться на один шаг. И, если второй ротор продвинулся в нужную позицию, то третья собачка зацепляла третью шестеренку. На следующем шаге эта собачка толкала шестеренку и продвигала ее, а также продвигала и второй ротор.

С тремя дисками и только с одной выемкой в первом и втором диске, машина имела период 26 × 25 × 26 = 16 900. Как правило, сообщения не превышали пары сотен символов, следовательно, не было риска повтора позиции роторов при написании одного сообщения.

В четырехроторных военно-морских моделях никаких изменений в механизм внесено не было. Собачек было только три, то есть четвертый ротор никогда не двигался, но мог быть вручную установлен на одну из 26 позиций.

При нажатии клавиши роторы поворачивались до замыкания электрической цепи.

Роторы Энигмы в собранном состоянии. Три подвижных ротора помещены между двумя неподвижными деталями: входное кольцо и рефлектор (помечен "B" слева).

Входное колесо[править]

Входное колесо (Eintrittswalze по-немецки), или входной статор, соединяло коммутационную панель или (в случае ее отсутствия) клавиатуру и ламповую панель с роторами. Несмотря на то, что фиксированное соединение проводов играло сравнительно небольшую роль с точки зрения безопасности, именно это оказалось некоторым препятствием в работе польского криптоаналитика Марьяна Реджевски, когда он пытался определить способ коммутации проводов внутри роторов. Коммерческая модель Энигмы соединяла буквы в порядке их следования на клавиатуре: Q\(\rightarrow\)A, W\(\rightarrow\)B, E\(\rightarrow\)C и так далее. Однако, военная модель соединяла их в прямом алфавитном порядке: A\(\rightarrow\)A, B\(\rightarrow\)B, C\(\rightarrow\)C и т.д. Только интуитивная догадка Реджевски позволила ему изменить расчеты, и решить уравнения.

Рефлектор[править]

За исключением ранних моделей A и B, за последним ротором следовал рефлектор (Umkehrwalze по-немецки), запатентованная деталь, отличавшая семейство Энигмы от других роторных машин, разработанных в то время. Рефлектор соединял контакты последнего ротора попарно, коммутируя ток через роторы в обратном направлении, но по другому маршруту. Наличие рефлектора гарантировало, что преобразование, осуществляемое Энигмой, есть инволюция, т.е. дешифрование представляет собой то же самое, что и шифрование. Однако, наличие рефлектора делает невозможным шифрование какой-либо буквы через саму себя. Это было серьезным концептуальным недостатком, впоследствии пригодившимся дешифровщикам.

В коммерческой модели Энигмы C рефлектор мог быть расположен в двух различных позициях, а в модели D — в 26 возможных позициях, но при этом был неподвижен в процессе шифрования. В модели, применявшейся в Абвере, рефлектор двигался во время шифрования, как и остальные диски.

В армейской и военно-воздушной модели Энигмы рефлектор был установлен, но не вращался. Он существовал в четырех разновидностях. Первая разновидность была помечена буквой A. Следующая, Umkehrwalze B была выпущена 1 ноября 1937 года. Третья, Umkehrwalze C появилась в 1941 году. Четвертая, Umkehrwalze D, впервые появившаяся 2 января 1944 года, позволяла оператору Энигмы управлять настройкой коммутации внутри рефлектора.

Коммутационная панель[править]

Коммутационная панель в передней части машины. Могло использоваться до 13 соединений. На фотографии переключены две пары букв (S-O и J-A).

Коммутационная панель (Steckerbrett по-немецки) позволяет оператору варьировать соединения проводов. Впервые она появилась в немецких армейских версиях в 1930 году и вскоре успешно использовалась и в военно-морских версиях. Коммутационная панель внесла огромный вклад в усложнение шифрования машины, даже больший, чем введение дополнительного ротора. С Энигмой без коммутационной панели можно справиться практически вручную, однако после добавления коммутационной панели взломщики были вынуждены конструировать специальные машины.

Кабель, помещенный на коммутационную панель, соединял буквы попарно, например, E и Q могли быть соединены в пару. Эффект состоял в перестановке этих букв до и после прохождения сигнала через роторы. Например, когда оператор нажимал E, сигнал направлялся в Q, и только после этого уже во входной ротор. Одновременно могло использоваться несколько таких пар (до 13).

Каждая буква на коммутационной панели имела два гнезда. Вставка штепселя разъединяла верхнее гнездо (от клавиатуры) и нижнее гнездо (к входному ротору) этой буквы. Штепсель на другом конце кабеля вставлялся в гнезда другой буквы, переключая тем самым соединения этих двух букв.

Аксессуары[править]

Удобной деталью, использовавшейся на Энигма модели M4, был так называемый «Schreibmax», маленькое печатающие устройство, которое могло печатать все 26 букв на небольшом листе бумаги. В связи с этим, не было необходимости в дополнительном операторе, следящем за лампочками и записываюшем буквы. Печатное устройство устанавливалось поверх Энигмы и было соединено с панелью лампочек. Чтобы установить печатающее устройство, необходимо было убрать крышечки от ламп и все лампочки. Кроме того, это нововведение повышало безопасность: теперь офицеру-связисту не обязательно было видеть незашифрованный текст. Печатающие устройство было установлено в кабине капитана подводной лодки, а офицер-связист только вводил зашифрованный текст, не получая доступа к секретной информации.

Другим аксессуаром была отдельная удаленная панель с лампочками. В варианте с дополнительной панелью деревянный корпус Энигмы был более широким. Существовала модель панели с лампочками, которая могла быть впоследствии подключена, но это требовало, как и в случае с печатающим устройством «Schreibmax», замены заводской панели с лампочками. Удаленная панель позволяла человеку прочитать расшифрованный текст без участия оператора. В 1944 году военно-воздушные силы ввели дополнительный переключатель коммутационной панели, названный «Uhr» (час). Это была небольшая коробка, содержащая переключатель с 40 позициями. Он заменял стандартные штепсели. После соединения штепселей, как определялось в списке кодов на каждый день, оператор мог поменять переключатель в одно из этих 40 позиций. Каждая позиция приводила к различной комбинации телеграфирования штепселя. Большинство из этих соединений штепселей, в отличие от стандартных штепселей, были непарными.

Математическое описание[править]

Преобразование Энигмы для каждой буквы может быть определено математически как результат перестановок. Рассмотрим трехроторную армейскую модели. Положим, что P обозначает коммутационную панель, U обозначает отражатель, а L, М, R обозначают действия левых, средних и правых роторов соответственно. Тогда шифрование E может быть выражено как $$E = PRMLUL^{-1}M^{-1}R^{-1}P^{-1}$$

После каждого нажатия клавиш ротор движется, изменяя трансформацию. Например, если правый ротор R проворачивается на i позиций, происходит трансформация ρiRρ − i, где ρ это циклическая перестановка, проходящая от A к B, от B к C, и так далее. Таким же образом, средний и левый ротор могут быть обозначены как j и k вращений M и L. Функция шифрования в этом случае может быть отображена следующим образом: $$E = P(\rho^iR\rho^{-i})(\rho^{j}M\rho^{-j})(\rho^{k}L\rho^{-k})U(\rho^kL^{-1}\rho^{-k})(\rho^{j}M^{-1}\rho^{-j})(\rho^{i}R^{-1}\rho^{-i})P^{-1}$$

Процедуры для использования Энигмы[править]

В германских вооруженных силах средства связи были разделены на разные сети, причем у каждой были собственные настройки кодирования для машин Энигмы. В английском центре дешифровки Блечли Парк (Bletchley Park) эти коммуникационные сети именовались ключами и им были присвоены кодовые имена, такие как Red, Chaffinch или Shark. Каждой единице, работающей в сети, на новый промежуток времени назначались новые настройки. Чтобы сообщение было правильно зашифровано и расшифровано, машины отправителя и получателя должны были быть одинаково настроены, конкретно идентичными должны были быть: выбор роторов, начальные позиции роторов и соединения коммутационной панели. Эти настройки оговаривались заранее и записывались в специальных шифровальных книгах.

Первоначальное состояние шифровального ключа Энигмы включает следующие параметры:

  • Расположение роторов: выбор роторов и их расположение
  • Первоначальные позиции роторов: выбранные оператором, различные для каждого сообщения.
  • Настройка колец: позиция алфавитного кольца, совпадающая с роторной схемой.
  • Настройки штепселей: соединения штепселей на коммутационной панели.

Энигма была разработана таким образом, чтобы безопасность сохранялась даже в тех случаях, когда шпиону известны роторные схемы, хотя на практике настройки хранятся в секрете. С неизвестной схемой общее количество возможных конфигураций может быть в районе 10 114 (jrjkj 380 бит), с известной схемой соединений и других операционных настроек этот показатель снижается до 1023 (76 бит). Пользователи Энигмы были уверены в ее безопасности из-за большого количества возможных вариантов. Нереальным было даже начать подбирать возможную конфигурацию.

Индикаторы[править]

Большинство ключей хранились лишь определенный период времени, обычно сутки. Однако для каждого нового сообщения задавались новые начальные позиции роторов. Это обуславливалось тем, что если число сообщений, посланных с идентичными настройками, будет велико, то криптоаналитик, досконально изучивший насколько сообщений, может подобрать шифр к сообщениям, используя частотный анализ. Подобная идея используется в принципе «инициализационного вектора» в современном шифровании. Эти начальные позиции отправлялись вместе с криптограммой, перед зашифрованным текстом. Такой принцип именовался «индикаторная процедура». И именно слабость подобных индикационных процедур привела к первым успешным случаям взлома кода Энигмы.

Одни из ранних индикационных процедур использовались польскими криптоаналитиками для взлома кода. Процедура заключалась в том, что оператор настраивал машину в соответствии со списком настроек, которые содержат главные первоначальные стартовые позиции роторов. Допустим, главное ключевое слово — AOH. Оператор вращал роторы вручную до тех пор, пока слово AOH не читалось в роторных окошках. После этого оператор выбирал свой собственный ключ для нового сообщения. Допустим, оператор это слово EIN. Это слово становилось ключевым для данного сообщения. Далее оператор еще один раз вводил слово EIN в машину для избежания ошибок при передаче. В результате, после двойного ввода слова EIN в криптограмме отображалось слово XHTLOA, которое предшествовало телу основного сообщения. И наконец, оператор снова поворачивал роторы в соответствии с выбранным ключом, в данном примере EIN, и вводил далее уже основной текст сообщения.

При получении данного шифрованного сообщения вся операция выполнялась в обратном порядке. Оператор-получатель вводил в машину начальные настройки (ключевое слово AOH) и вводил первые шесть букв полученного сообщения (XHTLOA). В приведенном примере отображалось слово EINEIN, то есть оператор-получатель понимал, что ключевое слово — EIN. После этого он устанавливал роторы на позицию EIN, и вводил оставшуюся часть зашифрованного сообщения, на выходе получая чистый дешифрованный текст.

В этом методе было два недостатка: использование главных ключевых настроек. Впоследствии это было изменено тем, что оператор выбирал собственные начальные позиции для шифрования индикатора и отправлял начальные позиции в незашифрованном виде. Вторая проблема состояла в повторяемости выбранного оператором-шифровщиком слова-индикатора, которая была существенной трещиной в безопасности. Ключ сообщения шифровался дважды, в результате чего прослеживалось закономерное сходство между первым и четвертым, вторым и пятым, третьим и шестым символами. Этот недостаток позволил польским дешифровщикам взломать код Энигмы уже в 1932 году. Однако, начиная с 1940 года, немцы изменили процедуры для повышения безопасности.

Во время Второй мировой войны немецкие операторы использовали шифровальную книгу только для установки роторов и настройки колец. Для каждого сообщения оператор выбирал случайную стартовую позицию, к примеру WZA, и случайный ключ сообщения, допустим SXT. Далее оператор устанавливал роторы в стартовую позицию WZA, и шифровал ключ сообщения SXT. Предположим, что в результате получиться UHL. После этого оператор устанавливал слово SXT как начальную позицию роторов и ключ к сообщению. Далее он отправлял стартовую позицию WZA и шифровальный ключ UHL вместе с сообщением. Получатель устанавливал стартовую позицию роторов в соответствии с первой трехграммой WZA и расшифровывал вторую триграмму, UHL, для распознания ключа сообщения SXT. Далее получатель использовал этот ключ как стартовую позицию для расшифровки сообщения. Таким образом, каждый раз главный ключ оказывался различным и был убран недостаток, свойственный процедуре с двойным шифрованием ключа.

Аббревиатуры и директивы[править]

Армейская версия Энигмы использовала только 26 букв. Прочие символы заменялись редкими комбинациями букв. Пробел пропускался либо заменялся на X. Символ X в основном использовался для обозначения точки либо конца сообщения. В отдельных подразделениях использовались некоторые особые символы. В шифровках армии запятая заменялась на сочетание ZZ, а вопросительный знак — на FRAGE либо FRAQ. В шифровках, использовавшихся военно-морскими силами, запятая заменялась на Y, а вопросительный знак — на комбинацию UD. Комбинация символов CH, например, в словах «ACHT» (восемь), «RICHTUNG» (направление) заменялась символом Q («AQT», «RIQTUNG»). Два, три или четыре нуля заменялись словами «CENTA», «MILLE» и «MYRIA» соответственно.

Армия и Люфтваффе отправляли сообщения группами по пять символов. Военно-морские силы, использующие, как сказано выше, четырехроторные машины, отправляли сообщения группами по четыре символа. Часто употребляемые слова и имена очень сильно варьировались. Например, слово «Minensuchboot» могло быть написано как «MINENSUCHBOOT», «MINBOOT», «MMMBOOT» или «MMM354». Чтобы осложнить криптоанализ, отдельные сообщения не содержали более 250 символов. Более длинные сообщения зазбивались на части, и каждая часть использовала свой ключ.

История и развитие машины[править]

Семейство шифровальных машин Энигма насчитывает огромное количество моделей и вариаций дизайна. Ранние модели были коммерческими, начиная с 1920-х годов. Начиная с середины 1920-х различные немецкие военные службы стали использовать эти машины, внося большое количество собственных изменений для повышения безопасности. Кроме того, другие страны использовали чертежи Энигмы для создания своих собственных шифровальных машин.

Коммерческая Энигма[править]

Логотип машины Энигма

23 февраля 1918 года немецкий инженер Артур Шербиус (Arthur Scherbius) запросил патент на шифровальную машину, использующую роторы, и, совместно с Ричардом Реттером (E. Richard Ritter), основал фирму Шербиус и Риттер (Scherbius & Ritter). Они пытались наладить отношения с германским военно-морским флотом и с Министерством иностранных дел, но на тот момент те не были заинтересованы в шифровальных машинах. В дальнейшем они зарегистрировали патенты на предприятие Геверкшафт Секуритас (Gewerkschaft Securitas), которое 9 июля 1923 года основало корпорацию производителей шифровальных машин Chiffriermaschinen Aktien-Gesellschaft. Шербиус и Риттер состояли в совете директоров этой корпорации.

Корпорация Chiffriermaschinen AG начала рекламировать роторную машину, Энигму модели «А», которая была выставлена на обозрение на конгрессе Международного почтового союза в 1923 и 1924 годах. Машина была тяжелой и очень большой и напоминала печатную машину. Ее размеры были 65 × 45 × 35 см, и весила она около 50 килограмм. Потом была представлена модель «B» была изобретена, подобной же конструкции. Первые две модели «A» и «B» были совсем не похожи на более поздние версии. Они были различных размеров и формы. Отличались они и с шифровальной точки зрения — в ранних версиях не хватало рефлектора.

Рефлектор — идея, предложенная коллегой Шербиуса Вилли Корном (Willi Korn) — впервые был внедрен в Энигме модели «C» (1926). Рефлектор был ключевой особенностью Энигмы.

Модель «C» была меньше и более портативной, чем предшественники. В этой модели не хватало пишущей машинки, чтобы заменить дополнительного оператора, следящего за лампочками, отсюда и альтернативное название "Glowlamp Enigma", для отличия ее от моделей «A» и «B». Энигма модели «C» вскоре устарела, уступая новой модели «D» (1927). Эта версия широко использовалась в Швеции, Нидерландах, Великобритании, Японии, Италии, Испании, США и Польше.

Энигма на военной службе[править]

Немецкий военно-морской флот первым начал использовать машины Энигма. Модель, названная «Funkschlüssel C», начала разрабатываться с 1925 года и начала выпускаться с 1929 года. Клавиатура и панель с лампочками состояли из 29 букв от A до Z, а также Ä, Ö и Ü, расположенных в алфавитном порядке, в отличие от системы QWERTZU. Три ротора из пяти и рефлектор могли быть установлены в четыре различные позиции, обозначенные буквами α, β, γ и δ. Незначительные исправления в машину были внесены в июле 1933.

15 июля 1928 года немецкой армией была изобретена собственная модель Энигмы — «Энигма G», а в июне 1930 года —модифицированная модель «Энигма I». «Энигма I», также известная как армейская Энигма, или Энигма спецслужб, широко использовалась немецкими военными службами и другими государственными организациями во время Второй мировой войны. Существенное различие между «Энигмой I» и коммерческими моделями Энигмы была коммутационная панель для замены пар букв, существенно увеличившая уровень защиты шифровок. Также были и другие отличия: использование закрепленного рефлектора и перемещение прорезей с тела ротора на движущиеся буквенные кольца. В 1934 году ВМФ взял на вооружение военно-морскую модификацию армейской Энигмы, которая была названа «Funkschlüssel M» или «M3». В то время, как армейские модели использовали только три ротора одновременно, для большей безопасности военно-морская модификация использовала пять роторов. В декабре 1938 года в модель были добавлены два дополнительных ротора, таким образом, использовались пять роторов. В 1938 было добавлено ещё два дополнительных ротора, а потом и еще один в 1939 году, так что появилась возможность использовать набор из восьми роторов. В августе 1935 года военно-воздушные силы также стали использовать армейские модели Энигмы для собственной секретной связи. 1 февраля 1942 года для немецких подводных лодок была специально изобретена четырехроторная Энигма, названная «M4» (в немецком наименовании эта новая сеть получила название «Triton», а у союзников — «Shark»). Дополнительный ротор не занимал большего пространства благодаря разделению рефлектора на комбинацию более тонкого рефлектора и тонкого четвертого ротора.

«Энигма II» — большая восьмироторная печатающая модель. В 1933 году польские специалисты по взламыванию шифров обнаружили, что «Энигма II» использовалась для связи высших армейских структур, но вскоре она прекратила использоваться после осознания её ненадежности.

Абвер использовал «Энигму G» (Также известна как Энигма Абвера). Эта была четырехроторная модель Энигмы без штепселей, но с бо́льшим количеством выемок на роторах. Эта модель была оснащена счетчиком, который следил за каждым нажатием клавиши и таким образом она стала известна как счетная машина.

Другие страны также использовали Энигму. Итальянские военно-морские силы использовали коммерческую «Энигму D», испанцы также использовали коммерческую Энигму во время своей гражданской войны. Британские специалисты по взламыванию шифров преуспели во взламывании этих машин, в которых не хватало коммутационной панели. Швейцарцы использовали для военных и дипломатических целей «Энигму K», которая была похожа на коммерческую «Энигму D». Эти машины были взломаны большим числом дешифровщиков, включая польских, французских, британских и американских. «Энигма T» была выпущена для Японии.

Было установлено, что всего было выпущено около 100 000 экземпляров шифровальных машин Энигма. По окончании Второй мировой войны союзнические силы продали трофейные машины.

Клоны Энигмы[править]

Энигма внесла существенное влияние в сферу изобретения шифровальных машин вообще и роторных машин в частности. Британская «Тайпекс» («Typex») была изобретена по чертежам Энигмы — она даже содержит детали, изъятые из Энигмы. В результате необходимости сокрытия этих шифровальных систем правительство Великобритании не выплатило ни гроша за использование патентов на подобные шифровальные машины. «GREEN» — японский клон Энигмы, малоиспользуемая, содержащая четыре ротора, расположенных вертикально. В США криптоаналитик Уильям Фридман (William Friedman) изобрел машину «M-325», шифровальную машину, подобную Энигме в логических операциях, хотя отличную по конструкции. Уникальная роторная машина была изобретена в 2002 году голландским криптоаналитиком Татьяной ван Варк (Tatjana van Vark).

Энигма сегодня[править]

Попытки «взломать» Энигму не прекращались до конца 1970-х. Далее интерес к Энигме значительно возрос, как и число представленных к публичному обозрению машин в музеях в США и Европы. В Немецком музее в Мюнхене находятся оба немецких военных варианта трех- и четырехроторной Энигмы. Работающая модель представлена также в Международном Шифровальном Музее в Форт Миде (Fort Meade), в Музее компьютерной истории (Computer History Museum) в США, в Блечли Парке (Bletchley Park) в Великобритании, в Австралийском Военном Мемориале (Australian War Memorial) в Канберре, а также в Германии, США, Великобритании и в некоторых других странах Европы.

Ссылки[править]

Тайна проекта Ultra

eo:Enigma