Il cifrario Enigma era un cifrario da campo usato dai tedeschi durante la seconda guerra mondiale. Enigma è una delle macchine di crittografia più famose della storia. La prima macchina Enigma fu inventata da un ingegnere tedesco di nome Arthur Scherbius alla fine della prima guerra mondiale. È stato utilizzato commercialmente dall'inizio degli anni '20 ed è stato utilizzato anche dai servizi militari e governativi di numerosi paesi, inclusa la Germania, prima e durante la seconda guerra mondiale per trasmettere messaggi in codice. Sono stati prodotti molti diversi modelli Enigma, ma il modello militare tedesco e il codice tedesco "Enigma" sono i più famosi e discussi.
Decifrare il codice Enigma durante la seconda guerra mondiale
Alcuni storici ritengono che la rottura del codice Enigma sia stata la vittoria più importante per le potenze alleate durante la seconda guerra mondiale. La macchina Enigma consentiva miliardi di modi per codificare i messaggi, rendendo incredibilmente difficile per altri paesi decifrare i codici tedeschi durante la seconda guerra mondiale. Per un po' il codice sembrò invulnerabile. Poi Alan Turing e altri ricercatori hanno sfruttato diversi difetti nell'implementazione del codice Enigma e hanno ottenuto l'accesso ai libri di codici tedeschi, consentendo loro di creare una macchina chiamata Bombe. Ha contribuito a rompere le versioni più difficili di Enigma. La Polonia nel 2007 ha emesso una moneta in onore del 75° anniversario della rottura del codice Enigma - 2 złoty dall'oro settentrionale. Al centro c'è lo stemma della Polonia e in un cerchio c'è un Enigma wheel-relle.
Il significato di rompere la cifra per gli alleati
Alcuni storici ritengono che l'hacking di Enigma sia stata la vittoria più importante per le potenze alleate durante la seconda guerra mondiale. Utilizzando le informazioni che hanno decifrato dai tedeschi, gli alleati sono stati in grado di prevenire molti attacchi. Ma per evitare il sospetto di aver trovato un modo per decifrare i messaggi, gli Alleati hanno dovuto consentire alcuni attacchi, nonostante avessero le conoscenze per fermarli. Questo è descritto nel film "The Imitation Game", uscito nel 2014.
Macchina "Enigma": descrizione, componenti
La macchina Enigma è composta da diverse parti, tra cui tastiera, scheda, rotori e circuiti elettronici interni. Alcuni di loro hanno funzionalità aggiuntive. I messaggi codificati erano un insieme di lettere che si trasformavano in una frase chiara una volta decifrate. Le macchine Enigma utilizzano una forma di crittografia di sostituzione. La crittografia di sostituzione è un modo semplice per codificare i messaggi, ma tali codici sono abbastanza facili da violare. Ma la macchina Enigma è progettata in modo che avanzi il rotore giustouna posizione subito dopo aver premuto il tasto Invio. Pertanto, la crittografia delle lettere inizia effettivamente mentre i rotori si trovano nella posizione che precede AAA. Di solito questa posizione è AAZ.
Come funziona il codice Enigma
Un semplice esempio di schema di crittografia sostitutiva è il cifrario Caesar. Consiste nel cambiare il posto di ogni lettera dell'alfabeto. Ad esempio, se spostata di 3 posizioni, la lettera A prenderà il posto di G. Ma il cifrario a macchina Enigma era senza dubbio molto più potente del semplice cifrario di Cesare. Usano una forma di cifratura sostitutiva, ma ogni volta che una lettera è stata confrontata con un' altra, l'intero schema di codifica è cambiato. Varianti dei cifrari Enigma - nella foto sotto.
Dopo aver premuto ciascun pulsante, i rotori si muovono e dirigono la corrente in un percorso diverso verso un' altra lettera aperta. Pertanto, per la prima sequenza di tasti viene generata una codifica e per la seconda sequenza di tasti un' altra. Ciò aumenta notevolmente il numero di possibili opzioni di codifica, perché ogni volta che viene premuto un tasto sulla macchina Enigma, i rotori girano e il codice cambia.
Il principio della macchina Enigma
Quando si preme un tasto sulla tastiera, uno o più rotori si spostano per formare una nuova configurazione del rotore che codificherà una lettera come un' altra. La corrente scorre attraverso la macchina e una spia sulla scheda della lampada si accende per indicare la lettera di uscita. Un esempio di cifrario Enigma era simile a questo: se viene premuto il tasto P e la macchina Enigma codifica questa lettera come A, suil pannello della lampada si illuminerà A. Ogni mese, gli operatori Enigma ricevevano libri di codici che indicavano quali impostazioni sarebbero state utilizzate ogni giorno.
Schema di crittografia
Il circuito era simile a un pannello telefonico vecchio stile con dieci fili, con due estremità in ciascun filo che possono essere collegate a un jack. Ciascun filo della spina può accoppiare due lettere collegando un'estremità del filo a uno slot per lettere e l' altra estremità all' altra lettera. Le due lettere nella coppia si scambieranno, quindi se B è collegato a G, G diventa B e B diventa G. Questo fornisce un ulteriore livello di crittografia per i militari.
Codifica del messaggio
Ogni rotore della macchina ha 2626 numeri o lettere. La macchina Enigma può utilizzare tre rotori alla volta, ma questi possono essere cambiati da cinque set, risultando in migliaia di possibili configurazioni. La "chiave" del cifrario Enigma è costituita da diversi elementi: i rotori e il loro ordine, le loro posizioni iniziali e lo schema di spostamento. Supponendo che i rotori si muovano da sinistra a destra e che la lettera A debba essere crittografata, quando la lettera A viene crittografata, ciascun rotore si trova nella sua posizione originale - AAA. Mentre i rotori si spostano da sinistra a destra, il personaggio A passerà prima attraverso il terzo. Ogni rotore esegue un'operazione di sostituzione. Pertanto, dopo che il carattere A è passato per il terzo, risulta come B. Ora la lettera B viene inserita attraverso il secondo rotore, dove viene sostituita da J, e nella prima J viene cambiata in Z. Dopo che è passato il cifrario Enigmaattraverso tutti i rotori, va al deflettore e subisce un' altra semplice sostituzione.
Chiave per decifrare i messaggi
Dopo essere uscito dal riflettore, il messaggio viene inviato attraverso i rotori nella direzione opposta, con la sostituzione inversa applicata. Dopodiché, il simbolo A si trasformerà in U. Ogni rotore, sul cerchio, ha un alfabeto, quindi l'operatore può impostare una determinata sequenza. Ad esempio, l'operatore può ruotare il primo rotore per visualizzare D, ruotare il secondo per visualizzare K e ruotare il terzo slot per visualizzare P. Con la serie iniziale di tre numeri o lettere visualizzata sulla macchina del mittente quando ha iniziato a digitare il messaggio, il destinatario può decodificarlo impostando la sua identica macchina Enigma sulle impostazioni iniziali del mittente.
Svantaggi del metodo di crittografia Enigma
Lo svantaggio principale del cifrario Enigma era che la lettera non poteva mai essere codificata così com'è. In altre parole, A non sarà mai codificato come A. Questo era un enorme difetto nel codice Enigma perché forniva un'informazione che poteva essere utilizzata per decrittare i messaggi. Se i decodificatori riuscissero a indovinare la parola o la frase che potrebbe apparire nel messaggio, questa informazione li aiuterebbe a decifrare il codice. Poiché i tedeschi inviavano sempre il messaggio meteorologico all'inizio e di solito includevano una frase con il loro saluto tradizionale alla fine del messaggio, sono state trovate frasi che si avvicinavanodecoder da svelare.
L'auto di Alan Turing e Gordon Welchman
Alan Turing e Gordon Welchman hanno sviluppato una macchina chiamata Bombe che utilizzava circuiti elettrici per decifrare un messaggio codificato Enigma in meno di 20 minuti. La macchina Bombe ha tentato di determinare le impostazioni del rotore e i circuiti della macchina Enigma utilizzati per inviare un determinato messaggio in codice. Il veicolo standard British Bombe era essenzialmente 36 veicoli Enigma collegati tra loro. Pertanto, ha modellato diverse macchine Enigma contemporaneamente.
Come appariva la Bomba
La maggior parte delle macchine Enigma aveva tre rotori e ciascuno dei simulatori Enigma a Bombe aveva tre tamburi, uno per ogni rotore. I tamburi della Bombe erano codificati a colori per corrispondere al rotore che stavano simulando. I tamburi erano disposti in modo che la parte superiore dei tre simulasse il rotore sinistro dell'Enigma, quella centrale simulasse il rotore centrale e la parte inferiore simulasse il rotore destro. Per ogni rotazione completa dei rulli superiori, i rulli centrali sono stati aumentati di una posizione, lo stesso è accaduto con i rulli centrali e inferiori, portando il numero totale di posizioni a 17.576 posizioni della macchina Enigma a 3 rotori.
Il decoder funziona
Per ciascuna configurazione del rotore, ad ogni giro dei tamburi, la macchina Bombe ha ipotizzato sulla configurazione del circuito, ad esempio, che A sia collegato a Z. Se l'ipotesi si è rivelata falsa, la macchina ha rifiutato e non l'ha più utilizzato e non ha perso tempo a controllarequalcuno di questi in seguito. La macchina Bombe ha spostato le posizioni del rotore e ha scelto una nuova ipotesi e ripete questo processo fino a quando non appare una disposizione di impostazione soddisfacente. Se la macchina "indovinava" che A era collegato a Z, allora capiva che B doveva essere collegato a E, e così via. Se il test non risultasse in contraddizione, la macchina si fermerebbe e il decoder utilizzerà la configurazione selezionata come chiave del messaggio.
