Ziyosfera

Enigma

Уч роторли ҳарбий немис шифрлаш машинаси "Энигма" (ёрлиқли версия)

тест-тест-тест-тест

Ташқи видеофайллар
Ролик c разбором устройства

Криптограф Ральф Симпсон продемонстрировал, как работает «Энигма» (опубликовало CНЕТ)[1].

" Энигма " (олмонча: Äнигма - топишмоқ) - махфий хабарларни шифрлаш ва дешифрлаш учун ишлатиладиган портатив шифрлаш машинаси. Роторли шифрлаш машинасининг биринчи версияси 1918-йилда Артур Шербиус томонидан патентланган. Асл Энигма моделининг дизайни асосида худди шу ном остида 1920-йиллардан бери дунёнинг ко'плаб мамлакатларида тижорат ва ҳарбий алоқа соҳасида қо'лланилган, аммо энг кенг тарқалган электромеханик роторли машиналарнинг бутун оиласи яратилган. Иккинчи жаҳон уруши даврида фашистлар Германиясида ишлатилган[2]. Энигма ҳақида гап кетганда, ко'пинча немис ҳарбий модели назарда тутилади.

Ф.Бауэрнинг тахминий ҳисоб-китобларига ко'ра 100 000 га яқин Энигма шифрлаш машиналари ишлаб чиқарилган[3]. Бироқ, бошқа мутахассислар ишлаб чиқарилган машиналарнинг умумий сонини тахминан 40 000 дона деб ҳисоблашади[4].

Биринчи марта Энигма шифрини 1932 йил декабр ойида Полша шифрлаш бюросида дешифрашга муваффақ бо'линди. То'рт разведкачи - Мариан Режеwски, Ержи Рожицки, Генрик Зйгалски ва Иоганн Ревклид - франсуз разведкаси ма'лумотлари, математик назария ва тескари муҳандислик усулларидан фойдаланган ҳолда, "криптологик бомба" деб аталган кодланган хабарларни ҳал қилиш учун махсус қурилмани ишлаб чиқиш ва қуришга муваффақ бо'лишди. (Қаранг: Криптанализ "Энигма"). Шундан со'нг, немис муҳандислари Энигма қурилмасини мураккаблаштирдилар ва 1938-йилда янгиланган версиясини чиқардилар, унинг шифрини очиш учун янада мураккаб механизмларни яратиш керак эди[5].

1941-йил 9-майда У-110 сув ости кемасини инглиз кучлари томонидан қо'лга олиш пайтида Энигма шифрлаш машинаси кодлар, радиограммалар ва бошқа тегишли ҳужжатлар билан бирга биринчи марта иттифоқчилар қо'лига тушди. Қабул қилинган материаллар ёрдамида инглиз криптографлари уч роторли Энигмада "Долпҳин"дан фойдаланганнемис сув ости кемаларининг ҳабарларини о'қий бошладилар.

1941-йил август ойида инглизлар немис радиоси хабарларини тезда дешифрлаш имконини берадиган янада ривожланган " Бомбалар"ни яратдилар. Икки ой о'тгач, немислар сув ости кемалари учун янги кодни тақдим этишди, аммо Блетчлей Парк уни ҳам бузишга муваффақ бо'лди.

Немис денгиз флоти янги то'рт роторли "Энигма"дан фойдаланишни бошлаган 1942-йил февралигача инглизлар душман шифрлаш ҳабарларини бемалол о'қидилар. Вазият 1942-йил 30-октабрда Петард сув ости кемасига қарши кемаси модернизация қилинган Энигма ва унинг ҳужжатларини[6] У-559 сув ости кемасидан тортиб олгандан кейингина тузатилди. Бу урушнинг охиригача немис хабарларини дешифрлаш имконини берди.

Иккинчи жаҳон уруши пайтида Англияда Энигма ёрдамида шифрланган хабарларни дешифрлаш учун "Тюринг Бомбе" номли машина яратилди, бу Гитлерга қарши коалицияга катта ёрдам берди. Маҳфийликни сақлаш учун унинг ёрдами билан криптоанализ орқали олинган барча ма'лумотлар "Ултра" код номини олди ва жуда чекланган одамлар доирасига тарқатиш учун мо'лжалланган эди[5]. Бу ютуқ иттифоқчиларнинг г'алабасида ҳал қилувчи омил бо'лганлиги та'кидланган[5].

Замонавий криптография нуқтаи назаридан, "Энигма"нин шифрлаш заиф бо'лганига қарамай[7][8], амалда фақат ушбу омилнинг бошқалар билан комбинацияси (оператор хатолари, процессуал камчиликлар, ма'лум хабар матни (масалан, об-ҳаво ма'лумотларини узатишда), "Энигма" нусхалари ва шифрланган китобларнинг мусодара қилиниши шифрлаш кракерларига "Энигма" шифрларини бузиш ва хабарларни о'қиш имконини берди[8].

Тавсифи

"А" ҳарфи "Д" ҳарфи билан шифрланганда оқим қаердан о'тишини ко'рсатадиган Энигманин электр схемаси.
Энигма-нинг шифрлаш ҳаракати кетма-кет босилган иккита тугма учун ко'рсатилади - оқим роторлар орқали о'тади, рефлектордан "акслайди", кейин яна роторлар орқали. Кулранг чизиқлар ҳар бир ротор ичидаги бошқа мумкин бо'лган электр даврларини ко'рсатади. "А" ҳарфи бир тугмани кетма-кет босиш билан турли ё'ллар билан шифрланган, аввал "Г", кейин "C". Роторнинг айланиши туфайли сигнал бошқа ё'налишда кетди.

Бошқа роторли машиналар сингари, Энигма ҳам механик ва электр тизимларининг комбинациясидан иборат эди. Механик қисмга клавиатура, мил бо'йлаб ва унга улашган айланадиган дисклар то'плами - роторлар ва ҳар бир тугмачани босиш билан бир ёки бир нечта роторларни ҳаракатга келтирадиган пог'онали механизм киради. Электр қисми, о'з навбатида, клавиатура, патч панел, ёруг'лик лампалари ва роторларни (роторларни улаш учун сурма контактлари ишлатилган) бог'лайдиган электр схемасидан иборат эди[3].

Ишлашнинг о'зига хос механизми турлича бо'лиши мумкин эди, аммо умумий принцип қуйидагича эди: тугмачани ҳар бир босиш билан энг о'нг ротор бир позицияни силжитади ва ма'лум шароитларда бошқа роторлар ҳам ҳаракат қилади. Роторларнинг ҳаракати клавиатурадаги тугмачанинг ҳар бир кейинги босилиши билан турли криптографик о'згаришларга олиб келади[2].

Механик қисмлар ҳаракатланди, контактларни ёпди ва о'згарувчан электр занжирини ҳосил қилди (я'ни, аслида, ҳарфларни шифрлаш жараёни электр орқали амалга оширилди). Клавиатура тугмаси босилганда, контактларнинг қисқаришига олиб келади, оқим турли занжирлардан о'тди ва натижада то'пламдан битта лампочкани ёқади ва керакли код ҳарфини ко'рсатади. (Масалан: АНХ... билан бошланадиган хабарни шифрлашда оператор аввал А тугмачасини босади - З чирог'и ёнди - я'ни З криптограмманинг биринчи ҳарфига айланди. Кейин оператор Н тугмасини босди ва шифрлашни худди шу тарзда давом эттиради)[2].

Машинанинг қандай ишлашини тушунтириш учун чапдаги диаграммага қаранг. Диаграмма соддалаштирилган: аслида механизм 26 лампочка, калитлар, улагичлар ва роторлар ичидаги электр занжирларидан иборат эди. Оқим қувват манбаидан (ко'пинча батареядан) (1) калит (2) орқали патч панелга (3) о'тади. Коммутацион панели клавиатура (2) ва қаттиқ кириш г'илдираги (4) о'ртасидаги уланишларни қайта алмаштириш имконини берди. Бундан ташқари, оқим ушбу мисолда ишлатилмайдиган улагичдан (3), кириш г'илдирагидан (4) ва учта (армия моделида) ёки то'ртта (денгиз флоти моделида) роторнинг (5) уланиш схемаси орқали о'тади ва рефлекторга (6) киради. Рефлектор оқимни роторлар ва кириш г'илдираги орқали, лекин бошқа ё'л бо'йлаб, со'нгра "Д" улагичига уланган "С" улагичи орқали, бошқа қайта улагич орқали о'тказади (9) ва лампочка ёнади[2].

Шундай қилиб, роторларнинг айланиши туфайли оқим о'тган электр занжиридаги доимий о'згариш полиалфавит алмаштириш шифрини[5] амалга оширишга имкон берди, бу о'ша вақт учун шифрнинг барқарорлигини та'минлади.

Роторлар

Энигма роторининг чап томонида текис электр контактлари ко'ринади.
Роторнинг о'нг томони, пин контактлари ко'ринади. Рим В ротор симларини аниқлайди.

Роторлар - Энигманинг юраги. Ҳар бир ротор диаметри тахминан 10 см бо'лган, эбонит ёки бакелитдан ясалган диск бо'либ, роторнинг о'нг томонида айлана шаклида жойлаштирилган пружинали пинлар мавжуд. Чап томонда мос келадиган миқдордаги текис электр контактлари мавжуд эди. Пин ва текис контактлар алифбодаги ҳарфларга то'г'ри келди (одатда бу А дан З гача 26 та ҳарф эди). Контактда қо'шни роторларнинг контактлари электр занжирини ёпиб қо'яди. Роторнинг ичида ҳар бир пин текис бо'лганлардан бирига уланган. Ҳар бир ротор учун уланиш тартиби бошқача эди[9].

Учта ротор ва улар бириктирилган шпиндел.

О'з-о'зидан, ротор шифрлашнинг жуда оддий турини ишлаб чиқди: оддий алмаштириш шифрлашниши. Мисол учун, Э ҳарфи учун пин роторнинг бошқа томонидаги Т ҳарфи учун пинга уланиши мумкин. Аммо бир то'пламда бир нечта роторлардан фойдаланилганда (одатда уч ёки то'ртта), уларнинг доимий ҳаракати туфайли янада ишончли шифр олинади[5].

Ротор демонтаж қилинган Кетма-кет уланган учта ротор
</имг>
  1. тишли узук
  2. "А" контакти учун нуқта
  3. алифбо ҳалқаси
  4. консерваланган контактлар
  5. симларни улаш
  6. пин контактлари
  7. ҳалқани созлаш учун баҳор дастаги
  8. енг
  9. бармоқли узук
  10. мандалли г'илдирак
 </имг>

Энигманинг ҳарбий моделлари турли хил роторлар билан ишлаб чиқарилган. Биринчи моделда фақат учтаси бор эди. Кейинчалик моделлар беш (1934), етти (1938) ёки саккизта (1939) танловига эга эди.) роторлар. Роторлар рим рақамлари билан белгиланган - И,..., ВИИИ. 1938-йилгача Германия армияси мавжуд бешта ротордан фақат учтасини ишлатган[3].

"Энигма"нинг то'рт роторли денгиз модели Криэгсмарине М4 битта қо'шимча роторга эга эди, гарчи у ингичка рефлектор туфайли уч ротор билан бир хил бо'лса-да. Ушбу роторнинг икки тури мавжуд эди: "Бета" ва "Гамма". У шифрлаш жараёнида ҳаракат қилмади, лекин 26 хил позициядан исталганига қо'лда о'рнатилиши мумкин эди[3].

Роторларнинг пог'онали ҳаракати

Энигма роторларининг босқичма-босқич ҳаракати. Барча уч кучукчалар (яшил ранг билан белгиланган) бир вақтнинг о'зида ҳаракат қилади. Биринчи роторнинг (1) мандал (қизил) доимо уланган ва у ҳар бир босиш билан айланади. Бундай ҳолда, биринчи ротордаги тирқиш панжага иккинчи роторни (2) ҳам улаш имконини беради, у кейинги марта тугма босилганда айланади. Учинчи ротор (3) уланмаган, чунки учинчи роторнинг панжаси иккинчисининг чуқурчасига то'г'ри келмаганлиги сабабли, панжа диск юзасида шунчаки силжийди.

Ҳар бир ротор 26 тишли (ратчет) тишли узатмага бириктирилган ва бир гуруҳ панжалар витесларнинг тишларини бог'лаган. кучукчалар машинадаги тугмачани босиш билан бир вақтда олдинга силжийди. Агар панжа тишли тишни ушлаб қолса, у ҳолда ротор бир қадам бурилади[2].

Ҳарбий Энигма моделида ҳар бир ротор регуляцияланувчи тишли ҳалқага бириктирилган бо'лади. Бешта асосий роторда (И-В) ҳар бирида биттадан о'йиқча, денгиз моделида (ВИ-ВИИИ) эса иккитадан бор эди. Муайян нуқтада, тирқиш панжага тегиб, калит кейинги босилганда уни кейинги роторнинг мандалига улашга имкон беради. Кучукча чуқурчага тушмаганида, у тишли мосламани ушламасдан, шунчаки ҳалқа юзаси бо'йлаб сирг'алиб кетади. Ягона чуқурчали тизимда иккинчи ротор биринчи ротор 26 қадам олдинга силжиши билан бир вақтда бир позицияни олдинга силжитади. Худди шундай, учинчи ротор иккинчиси 26 қадам ташлаган бир вақтда бир қадам олдинга силжийди[10]. Машинанинг о'зига хос хусусияти шундаки, агар учинчиси бурилса, иккинчи ротор ҳам айланади. Бу шуни англатадики, иккинчи ротор иккита кетма-кет тугмачани босиш билан икки марта айланиши мумкин - "икки босқичли ҳаракат" - бу инқилоб даврининг қисқаришига олиб келади[2][11].

Икки босқичли ҳаракат роторларнинг ишлашини оддий одометрдан ажратиб туради. Икки қадам қуйидаги тарзда амалга оширилди: биринчи ротор бурилиб, иккинчиси ҳам бир қадам бурилишига олиб келди. Ва агар иккинчи ротор керакли ҳолатга о'тган бо'лса, учинчи кучукча учинчи витесни о'рнатади. Кейинги босқичда бу панжа витесни итариб, олдинга силжитади, шунингдек, иккинчи роторни[2][11] олдинга силжитади.

Биринчи ва иккинчи дискларда учта диск ва фақат битта тирқиш бо'лган машина 26 × 25 × 26 = 16 900[12][2] даврига эга эди. Қоида тариқасида, ҳабарлар бир неча юз белгидан ошмасди ва шунинг учун битта ҳабарни ёзишда роторларнинг ҳолатини такрорлаш ҳавфи ё'қ эди.

Калит босилганда, роторлар электр даври ёпилгунга қадар айланади.

"Энигма" роторлари йиг'илган ҳолатда. Иккита собит қисм о'ртасида учта ҳаракатланувчи ротор жойлаштирилган: кириш ҳалқаси ва рефлектор (чапда "Б" этикетли).
  1. ↑ „Показана работа нацистской шифровальной машины «Энигма»“. лента.ру (2017-йил 6-июн). Қаралди: 2017-йил 8-июн.
  2. ↑ 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 Стрипп 1993.
  3. ↑ 3,0 3,1 3,2 3,3 Бауэр 2007.
  4. ↑ Старк, Флориан. „Ауктион: Wеҳрмачц-Чиффриэрмасчине Энигма эрзиэлт Сенсатионспреис“. ДИЭ WЕЛТ (2020-йил 5-июн). Қаралди: 2022-йил 23-феврал.
  5. ↑ 5,0 5,1 5,2 5,3 5,4 Сингх 2007.
  6. ↑ Тайны проекта Ултра
  7. ↑ Леонид Черняк. Тайны проекта Ултра.
  8. ↑ 8,0 8,1 Жельников 1996.
  9. ↑ Кҳан 1998.
  10. ↑ Гладwин.
  11. ↑ 11,0 11,1 Девид Хамер. «„Энигма“: что участвует в двухшаговом движении среднего ротора» (архив первоисточника от 2011-07-19).
  12. ↑ Круҳ, Деавоурс. Тҳе cоммерcиал Энигма 2002. 
"https://new.ziyosfera.uz/ziyo/Enigma" dan olindi