Bomba vs Enigma, или как польские криптологи «бодались» с шифровальной чудо-машиной Третьего Рейха

Александр ПУРНИК

 

Enigma (с древнегреческого — «загадка») — так называлось целое семейство роторных шифровальных машин, появившихся в 1920-е годы. Наиболее известны из них шифровальные машины, которые широко использовались в Третьем Рейхе — от армии, ВВС и флота до спецслужб и дипломатических ведомств — в качестве системы шифрованной переписки. Разумеется, с точки зрения современной криптографии, шифровка с их помощью была нестойкой. Но в Рейхе свято верили в эту технику и, насколько известно, утечку информации ни разу не связывали с дешифровкой радиоперехватов.

 
А как все начиналось? Первоначально существовали простенькие неухищренные шифровальные устройства с тремя роторами. Надо сказать, что производившие «Энигмы» фирмы продавали их не только государственным структурам, но и корпорациям и частным лицам. После того, как образцы попадали в руки противника, не составляло особого труда выяснить их возможные алгоритмы кодирования. А если шифровки бывали достаточно длинны, то, благодаря статистическим свойствам языка, они поддавались даже ручной дешифровке, что выяснилось довольно быстро. Поэтому эти достаточно простые машины использовались только для оперативной связи в войсках, где стойкость к взлому в течение несколько часов была вполне достаточна: данные перехвата теряли актуальность быстрее, чем их можно было дешифровать.

Что же тогда привлекало в них? Главной ценностью «Энигм» было наличие клавиатуры для набора шифровки и печатающего устройства для выдачи результата. Существенна была и высокая скорость шифровки/дешифровки, что позволяло при небольшом количестве шифровальщиков обеспечивать большой объём оперативной пересылки информации.

 

Коммутационная панель Энигмы с двумя подключенными кабелями

Коммутационная панель Энигмы с двумя подключенными кабелями

 
Для усложнения алгоритмов шифрования использовалась так называемая коммутационная панель на передней части устройства. Она позволяла, кроме роторной шифровки, осуществлять и перестановочную (буквы менялись местами). А это уже существенно усложняло дешифровку (ручная дешифровка при этом становилась практически недоступной). Поэтому когда стационарные машины использовались, например, на подводных лодках, то наборная клавиатура размещалась в каюте командира, что позволяло проводить обмен шифровками без того, чтобы персонал «Энигмы» видел исходный текст.

Наиболее серьёзным противником, который первым успешно противостоял «Энигме», было Бюро шифров знаменитой «Двуйки» (Второго, разведывательного, отдела генштаба Польши). В 1929 году в университете Познани начали подготовку группы будущих специалистов по дешифровке текстов с немецкого языка. Самыми известными из специалистов, имеющих отношение к дешифровке «Энигмы», были Мариан Реевский, Ежи Ружицкий и Генрих Зыгальский. Их работа даже увековечена памятником в городе Познань.

Интересный штрих. Британские дешифровщики при попытках дешифровки «Энигмы» исходили из того, что клавиатура устройства имеет раскладку QWERTY (традиционную для пишущих машинок с латинским шрифтом). Такая раскладка была у коммерческих версий этих устройств, которые были доступны на рынке. Военные же «Энигмы» Третьего Рейха использовали алфавитную (ABCDE) раскладку.

Британские дешифровщики этот вариант не рассматривали, полагая его слишком, демонстративно очевидным. А польские криптографы эту особенность «Энигм» обнаружили довольно рано. Это позволило им продвинуться так сильно, что в 1939 году (после поражения Польши от Германии) группу дешифровки немецких шифров польского Бюро шифров эвакуировали в Соединённое Королевство, где она работала уже в знаменитом отделе дешифровки «Блетчли парк». Этот отдел называли еще Station X — здесь перед II мировой войной размещалось главное шифровальное подразделение Великобритании, которое занималось взломом кодов, включая немецкие (в их числе был и код «Энигмы»). Называлось это подразделение Правительственной школой кодов и шифров (англ. Government Code and Cypher School, GC&CS), позже — Центром правительственной связи (англ. Government Communications Headquarters, GCHQ).

Среди достижений польских криптологов наиболее известны листы (плахты) Зыгальского. Устройство Зыгальского состояло из 26 перфорированных листов для каждой из 6 первоначально возможных последовательностей вставки трёх роторов в «Энигму». Каждый лист был привязан к начальной позиции левого (самого медленно движущегося) ротора.

Реевский занимался автоматизацией механического перебора возможных установок «Энигмы». Сначала он создал так называемый «Цикломер» (в 1934-м или 1935 году тот использовался для определения длины и количества циклов перестановок, создаваемых «Энигмой»). Первоначально цикломер позволял взломать шифр менее чем за час. После усложнений конструкции «Энигмы» Раевский объединил 6 её копий и создал криптологическую бомбу (известную также как «Бомба Раевского»).

Почему это специальное устройство для расшифровки закодированных сообщений получило такое странное название — «Бомба»? По легенде, когда возможное решение находилось, часть машины падала на пол, издавая громкий звук. В любом случае это название намного благозвучнее, чем первоначальное — «Стиральная машина», которое было дано этому электро-механическому устройству из-за характерного шума, которое оно издавало при работе.

В коллекции изображений о Блетчли парке, есть памятная доска, посвящённая работе польских крипто-аналитиков.

Понятно, что «Энигма» постепенно усложняла конструкцию (прежде всего, увеличивалось число роторов). Не отставала от неё и «Бомба». В музее Блетчли парка демонстрируется работоспособная (реконструированная) «Бомба», возможности которой эквивалентны возможностям 36 шифровальных машин «Энигма».

 

Рабочая отреставрированная машина Bombe в музее Блетчи-Парк. Данная машина эквивалентна 36 рабочим шифровальным машинам «Энигма».

Рабочая отреставрированная машина Bombe в музее Блетчи-Парк. Данная машина эквивалентна 36 рабочим шифровальным машинам «Энигма».

 
Для дешифровки «Энигмы» в Блетчли парке применялась также ламповая специализированная машина Colossus. Она использовалась для дешифровки особо сложных телетайпных кодов, которые готовились 12-роторной машиной «Лоренц» (Lorenz-Chiffre). По официальной версии, первым расшифрованным с помощью Colossus сообщением было известие о том, что Гитлер «проглотил» дезинформацию о несуществующей армии на юге Англии и поверил, что высадка союзников будет проходить не в Нормандии, а в Па-де-Кале.

 

Машина «Лоренц» без кожуха

Машина «Лоренц» без кожуха

 
Надо отметить, что Центр дешифровки был засекречен настолько, что никому не был известен даже сам факт его существования, равно как и наличия специализированного компьютера для дешифровки. В 1950-е годы этот компьютер успешно соперничал с системами дешифровки на базе универсальных ЭВМ. Даже в Блетчли парке не сохранилось ни одной работоспособной копии этой машины.

Попытки скрыть секреты с помощью шифрования, равно как и попытки вскрыть эти секреты с помощью взлома шифра были всегда. И, судя по всему, будут существовать ещё долго. Однако не останутся забытыми подвиги скромной группы польских крипто-аналитиков, которые первыми успешно противостояли немецкой «Энигме». Да, их работу продолжила государственная машина Соединённого Королевства, и именно она реально занималась дешифровкой. Но первые успехи в этой битве по праву принадлежат всё-таки польским криптологам.

 

Оставить комментарий

Ваш электронный адрес не будет опубликован.


*