Бомба (криптография) - Bomba (cryptography)

Бомба , или Бомба kryptologiczna (польский для « бомбы » или « Криптолоджик бомбы »), был специального назначения машина , разработанная примерно в октябре 1938 года польским Cipher Бюро криптолог Мариан Реевски сломать немецкие Энигма-машинные шифры.

Этимология

То, как машину стали называть «бомбой», было предметом восхищения и размышлений. Одна теория, скорее всего, апокрифическая, возникла у польского инженера и армейского офицера Тадеуша Лисицкого (который знал Реевского и его коллегу Хенрика Зигальского в Британии времен войны, но никогда не был связан с Бюро шифров ). Он утверждал, что Ежи Ружицкий (самый молодой из трех криптологов Enigma, погибший при затоплении средиземноморского пассажирского лайнера в январе 1942 года) назвал «бомбу» в честь десерта из мороженого с таким названием. Эта история кажется неправдоподобной, так как Лисицкий не знал Ружицкого. Сам Реевский заявил, что устройство было названо «бомбой» «из-за отсутствия лучшей идеи». Возможно, наиболее правдоподобное объяснение дает технический специалист Бюро шифров Чеслав Бетлевский: рабочие BS-4, немецкого отделения Бюро шифров, окрестили машину « бомбой » (также, альтернативно, « стиральной машиной » или « калом ». ) из-за характерного приглушенного шума, производимого им при работе.

В сверхсекретном отчете армии США от 15 июня 1945 г. говорилось:

Для ускорения решения используется машина под названием «бомба». Первая машина была построена поляками и представляла собой ручную машину с множеством загадок. Когда возможное решение было найдено, деталь с громким шумом падала с машины на пол. Отсюда и название «бомба».

Приведенное выше описание польской бомбы армией США расплывчато и неточно, как видно из описания устройства в конце второго абзаца раздела « История » ниже: «Каждая бомба ... по существу представляла собой агрегат с электрическим приводом. из шести загадок ... «Определение решения не включало разборки (« часть ... отваливалась ») устройства.

Фон

Немецкая Enigma использовала комбинацию клавиш для управления работой машины: порядок ротора, какие роторы установить, какие настройки кольца для каждого ротора, какие исходные настройки для каждого ротора и настройки коммутационной панели Stecker . Настройки ротора представляли собой триграммы (например, «NJR»), чтобы указать способ, которым оператор должен был настроить машину. Немецким операторам Enigma выдавались списки этих ключей, по одному на каждый день. Однако для дополнительной безопасности каждое отдельное сообщение было зашифровано с использованием дополнительной модификации ключа. Оператор случайным образом выбрал настройку ротора триграмм для каждого сообщения (например, «PDN»). Этот ключ сообщения будет набран дважды («PDNPDN») и зашифрован с использованием ежедневного ключа (все остальные эти настройки). В этот момент каждый оператор перезагружал свою машину на ключ сообщения, который затем использовался бы для остальной части сообщения. Поскольку конфигурация набора ротора Enigma изменялась с каждым нажатием клавиши, повторение не было бы очевидным в зашифрованном тексте, поскольку одни и те же буквы открытого текста будут зашифрованы в разные буквы зашифрованного текста. (Например, «PDNPDN» может стать «ZRSJVL».)

Эта процедура, которая казалась немцам достаточно безопасной, тем не менее была криптографической халатностью, поскольку первое понимание шифрования Enigma можно было сделать, наблюдая, как одна и та же строка символов была по-разному зашифрована два раза подряд.

История

Зная, что первые три буквы сообщения совпадают со вторыми тремя, польский математик- криптолог Мариан Реевский смог определить внутреннюю проводку машины Enigma и таким образом восстановить логическую структуру устройства. Подозревались только общие черты машины, на примере коммерческого варианта Enigma, который, как известно, немцы использовали для дипломатической связи. Военные версии были достаточно разными, чтобы представить совершенно новую проблему. Сделав это, по-прежнему необходимо было проверять каждый из потенциальных ежедневных ключей, чтобы взломать зашифрованное сообщение (то есть «зашифрованный текст»). При наличии многих тысяч таких возможных ключей и растущей сложности машины Enigma и ее процедур ввода это становилось все более сложной задачей.

Чтобы механизировать и ускорить этот процесс, Реевский, гражданский математик, работавший в Шифровальном бюро польского Генерального штаба в Варшаве , изобрел «bomba kryptologiczna» (криптологическая бомба), вероятно, в октябре 1938 года. Каждая бомба (шесть из них были построены в Варшаве) для бюро шифров до сентября 1939 г.) по сути представлял собой электрическую совокупность из шести загадок и занимал место примерно сотни рабочих.

Коммутационная панель Enigma с двумя подключенными кабелями (десять использовались во время Второй мировой войны ). Это улучшение значительно повысило безопасность системы.

Метод бомбы был основан, как и ранее применявшийся поляками метод «гриля» , на том факте, что разъемные соединения в коммутаторе («коммутационной панели») не меняли всех букв. Но в то время как метод гриля требовал неизменных пар букв, метод бомбы требовал только неизмененных букв. Следовательно, его можно было применять, даже если количество разъемов в этот период составляло от пяти до восьми. В середине ноября 1938 года бомбы были готовы, и восстановление ежедневных ключей заняло около двух часов.

Вплоть до 25 июля 1939 года поляки более шести с половиной лет нарушали сообщения Enigma, не сообщая об этом своим французским и британским союзникам . 15 декабря 1938 года были представлены два новых ротора, IV и V (три из пяти роторов, выбранных для использования в машине одновременно). Как писал Реевский в 1979 году в критике Приложения 1, том 1 (1979) к официальной истории британской разведки во Второй мировой войне , «мы быстро обнаружили [проводку] внутри [новых роторов], но [их] введение [...] увеличили количество возможных последовательностей барабанов с 6 до 60 [...] и, следовательно, также в десять раз увеличили работу по поиску ключей. Таким образом, изменение было не качественным, а количественным. Нам пришлось бы заметно увеличить персонал для работы с бомбами, для изготовления перфорированных листов (теперь требовалось 60 серий по 26 листов в каждой, тогда как до встречи 25 июля 1939 года у нас было только две такие серии наготове) и для манипулирования листами ».

Гарри Хинсли предположил в британской разведке ... что поляки решили поделиться своими методами и оборудованием по разгадке загадок с французами и британцами в июле 1939 года, потому что они столкнулись с непреодолимыми техническими трудностями. Реевский отверг это: «Нет, не [криптологические] трудности [...] побудили нас работать с британцами и французами, а только ухудшающаяся политическая ситуация. Если бы у нас не было никаких трудностей, мы бы все равно, или более того, мы поделились нашими достижениями с нашими союзниками как нашим вкладом в борьбу против Германии ».

Смотрите также

Примечания

  1. Мариан Реевский , «Как польские математики разгадывали загадку», Приложение D к книге Владислава Козачука , Enigma , 1984, с. 267.
  2. ^ Уидисо Козакзек , Энигма , 1984, стр. 63, примечание 1.
  3. ^ США 6812 Div. Отчет Бомбы (1944). Архивировано 23 мая 2006 г., в Wayback Machine.
  4. Мариан Реевский , «Математическое решение шифра Enigma», Приложение E к книге Владислава Козачука , Enigma , 1984, с. 290.
  5. ^ Мариан Реевский , "Краткое изложение наших методов восстановления ENIGMA и восстановления ежедневных ключей ...", Приложение C к Владиславу Козачуку , Enigma , 1984, стр. 242.
  6. ^ a b Мариан Реевски , «Замечания к Приложению 1 к британской разведке во Второй мировой войне Ф. Х. Хинсли », стр. 80.

Рекомендации

  • Владислав Козачук , Enigma: Как немецкий машинный шифр был взломан и как он был прочитан союзниками во Второй мировой войне , отредактированный и переведенный Кристофером Каспареком , Фредериком, доктором медицины, Университетские публикации Америки, 1984, ISBN   0-89093-547 -5 .
  • Мариан Реевский , «Краткое изложение наших методов восстановления ENIGMA и восстановления ежедневных ключей, а также усилий Германии по разрушению этих методов», Приложение C к Владиславу Козачуку , Enigma , 1984, стр. 241–45.
  • Мариан Реевский , "Как польские математики разгадывали загадку ", Приложение D к книге Владислава Козачука , Enigma , 1984, стр. 246–71.
  • Мариан Реевский , "Математическое решение шифра Enigma", Приложение E к книге Владислава Козачука , Enigma , 1984, стр. 272–91.
  • Мариан Реевский , «Замечания о добавлении 1 к британской разведке во время Второй мировой войны по FH Hinsley », перевод Кристофера Kašpárek , Криптология : ежеквартальный журнал , посвященный всем аспектам криптологии , вып. 6, вып. 1 (январь 1982 г.), стр. 75–83.
  • Мариан Реевский , "Как польские математики разгадывали загадку", Annals of the History of Computing, Vol. 3, No. 3, Juli 1981, pp. 213-234.
  • Отчет о бомбардировке дивизии 6812 США, Исткот, 1944 г.

внешняя ссылка