Sedikit kriptografi: Enigma yang misterius dan legendaris

Diam-diam menembus niat dan niat musuh, untuk mengidentifikasi kekuatan dan kelemahannya, untuk memprediksi, dan dalam satu jam untuk mencegah rencana - inilah yang merupakan fenomena kecerdasan. Awal abad yang lalu pantas mendapatkan gelar kejayaan seni kecerdasan dan kontra intelijen. Artikel ini bukan nyanyian lagu kebangsaan Jerman dari Perang Dunia Kedua, tetapi pengingat lain tentang seberapa banyak upaya dimasukkan ke dalam kemenangan di 40-an jauh abad terakhir. Bagaimanapun, pada awal Perang Dunia II, Jerman telah menjadi pemimpin dunia dalam produksi peralatan khusus di bidang ini. Berbagai perekam, termasuk mikrofon miniatur berukuran kecil, sistem penyadapan dianggap yang terbaik di dunia, karena dikembangkan sesuai dengan pencapaian terbaru dari ilmu pengetahuan Jerman di bidang teknik radio dan kimia.



Hanya beberapa salinan Enigma, mesin kriptografi paling kompleks dari Hitler Reich, yang mampu bertahan dalam perang: prajurit setia tentara fasis, menyerah, menghancurkannya oleh ribuan orang. Saat ini, hanya sedikit yang bisa tahu tentang teknik enkripsi yang digunakan dalam "Riddle" yang legendaris.



Setelah pasukan front Southwestern dan Stalingrad menutup pengepungan pada tahun 1943 (kuali Stalingrad, di mana ada hampir 300.000 kelompok musuh), operator radio Jerman Kledits cukup beruntung untuk tetap berada di luar pengepungan. Operator radio menerima pesan terakhir yang dienkripsi pada Enigma dari kawan-kawan yang ada di boiler. Dia masih ingat isinya: di ruang bawah tanah yang sempit kami bertempur X Musuh mengambil penyembur api X Biarkan Jerman hidup. Kemudian datang pesan teks yang jelas: sampaikan rasa hormat kepada orang tua saya.



Pemerintah Jerman, yang dikejutkan oleh keandalan mesin, mempertahankan semua hak untuk itu sendiri dan mulai menggunakannya untuk tentara. Enigma adalah sistem enkripsi paling canggih yang digunakan oleh Jerman selama Perang Dunia II. Untuk berkomunikasi melalui saluran radio Morse dengan pasukan di garis depan, tentara menggunakan sistem yang lebih sederhana: enkripsi ganda.

German Kledits, lahir pada 1921, dan Jürgen Reinhold, lahir pada 1923, adalah di antara sedikit saksi yang masih hidup yang dapat membicarakan pekerjaan mereka dengan Enigma di zaman kita.



Di bawah Wehrmacht, Kledits pada tahun 1939 belajar menjadi operator telepon, dan kemudian menjadi operator radio. Pada awalnya ia bertugas di Prancis di divisi infantri, yang dengannya ia pergi ke Timur pada tahun 1941. Di dalam, unit hanya bekerja dengan enkripsi ganda. Pada awal 1942 ia dipindahkan ke unit intelijen, yang terlibat dalam penyadapan dan analisis pesan-pesan Soviet yang dikirim oleh telegraf nirkabel. Selanjutnya, unit maju melalui wilayah USSR, melakukan intersepsi radio dan menggunakan teknologi canggih, titik terakhir adalah Stalingrad.

Kledits adalah operator radio. Analisis pesan yang dicegat dilakukan oleh spesialis lain (terutama ahli matematika) dari unit yang sama. Jerman memiliki sedikit kontak dengan mereka dan tidak tahu apa-apa tentang pekerjaan rahasia mereka. Dan hari ini, informasi tentang karya cryptographers Jerman dalam Perang Dunia II sangat terfragmentasi.

Namun, Kledits bisa menebak apa yang dilakukan rekan-rekannya. Sebagai operator radio, ia dihadapkan dengan tugas mengirimkan pesan ke markas militer melalui peralatan Morse. Untuk mencegah agar data yang sangat rahasia ini tidak jatuh ke tangan musuh, mereka dienkripsi menggunakan Enigma. Seperti yang diingat Kledits, tiga orang selalu bertanggung jawab untuk enkripsi: satu memasukkan huruf yang sesuai pada Enigma, yang kedua mengenkripsi hasilnya, dan yang ketiga menuliskannya.



Agar pengiriman pesan terenkripsi terjadi dengan benar, operator radio harus mengatur kunci yang benar (terdiri dari kombinasi digital). Setiap detasemen memiliki daftar kode, yang darinya setiap kali seorang petugas mengambil bagian untuk menyampaikannya kepada operator radio. Kunci seperti itu berlaku selama 24 jam.

"Kami yakin bahwa Enigma tidak dapat diretas," kata Jürgen Reinhold, salah satu spesialis unit lain. Dia direkrut pada tahun 1941, bertugas di departemen intelijen di pasukan tank, yang dia pelajari selama sembilan bulan. Pada saat yang sama, ia mempelajari kode Morse, belajar enkripsi ganda dan bekerja dengan Enigma. Jerman menggunakan beberapa puluh ribu perangkat ini selama Perang Dunia II - tidak tahu bahwa Inggris mendengarkan dan mendekripsi sebagian besar pesan.

Jürgen Reinhold tidak tahu tentang ini. Untuk pengiriman pesan Enigma strategis dan paling penting negara-ada pilihan "namber van". Hanya setelah diketahui tentang kerentanan Enigma mereka kembali ke metode enkripsi ganda. Cara kerjanya dari kisah Reinhold: perlu mencari pasangan angka vertikal dalam bidang A dan B, membentuk segi empat, membentuk segi empat berikutnya, dan memasukkan hasilnya dalam kelompok lima digit karakter dalam kode Morse.



Perbedaannya adalah dalam penggunaan Enigma dan enkripsi ganda pada wajah: sandi adalah ukuran mesin tik dan, karenanya, terlalu besar untuk peralatan berkemah, dan karena itu tidak cocok untuk tentara yang bertempur di depan dan bergerak dengan berjalan kaki. Proses "kertas dan pensil" yang digunakan dalam enkripsi ganda adalah alternatif terbaik untuk unit tersebut. Selain itu, berita depan sering sangat lama dalam beberapa jam, dan bahkan cracker terbaik dari kode musuh tidak dapat bekerja begitu cepat.

Pada November 1942, detasemen Kleditsa tiba di Stalingrad. Di sana, sebuah kelompok radio dikunjungi oleh sekelompok perwira intelijen Rumania. Mereka terkesan dengan karya Enigma legendaris. "Ah, la machina dechifrata!" - itulah yang jatuh dari bibir mereka, karena mereka juga senang dengan keamanan perangkat yang tinggi, tidak curiga bahwa Inggris telah lama mampu membobol Enigma.

Segera setelah keberhasilan militer Uni Soviet dan boiler Stalingrad, unit Kleditsa dibubarkan. Retret dimulai. Di Cekoslowakia, kelompok yang tersebar berkumpul lagi untuk menghancurkan salinan Enigma mereka pada 9 Mei 1945. Bahkan selama latihan, operator radio diajarkan beberapa hal: Enigma tidak boleh jatuh ke tangan musuh, dan kunci enkripsi yang direkam di atas kertas harus dimakan selama bencana. Operator radio bahkan mempraktikkan kertas "makan".

Jürgen Reinhold selamat dari akhir perang di Hongaria. Bahkan setelah perang berakhir pada 8 Mei 1945, ia masih menggunakan mesin kriptografi. Dia ingin meninggalkan Hongaria dan pergi ke Inggris, tetapi takut dengan Tentara Merah. Menggunakan pesan yang dienkripsi pada Enigma, dia, di bawah bimbingan mantan rekannya, dapat mencapai tujuannya. Model mesin ciphernya dapat diandalkan: perangkat selalu bekerja dengan sempurna dari awal hingga selesai. Setelah Jurgen, mengambil palu, menghancurkan Enigma terakhir.

Karena sebagian besar tentara menghancurkan Enigma mereka, hanya beberapa salinan dari mesin crypto yang bertahan hingga saat ini. Kolektor bersedia membayar sekitar 20.000 euro untuk Enigma yang legendaris, dan biaya model khusus bahkan lebih tinggi.

Kesederhanaan desain, keandalan tinggi, dan yang paling penting daya tahan sandi yang sangat baik adalah parameter yang telah membuat mesin kriptografi Enigma dikenal selama berabad-abad. Encoder elektromekanis pertama kali muncul setelah Perang Dunia Pertama. Pada 1917, Edward Hepburn dari Amerika menciptakan mesin enkripsi rotary, yang kemudian disebut "Enigma". Dia terhubung ke mesin tik listrik. Pada tahun 1923, insinyur Berlin Arthur Sherbius menciptakan versi industri independen dari Enigma.

Seiring waktu, modifikasi khusus yang dirancang untuk pasukan angkatan laut melihat cahaya, itu berbeda dari Enigma biasa dalam jumlah rotor enkripsi.

Keluarga besar berbagai mesin Enigma dikembangkan antara tahun 1923 dan 1945. Secara konvensional, sebuah keluarga dapat dibagi menjadi dua cabang: mesin dengan mekanisme yang lebih kompleks - mereka mengeluarkan informasi langsung ke kertas, dan yang lebih sederhana yang diproduksi dengan lampu pijar.


Enigma C

Enigma A - Die Handelsmaschine (mesin komersial) adalah mesin enkripsi cetak yang dikembangkan pada tahun 1923 oleh Scherbius & Ritter di Berlin (Jerman). Ini adalah perangkat enkripsi pertama yang diproduksi di bawah merek Enigma. Sejauh yang kami tahu, saat ini tidak ada contoh model ini yang masih ada. Ketidakamanan dari mekanisme pencetakan Enigma A menyebabkan pengembangan model mesin baru pada tahun 1924.

Schreibende enigma


Model baru memiliki tuas huruf (Typenhebel) - persis sama dengan mesin tik konvensional. Karena masalah mekanik dan pembuatan, "pengenalan" mesin crypto ditunda hingga 1926. Pada tahun 1926, digantikan oleh Die Schreibende Enigma (Enigma tercetak).

Mesin dengan 4 rotor enkripsi dan 28 kontak listrik di setiap sisi, dengan mekanisme roda gigi dengan perpindahan bertahap. Selain itu, setiap roda gigi memiliki jumlah gigi yang berbeda, yang memastikan periode enkripsi yang panjang dan loncatan yang tidak teratur (mis., Kurang dapat diprediksi). Empat rotor enkripsi dipasang di dalam mesin, posisi awalnya ditetapkan oleh 4 pegangan (di sebelah kanan). Dengan memasukkan pegangan ke pegangan kelima (terletak di bagian paling atas), seluruh mekanisme enkripsi dapat dimulai. Di atas rotor enkripsi terdapat penghitung 5 digit, dengan bantuannya jumlah karakter yang dimasukkan pada keyboard dihitung.



Di bagian depan mesin crypto ada tombol untuk memilih 3 mode: enkripsi, dekripsi, dan teks biasa. Jika mode "teks biasa" diatur, Enigma berfungsi seperti mesin tik sederhana.

Di bagian atas mesin, di bagian belakang, ada printer yang berfungsi, seperti mesin tik listrik standar pada zaman itu. Itu terdiri dari kereta kertas dan printer kelopak. Saat membuat teks terenkripsi, karakter dicetak dalam kelompok masing-masing 5 huruf, setelah itu spasi secara otomatis ditetapkan. Satu baris sesuai dengan sepuluh grup tersebut (50 karakter). Di keyboard ada huruf, angka, tanda baca, dan spasi. Dua tombol Shift digunakan untuk beralih antara huruf dan angka.

Schreibende Enigma mengalami masalah mekanis, sehingga diputuskan untuk mengembangkan model lain. Ini diperkenalkan pada tahun 1929 dan dikenal sebagai Enigma Model H29 atau hanya Enigma H. ​​H29 adalah model terbaru dalam seri mesin cetak Enigma. Tetapi, sayangnya, model-model ini tidak dapat diandalkan, dan, meskipun ada perbaikan, dalam praktiknya mereka menerima banyak keluhan.

Enigma a


Enigma A, yang awalnya jauh lebih kecil dan lebih murah, berubah menjadi Enigma I - perangkat enkripsi utama tentara Jerman selama Perang Dunia Kedua. Enigma Portabel A ditempatkan di dalam kotak kayu, pertama kali digunakan bola lampu.

Pada November 1924, mobil itu dapat dibeli seharga $ 500. Dengan pembelian 10 unit atau lebih, harganya $ 420, dan untuk pembelian grosir dari 50 unit - $ 400. Diketahui bahwa ada beberapa pilihan untuk mobil, tetapi tidak ada yang selamat.



Menurut deskripsi dalam dokumen yang masih hidup, ini persis seperti apa Enigma A (foto di atas). Dimensinya 27 x 23 x 13 cm, dan berat sekitar 5 kg. Keyboard terdiri dari 26 tombol, dibagi menjadi dua baris. Di atas setiap baris ada bohlam yang sesuai. Kunci-kunci itu kosong, karakter apa pun dapat dimasukkan di atas.

Enigma b


Enigma B, mesin rotary enkripsi elektromekanis, diperkenalkan pada akhir 1924 oleh Cipher Machine Corporation (ChiMaAG) di Berlin (Jerman). Seperti pendahulunya Enigma A, umbi digunakan di sini.



Dua versi Enigma B diketahui: versi awal dengan dua baris tombol di depan dan dua baris bola lampu di atas rotor; dua rotor enkripsi tetap dan reflektor kontak bergerak di tengah.



Dalam versi selanjutnya, satu rotor enkripsi dilepas. Keyboard disusun sedikit berbeda dari mesin tik konvensional, karakter disusun dalam urutan abjad. Panel lampu sekarang berada di tengah-tengah mesin, dan rotor bergerak mundur.

Huruf W hilang; Å, Ä dan Ö ditambahkan di sudut kanan bawah. Pada saat itu, W tidak digunakan dalam bahasa Swedia resmi, dengan pengecualian nama, kata-kata asing dan pinjaman, dan dalam hal ini W juga dapat digantikan oleh VV (double-V).



Diyakini bahwa contoh-contoh awal Model B yang bertahan tidak ada. Tetapi setidaknya ada dua salinan dari model selanjutnya (A-133 dan A-134), mereka telah menjadi bagian dari koleksi. Perbedaan antara kedua versi ini begitu besar sehingga nantinya lebih mungkin transisi ke Enigma C.


Di dalam A-133

A-133 memiliki tiga rotor enkripsi bergerak - satu huruf (AO), dan dua digit lainnya (01-28) - dan reflektor tetap (FM), dipasang di sebelah kiri rotor. Jumlah pengaturan yang memungkinkan adalah 2 891 341 824.

Enigma C




Enigma C, mesin enkripsi rotary elektromekanis, diperkenalkan pada pertengahan 1925 oleh Cipher Machine Corporation (ChiMaAG) di Berlin (Jerman). Seperti pendahulunya, Enigma A dan Enigma B, ia menggunakan bohlam.



Komponen Enigma C: keyboard 26 huruf untuk memasukkan pesan terbuka; 26 bola lampu, yang ketika dinyalakan menerangi huruf-huruf ciphertext yang diinginkan; sumber daya (baterai 3,5 volt atau yang setara); tiga roda kontak yang dapat dilepas yang diputar pada sumbu yang sama; reflektor kontak tetap; input roda kontak tetap.

Enigma Militer


Enigma I adalah mesin enkripsi elektromekanis yang dikembangkan pada tahun 1927/29 untuk tentara Jerman dan dioperasikan pada tahun 1932. Dasar diambil Enigma D, ditambahkan reflektor tetap dan panel kontrol di depan. Mesin itu digunakan selama Perang Dunia Kedua dan dikenal dengan berbagai nama. Sejak Desember 1938, Enigma menyediakan lima disk, bukannya tiga: tiga - di dalam mobil, dua remote. Militer Jerman bersikeras untuk membuat perubahan yang secara signifikan meningkatkan daya tahan mesin. Yang paling penting dari ini adalah pengenalan saklar, yang terletak di bawah keyboard. 26 konektor sakelar dihubungkan berpasangan dengan 13 kabel pendek. Perangkat ini memungkinkan pada tahap input dan output untuk menukar huruf-huruf alfabet yang membentuk pasangan.



Contoh ini ditemukan di Italia, di kereta api di antara barang-barang yang hilang pada akhir Perang Dunia II.

Enigma I digunakan oleh Angkatan Darat dan Angkatan Udara, kemudian Angkatan Laut Jerman, dikenal di sini sebagai M1, M2, M3. Satu-satunya perbedaan yang jelas antara versi tentara dan versi angkatan laut adalah bahwa roda yang terakhir memiliki huruf (AZ), bukan angka. Berbagai pabrikan memproduksi sekitar 20.000 kendaraan militer ini, tetapi hanya sedikit yang bertahan hingga hari ini.

Hingga 1932, semua model komersial Enigma tersedia secara bebas di pasar internasional. Kemudian, semua penjualan komersial dan internasional disetujui oleh tentara Jerman. Enigma H dijual kepada tentara Hongaria, tetapi tidak pernah populer karena harganya yang mahal. Selain itu, Jerman terus menjual Enigma kepada tentara Swiss dan Belanda.

Mesin Enigma pertama dikembangkan pada tahun 1923 oleh Scherbius dan Ritter, kemudian berganti nama menjadi Gewerkschaft Securitas (Asosiasi Keamanan), dan beberapa kemudian menjadi mesin kriptografi AG. Setelah kematian Sherbius pada tahun 1929, perusahaan berpindah ke tangan pemilik lain, pada tahun 1933 tentara Jerman memperoleh hak untuk memproduksi mesin Enigma dan nama perusahaan kembali diubah menjadi Heimsoeth dan Rinke.

Enigma z


Variasi Enigma yang agak tidak biasa. Meskipun desainnya jelas didasarkan pada Enigma D, itu hanya memiliki 10 kunci dan 10 lampu, masing-masing ditandai dengan angka dari 0 hingga 9. Itu digunakan untuk mengenkripsi pesan numerik (yaitu, pesan yang sebelumnya disandikan), misalnya laporan tentang cuaca. Huruf Z mungkin merupakan singkatan dari Ziffern atau Zahlen (angka). Nama resmi mesin crypto adalah Z30. Secara total, ada dua versi Enigma Z: standar dan ditingkatkan.



Keberadaan Z30 pertama kali diketahui setelah publikasi sebuah artikel di majalah Spanyol Arthuro Quirantes (April 2004). Dilihat oleh dokumen yang ditemukan di arsip Spanyol, mobil itu ditawarkan kepada pemerintah pada November 1931 bersama dengan model lainnya.




Versi yang Ditingkatkan Z30

Terobosan Polandia (1933)


Pada tahun 1930, Biro Penyandian Bahasa Polandia, Biuro Szyfrów (unit khusus intelijen militer Polandia), adalah yang pertama mencoba untuk memecahkan sandi Enigma. Menjadi tetangga terdekat Jerman, mereka tahu betul tentang bahaya orang lain. Studi tentang versi komersial Enigma telah dimulai.

Polandia adalah orang pertama yang khawatir. Menyaksikan tetangga yang berbahaya, pada Februari 1926 mereka tiba-tiba tidak dapat membaca enkripsi Angkatan Laut Jerman, dan sejak Juli 1928 - dan enkripsi Reichswehr. Menjadi jelas: di sana mereka beralih ke enkripsi mesin.

Biro tersebut merekrut tiga ahli matematika muda cemerlang dari Universitas Poznan: Marian Reevsky, Jerzy Ruzicki dan Heinrich Zygalsky. Mereka kemudian mulai bekerja pada sandi Enigma, hanya memiliki beberapa pesan yang dicegat.

Marian Reevsky menangani masalah tersebut pada akhir 1932, dan beberapa minggu kemudian mencapai terobosan pertama: ia membongkar kabel internal rahasia Enigma. Bersama dengan rekan-rekannya, ia mulai mengembangkan berbagai teknik untuk mendekripsi lalu lintas Jerman.


Reevsky Cyclometer

Henry Zygalsky mengembangkan apa yang disebut lembaran Zigalsky. Kemudian, metode sheet Zygalsky diotomatiskan - menciptakan Bomba yang legendaris.

Keberhasilan mereka didasarkan pada analisis matematika murni, yang difasilitasi oleh informasi yang diterima dari mata-mata Jerman bernama Hans-Tilo Schmidt (nama kode Asche), serta Enigma komersial, disadap melalui surat Polandia.Mereka kemudian memperoleh Enigma komersial dan menggunakan semua informasi yang dikumpulkan untuk mengubah mesin menjadi militer. Mesin yang dikonversi ini menjadi Enigma Polandia yang terkenal.

Mulai tahun 1930, Jerman menggunakan skema manajemen kunci yang sangat sederhana, kunci pesan yang dipilih secara acak dikirim dua kali dalam bentuk terenkripsi pada awal setiap pesan. Ini memungkinkan untuk memulihkan kunci harian dengan relatif mudah menggunakan metode manual.


Cryptological Bombe adalah respons Inggris terhadap Enigma Jerman.

Berdasarkan informasi yang diberikan oleh Polandia, ahli matematika Inggris Alan Turing mengembangkan Bombe Turing-Welchman yang legendaris. Versi yang lebih canggih dari bom kriptologis - mesin elektronik-mekanik untuk mendekripsi kode Enigma.

Di Bletchley Parkpada masa perang, 212 mesin Bombe dipasang, dengan bantuan mereka dimungkinkan untuk mendekripsi hingga 3 ribu pesan sehari. Setelah perang, semua Bombe dihancurkan. Setelah 60 tahun, dengan bantuan gambar dan deskripsi mendetail untuk mereka, mesin itu dipulihkan, butuh 10 tahun kerja.

Prinsip operasi decoder yang dikembangkan oleh Turing terdiri dari enumerasi opsi yang memungkinkan untuk kunci sandi dan upaya untuk mendekripsi teks jika struktur pesan yang didekripsi atau bagian dari plaintext diketahui.


Sebelum dan selama Perang Dunia II, Enigma adalah inspirasi untuk pengembangan mesin kripto lainnya, seperti Typex Inggris dan Sigaba Amerika. Dan bahkan setelah Perang Dunia II, beberapa mesin kriptografi didasarkan pada prinsip yang sama dengan Enigma. Ini adalah KL-7 Amerika, violet Rusia, dan Nema Swiss.



Terima kasih telah tinggal bersama kami. Apakah Anda suka artikel kami? Ingin melihat materi yang lebih menarik? Dukung kami dengan melakukan pemesanan atau merekomendasikannya kepada teman-teman Anda, diskon 30% untuk pengguna Habr pada analog unik dari server entry-level yang kami buat untuk Anda: Seluruh kebenaran tentang VPS (KVM) E5-2650 v4 (6 Cores) 10GB DDR4 240GB SSD 1Gbps dari $ 20 atau bagaimana membagi server? (opsi tersedia dengan RAID1 dan RAID10, hingga 24 core dan hingga 40GB DDR4).

VPS (KVM) E5-2650 v4 (6 Cores) 10GB DDR4 240GB SSD 1Gbps hingga musim panas gratis ketika membayar untuk jangka waktu enam bulan, Anda dapat memesan di sini .

Dell R730xd 2 kali lebih murah? Hanya kami yang memiliki 2 x Intel TetraDeca-Core Xeon 2x E5-2697v3 2.6GHz 14C 64GB DDR4 4x960GB SSD 1Gbps 100 TV dari $ 199 di Belanda! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - mulai dari $ 99! Baca tentang Cara Membangun Infrastruktur Bldg. kelas menggunakan server Dell R730xd E5-2650 v4 seharga 9.000 euro untuk satu sen?

Source: https://habr.com/ru/post/id450186/


All Articles