Máquina Enigma

Os quadro de tomadas, teclado, lâmpadas e dedo-rodas dos rotores emergentes da tampa interna de uma máquina Enigma militar alemão de três rotor

O Enigma máquina de cifra
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A máquina Enigma era um cifra máquina utilizada para criptografar e descriptografar mensagens secretas. Mais precisamente, foi enigma uma família relacionada de electro-mecânica máquinas de rotor, que compreendem uma variedade de diferentes modelos.

O Enigma foi usada comercialmente a partir do início de 1920, e também foi adotada pelas forças armadas e os serviços governamentais de um número de nações-o mais famosa por Alemanha nazista antes e durante a Segunda Guerra Mundial .

O modelo militar alemão, o Wehrmacht Enigma, é a versão mais comumente discutido. A máquina ganhou notoriedade porque Aliado cryptologists puderam descriptografar um grande número de mensagens que foram cifradas na máquina. Descriptografia foi possível, em 1932, por Criptógrafos poloneses Marian Rejewski, Jerzy Różycki e Henryk Zygalski de Cipher Bureau. Em meados de 1939 métodos de reconstrução e descriptografia foram entregues a partir de Polônia para a Grã-Bretanha e França . O inteligência adquirida através desta fonte, codinome ULTRA, foi uma ajuda significativa para o esforço de guerra dos Aliados. A influência exata da ULTRA é debatido, mas uma avaliação típico é que o fim da guerra européia foi acelerada por dois anos por causa da descriptografia de cifras alemãs.

Embora a Enigma cifra tem fraquezas criptográficas, na prática, foi apenas em combinação com outros fatores significativos (erros por parte dos operadores, falhas processuais, uma máquina capturado ou ocasional livro de códigos) que decifradores aliados foram capazes de decifrar as mensagens.

Descrição

Enigma esquema de ligações com o fluxo de corrente. A tecla "A" é codificado para a lâmpada de "D". D rende A, mas A não produz A.

A ação embaralhamento dos rotores Enigma mostrados por dois períodos consecutivos de cartas-corrente é passada em conjunto de rotores, em torno do reflector, e de volta para fora através dos rotores novamente. As linhas greyed-out representam outros circuitos possíveis dentro de cada rotor, que são hard-wired para contatos em cada rotor. Letter A criptografa de forma diferente com as teclas pressionadas consecutivos, primeiro a G, e depois para C. Isto é porque a mão direita do rotor intensificou, enviando o sinal de um percurso completamente diferente.

Como outras máquinas de rotor, a máquina enigma é uma combinação de sistemas mecânicos e eléctricos. O mecanismo mecânico é constituído por um teclado; um conjunto de discos rotativos chamado rotor s dispostos de modo adjacente ao longo de um fuso; e um mecanismo de reforço para transformar um ou mais dos rotores com cada tecla pressionada. O mecanismo exato varia, mas a forma mais comum é para o rotor da direita para a etapa uma vez com cada curso chave e, ocasionalmente, o movimento dos rotores vizinhos é acionado. O movimento contínuo dos rotores resulta em uma transformação criptográfica diferente depois de cada tecla pressionada.

As peças mecânicas agir de tal maneira a formar uma variando circuit-o elétrica encipherment real de uma carta é realizada eletricamente. Quando uma tecla é pressionada, o circuito é completado; a corrente flui através dos vários componentes e, finalmente, acende um dos muitos diferentes lâmpadas, indicando a carta de saída. Por exemplo, quando criptografar uma mensagem começando ... ANX, o operador primeiro pressione a tecla A, ea lâmpada Z pode luz; Z seria a primeira letra do texto cifrado. O operador pode então proceder para cifrar N na mesma forma, e assim por diante.

Para explicar o Enigma, usamos o esquema de ligações do lado esquerdo. Para simplificar o exemplo, apenas quatro componentes de cada um são mostrados. Na realidade, existem 26 lâmpadas, chaves, tomadas e fiações dentro dos rotores. Os fluxos de corrente da bateria (1), através da carta-interruptor bidireccional deprimido (2) para o painel de tomadas (3). O plugboard permite religar as conexões entre teclado (2) e roda de entrada fixo (4). Em seguida, o produto de corrente através do-inutilizada, de modo plug fechada (3) através da roda de entrada (4) através dos cabos eléctricos de três (Wehrmacht enigma) ou quatro (Kriegsmarine M4 ou variante Abwehr) rotores (5) e entra no reflector (6). O refletor retorna a corrente, através de um caminho diferente, de volta através dos rotores (5) e roda de entrada (4), e prossegue através plugue 'S' conectado com um cabo (8) para ligar 'D', e outro bi-direcional alternar (9) para a luz-up da lâmpada.

A mudança contínua de caminhos elétricos através da unidade por causa da rotação dos rotores (que causam os contatos PIN para alterar com cada letra digitada) implementa o criptografia polialfabética que previa alta segurança da Enigma.

Rotores

O conjunto rotor Enigma. Os três rotores móveis são ensanduichada entre duas rodas fixas: a roda de entrada do lado direito e do refletor (aqui marcado "B") do lado esquerdo.

Os rotores (alternativamente rodas ou tambores - Walzen em alemão) formam o coração de uma máquina Enigma. Cerca de 10 cm de diâmetro, cada rotor é uma disco rígido feito de borracha ou baquelite com uma série de latão pinos de mola numa face dispostos em um círculo; por outro lado é um número correspondente de contactos eléctricos circulares. Os pinos e os contactos representam o alfabeto -typically as cartas 26 A-Z (este será assumido para o resto da descrição). Quando colocados lado a lado, os pinos de um descanso rotor contra os contatos do rotor vizinho, formando uma conexão elétrica. Dentro do corpo do rotor, um conjunto de 26 fios de liga cada pino de um lado a um contacto do outro num padrão complexo. A fiação é diferente para cada rotor.

Três rotores Enigma e o eixo sobre o qual eles são colocados quando em uso.

Por si só, um rotor realiza apenas um tipo muito simples de criptografia de um simples cifra de substituição. Por exemplo, o pino correspondente à letra E pode ser ligado ao contacto para a letra T na face oposta. A complexidade é proveniente da utilização de vários rotores em série-geralmente três ou quatro, e o movimento regular dos rotores; isso fornece um tipo muito mais forte de criptografia.

Quando colocado na máquina, um rotor pode ser definido como uma de 26 posições. Ele pode ser rodado à mão usando um dedo da roda ranhurada que se projecta a partir da tampa interna quando fechado, conforme mostrado na Figura 2 . Assim que o operador conhece a posição, cada rotor tem um pneu de alfabeto (carta ou anel) unido em torno do lado de fora do disco, com 26 letras ou números; um deles pode ser visto através de uma janela, o que indica a posição do rotor para o operador. Em modelos mais antigos Enigma, o anel alfabeto é fixo; uma complicação introduzida em versões posteriores é a facilidade para ajustar o anel alfabeto em relação à fiação núcleo. A posição de anel é conhecido como o Ringstellung ("ajuste do anel").

Os rotores de cada uma conter um entalhe (por vezes, vários entalhes), usados para controlar a intensificação dos rotores. Nas versões militares os entalhes estão localizadas no anel de alfabeto.

O Enigmas do Exército e da Força Aérea veio equipado com vários rotores; quando emitido pela primeira vez, havia apenas três. Em 15 de dezembro 1938 esta mudou a cinco, dos quais três foram escolhidos para a inserção na máquina. Estes foram marcados com números romanos para distingui-los: I, II, III, IV e V, todos com entalhes individuais localizados em diferentes pontos no anel alfabeto. Esta deve ter sido concebido como uma medida de segurança, mas no final permitiu a Polonês Método do Relógio e britânico Banburismus ataques.

A versão naval do Wehrmacht Enigma sempre tinha sido emitido com mais rotores que os outros serviços: em primeiro lugar, seis, sete, em seguida, e, finalmente, oito. Os rotores adicionais foram nomeados VI, VII e VIII, todos com cablagem diferente, e dois entalhes cortados em-los em N e A, o que resulta em um volume de negócios mais frequente.

A Naval Enigma (M4) máquina de quatro rotores acomodados um rotor extra no mesmo espaço que a versão de três-rotor. Isto foi conseguido substituindo o reflector original com um reflector mais fino e a adição de um quarto rotor especial. O quarto rotor pode ser uma de dois tipos, "beta" ou "de gama", e nunca etapas, mas pode ser colocado manualmente em qualquer uma das 26 posições.

Movimento Stepping

Pisar movimento da Enigma.

Para evitar meramente implementação de um simples (e facilmente quebrável) cifra de substituição, alguns rotores virou com prensas consecutivos de uma chave. Isto assegurou a substituição criptográfico seria diferente em cada posição, a produção de um formidável cifra de substituição polialfabética.

O arranjo mais comum usado um Ratchet e mecanismo de lingueta. Cada rotor tinha uma catraca com 26 dentes; um grupo de linguetas engatar os dentes do roquete. As linguetas empurrado para a frente em uníssono com cada pressão na máquina. Se uma lingueta envolvida os dentes de uma cremalheira, que o rotor avançada por um passo.

No Wehrmacht Enigma, cada rotor tinha um anel entalhado ajustável. Os cinco rotores básicos (I-V) tinha um ponto cada, enquanto os rotores navais adicionais VI, VII e VIII tinha dois entalhes. A certa altura, um entalhe do rotor, eventualmente, alinhado com o linguete, permitindo que a engatar o roquete do lado do rotor com a tecla pressionada subsequente. Quando uma lingueta não estava alinhado com o entalhe, é simplesmente deslizar sobre a superfície do anel, sem envolver o roquete. Em um sistema de rotor único nível, o segundo rotor avançou uma posição a cada 26 avanços do primeiro rotor. Da mesma forma, o terceiro rotor avançada para uma posição cada 26 avanços do segundo rotor. O segundo rotor também avançou ao mesmo tempo que o terceiro rotor, ou seja, o segundo rotor pode entrar duas vezes no subsequente chave Prensas- "duplo piso" -resulting num período reduzido.

Esta dupla stepping causado os rotores se desviar um normais odômetro. Um passo dupla ocorreu da seguinte forma: o primeiro rotor entrou, e levou o segundo rotor um passo adiante. Se o segundo rotor movido por este passo para o seu próprio nível na posição, a terceira lingueta cai para baixo. Na próxima etapa deste lingueta iria empurrar a catraca do terceiro rotor e avançar, mas empurrado para o segundo nível de rotor, avançando o segundo rotor uma segunda vez consecutiva.

Com três rodas e apenas entalhes individuais nas primeira e segunda rodas, o aparelho tinha um período de 26 × 25 × 26 = 16,900 (não 26 × 26 × 26 devido ao duplo piso do segundo rotor.) Historicamente, as mensagens eram limitadas a um par de centenas de cartas, e por isso houve muito pouco risco de repetir qualquer posição dentro de uma única mensagem.

Para abrir espaço para a quarta rotores navais "Beta" e "Gamma", introduzido em 1942, o refletor foi alterado, tornando-o muito mais fino eo quarto rotor fina especial foi colocado contra ela. Não foram feitas alterações ao resto do mecanismo. Uma vez que havia apenas três linguetas, o quarto rotor nunca mais pisou, mas pode ser configurado manualmente em um dos seus 26 posições.

Ao pressionar uma tecla, os rotores pisou antes de o circuito eléctrico está ligado.

Roda de entrada

A roda de entrada (Eintrittswalze em alemão), ou a entrada estator, liga o plugboard, se presente, ou de outra forma o teclado e lampboard, para o conjunto de rotor. Enquanto a fiação exata usada é de relativamente pouca importância para a segurança, revelou-se um obstáculo no progresso da Polish cryptanalyst Marian Rejewski durante a sua dedução das fiações do rotor. O enigma comercial conecta as teclas pela ordem da sua sequência no teclado: Q A, W B, E C e assim por diante. No entanto, o Enigma militar conecta-los em ordem alfabética reta: A A, B B, C C, etc. Levou uma peça inspirada de adivinhação para Rejewski a perceber a modificação, e ele foi então capaz de resolver os seus mais inspirados equações .

Refletor

Com exceção do primeiros modelos A e B, o último rotor veio antes de um reflector (em alemão: Umkehrwalze, que significa "reversão rotor"), um recurso patenteado distintivo da família Enigma entre as várias máquinas de rotor projetado no período. O refletor ligado saídas do último rotor em pares, redirecionando atual de volta através dos rotores por uma rota diferente. O reflector é assegurado que enigma auto-recíproco: convenientemente, a criptografia era a mesma que a descriptografia. No entanto, o refletor também deu Enigma da propriedade que nenhuma carta jamais criptografadas para si. Esta foi uma falha conceitual grave e um erro criptológico posteriormente explorada por decifradores de códigos.

No modelo comercial enigma C, o reflector pode ser inserido numa das duas posições diferentes. Em Modelo D do reflector pode ser definido em 26 posições possíveis, embora não se mexeu durante a criptografia. No Abwehr Enigma, o refletor pisou durante a encriptação de um modo como as outras rodas.

No Exército e da Força Aérea alemã Enigma, o refletor era fixo e não rodar; havia quatro versões. A versão original foi marcado A, e foi substituído por Umkehrwalze B em 01 novembro 1937 . Uma terceira versão, Umkehrwalze C foi usada brevemente em 1940, possivelmente por engano, e foi resolvido por Hut 6. A quarta versão, observada pela primeira vez em 2 de Janeiro de 1944 teve um refletor rewireable, chamado Umkehrwalze D, permitindo que o operador Enigma de alterar as conexões como parte das configurações de chave.

Plugboard

O painel de tomadas (Steckerbrett) foi posicionada na parte da frente da máquina, abaixo das teclas. Quando em uso, havia até 13 conexões. Na foto acima, dois pares de cartas foram trocados (SO e JA).

O painel de tomadas (Steckerbrett em alemão) permitida fiação variável que pode ser reconfigurado pelo operador (visível no painel frontal da Figura 1; alguns dos cordões pode ser visto na tampa). Foi introduzida em versões do exército alemão em 1930 e logo foi adotado pela Marinha também. O plugboard contribuiu muito para a força da criptografia da máquina: mais de um rotor adicional teria feito. Enigma sem um plugboard- "unsteckered" Enigma-podem ser resolvidos relativamente direta, utilizando métodos manuais; estas técnicas são geralmente derrotado pela adição de um plugboard, e criptoanalistas aliados recorreram a máquinas especiais para resolvê-lo.

Um cabo colocado sobre as letras no quadro de tomadas, ligados aos pares, por exemplo, E e Q pode ser um "steckered" par. O efeito foi para trocar essas letras antes e depois do rotor principal lutando unidade. Por exemplo, quando um operador pressiona e, o sinal foi desviado para Q antes de entrar nos rotores. Vários desses pares steckered, até 13, podem ser utilizados de uma só vez.

Atual fluiu a partir do teclado através do plugboard, e procedeu-se à entrada de rotor ou Eintrittswalze. Cada letra na plugboard teve duas tomadas. Ao inserir um plugue desconectado da tomada superior (a partir do teclado) e à tomada inferior (para a entrada de rotor) da referida carta. A ficha na outra extremidade do cabo crosswired foi inserido em conectores de outra carta, de comutação, assim, as ligações das duas letras.

O "Schreibmax" era uma unidade de impressão que pode ser ligado ao enigma, eliminando a necessidade de laboriosamente anotando as letras indicadas no painel de luz.

Acessórios

O anexo Enigma Uhr

Uma característica que foi utilizado em M4 era o enigma "Schreibmax", um pouco impressora que pode imprimir as 26 letras em uma fita de papel pequeno. Isso acabou com a necessidade de um segundo operador para ler as lâmpadas e escrever as letras para baixo. O Schreibmax foi colocado no topo da máquina enigma e foi ligado ao painel de lâmpada. Para instalar a impressora, a cobertura da lâmpada e todas as lâmpadas tinha de ser removida. Além de sua conveniência, poderia melhorar a segurança operacional; a impressora pode ser instalado remotamente de tal modo que o oficial sinal de operar a máquina já não tinha que ver o descriptografado informações de texto sem formatação.

Outro acessório foi o painel lâmpada remota. Se o aparelho foi equipado com um painel extra, no caso de madeira do enigma era mais amplo e pode armazenar o painel adicional. Houve uma versão painel de lâmpadas que poderia ser conectado posteriormente, mas que necessário, tal como acontece com o Schreibmax, que o painel de lâmpadas e lâmpadas ser removido. O painel remoto tornou possível para uma pessoa para ler o texto plano decriptografado sem que o operador vê-lo.

Em 1944, a Luftwaffe introduziu um interruptor adicional plugboard, chamado de Uhr (relógio). Havia uma pequena caixa, contendo um interruptor com 40 posições. Ele substituiu os plugues padrão. Depois de ligar as fichas, conforme determinado na folha de chave diária, o operador girou a chave para uma das 40 posições, cada posto de produzir uma combinação diferente de ficha da cablagem. A maioria desses conectores foram, ao contrário dos plugues padrão, não emparelhar-wise.

Descrição matemática

A transformação enigma para cada letra pode ser matematicamente indicado como um produto de permutações . Assumindo um três-rotor alemão Exército / Força Aérea Enigma, deixe- denotam a transformação plugboard, denotam o reflector, e denotar as acções da esquerda, meio e rotores certas. Em seguida, a criptografia pode ser expresso como

Depois de cada tecla pressionada os rotores giram, alterando a transformação. Por exemplo, se o rotor do lado direito é rodado posições, a transformação fica , Onde é o permutação cíclica mapeamento de A para B, B para C, e assim por diante. Do mesmo modo, o meio e do lado esquerdo rotores pode ser representada como e de rotações e . A função de codificação pode então ser descrita como:

Os procedimentos para utilizar o Enigma

Em uso, o Enigma exija uma lista de configurações de chave diárias, bem como uma série de documentos auxiliares. Os procedimentos para alemão Naval enigma eram mais elaborado, e seguro, do que os processos utilizados nos outros serviços. A Marinha codebooks também foram impressas em, tinta vermelha solúvel em água em papel rosa, para que pudessem ser facilmente destruídos se estivessem em risco de serem apreendidos pelo inimigo. O livro de códigos de cima foi feita a partir de capturado Submarino U-505.

No uso militar alemão, as comunicações foram divididas em uma série de redes diferentes, todos com diferentes configurações para suas máquinas Enigma. Estas redes de comunicação foram denominados chaves no Bletchley Park, e foram atribuídos codinomes, como Red, Tentilhão e Shark. Cada unidade operacional numa rede foi atribuída uma lista de definições para seu enigma por um período de tempo. Para que uma mensagem seja corretamente criptografados e descriptografados, o remetente eo destinatário teve que criar a sua Enigma da mesma forma; a selecção de rotor e de pedido, a posição de partida e as ligações têm de ser idênticos quadro de tomadas. Todas essas configurações (em conjunto a chave em termos modernos) devem ter sido previamente estabelecidos, e foram distribuídos em codebooks.

Estado inicial de uma máquina Enigma, o chave criptográfica, tem vários aspectos:

• Ordem Wheel (Walzenlage) -a escolha de rotores e a ordem em que estão instaladas.
• Posição inicial dos rotores escolhido pelo operador, diferente para cada mensagem.
• Ajustes do anel (Ringstellung) -A posição do anel alfabeto em relação à fiação rotor.
• Configurações do plug (Steckerverbindungen) -As conexões dos plugues na plugboard.
• Em versões muito tarde, a fiação do refletor reconfigurável.

Enigma foi projetado para ser seguro, mesmo se a fiação rotor era conhecido por um adversário, embora, na prática, houve um esforço considerável para manter o segredo fiação. Se a fiação é secreta, o número total de possíveis configurações foi calculado em cerca de 10 ¹¹⁴ (aproximadamente 380 bits); com a fiação conhecidos e outros constrangimentos operacionais, isto é reduzido para cerca de 10 ²³ (76 bits). Os usuários de Enigma estavam confiantes de sua segurança por causa do grande número de possibilidades; não era então possível para um adversário para sequer começar a experimentar todas as configurações possíveis em um ataque de força bruta .

Indicadores

A maioria das teclas foram mantidas constantes para um determinado período de tempo, tipicamente de um dia. No entanto, uma posição do rotor diferente inicial foi escolhida para cada mensagem, um conceito semelhante para um vector de inicialização na criptografia moderna, porque se uma série de mensagens são enviadas criptografadas com configurações idênticas ou quase idênticas um Cryptanalyst, com várias mensagens "em profundidade", pode ser capaz de atacar as mensagens usando análise de frequência. A posição de partida, foi transmitido imediatamente antes do texto cifrado. O método exato utilizado foi o denominado "procedimento indicador" procedimentos indicador -weak permitidas as quebras iniciais em Enigma.

Figura 2. Com a tampa interior para baixo, o enigma estava pronto para utilização. As rodas dos dedos dos rotores saliente através da tampa, permitindo que o operador defina os rotores, e a sua actual posição-RDKP aqui -foi visível para o operador por meio de um conjunto de janelas.

Um dos procedimentos mais antigos indicador foi utilizado por criptoanalistas poloneses para fazer as pausas iniciais para o Enigma. O procedimento foi para o operador para configurar sua máquina de acordo com a sua lista de definições, que incluiu uma posição inicial global para os rotores (Grundstellung - "configuração do solo"), AOH, talvez. O operador voltou seus rotores até AOH era visível através das janelas do rotor. Nesse ponto, o operador escolhe o seu próprio arbitrária, posição, começando por essa mensagem específica. O operador pode selecionar EIN, e este tornou-se as definições de mensagens para essa sessão de criptografia. O operador, em seguida digitada EIN na máquina, duas vezes, para permitir a detecção de erros de transmissão. Os resultados foram um indicador-a encriptado EIN digitado duas vezes pode transformar-se em XHTLOA, que seriam transmitidas juntamente com a mensagem. Finalmente, o operador, em seguida, girou os rotores para suas configurações de mensagens, EIN neste exemplo, e digitou o texto original da mensagem.

Na extremidade receptora, a operação foi revertida. O operador configurar o aparelho para as configurações iniciais e digitou as seis primeiras letras da mensagem (XHTLOA). Neste exemplo, EINEIN surgiu nas lâmpadas. Movendo seus rotores para EIN, o operador de recepção, em seguida, digitei o resto do texto cifrado, decifrar a mensagem.

A fraqueza neste esquema indicador vieram de dois fatores. Primeiro, o uso de um fundo global de definição de este foi mudado mais tarde para que o operador seleccionado a sua posição inicial para criptografar o indicador, e enviou a posição inicial em claro. O segundo problema foi a repetição do indicador, que foi uma grave falha de segurança. A configuração mensagem foi codificado duas vezes, resultando em uma relação entre a primeira e quarta, quinta e segunda, e terceira e sexto caracteres. Este problema de segurança permitiu o polonês Cipher Bureau para invadir o sistema Enigma do pré-guerra, já em 1932. No entanto, a partir de 1940, os alemães mudaram os procedimentos para aumentar a segurança.

Durante a Primeira Guerra Mundial codebooks II só foram utilizados para configurar os rotores e ajustes do anel. Para cada mensagem, o operador selecionado uma posição inicial aleatória, digamos WZA, e chave de mensagem aleatória, talvez SXT. Ele moveu os rotores para o WZA posição inicial e codificadas a chave da mensagem SXT. Suponha que o resultado foi UHL. Ele, então, configurar a mensagem-chave SXT como a posição inicial e criptografado a mensagem. Em seguida, ele transmitiu o WZA posição inicial, o UHL chave mensagem codificada e, em seguida, o texto cifrado. O receptor configurar a posição de início de acordo com o primeiro trigrama, WZA e decodificado o segundo trigrama, UHL, para obter a configuração de mensagem SXT. Em seguida, ele usou esta mensagem SXT definir como a posição de início para descriptografar a mensagem. Desta forma, cada configuração chão era diferente eo novo procedimento evitado a falha de definições de mensagens codificadas duplas segurança.

Este procedimento foi usado por Wehrmacht e Luftwaffe somente. Os procedimentos Kriegsmarine sobre o envio de mensagens com o Enigma eram muito mais complexo e elaborado. Antes de criptografia com o Enigma, a mensagem foi codificado utilizando o livro de código Kurzsignalheft. O Kurzsignalheft continha mesas para converter sentenças em grupos de quatro letras. Um grande número de opções foram incluídas, por exemplo, questões logísticas, tais como reabastecimento e encontro com navios de abastecimento, posições e listas de grade, nomes de porto, países, armas, as condições meteorológicas, as posições inimigas e navios, data e horários. Outro livro de código continha o Kenngruppen e Spruchschlüssel: a chave de identificação e mensagem-chave. Mais detalhes sobre Kurzsignale em alemão U-boats

Abreviaturas e orientações

A máquina Enigma do exército usado somente os 26 caracteres do alfabeto. Os sinais foram substituídos por combinações de caracteres raros. Um espaço foi omitido ou substituído por um X. O X era geralmente usado como ponto ou ponto final. Alguns sinais eram diferentes em outras partes das forças armadas. A Wehrmacht substituído por uma vírgula ZZ e o sinal da pergunta por Frage ou FRAQ. A Kriegsmarine no entanto, substituiu a vírgula por Y eo sinal da pergunta por UD. O CH combinação, tal como em "Acht" (oito) ou "Richtung" (sentido) foram substituídos por Q (AQT, RIQTUNG). Dois, três e quatro zeros foram substituídos por CENTA, MILLE e Myria.

A Wehrmacht ea Luftwaffe transmitido mensagens em grupos de cinco caracteres. A Kriegsmarine, usando os quatro rotor Enigma, tinha grupos de quatro caracteres. Nomes ou palavras usadas com freqüência eram para ser variada, tanto quanto possível. Palavras como Minensuchboot (minesweeper) pode ser escrito como MINENSUCHBOOT, MINBOOT, MMMBOOT ou MMM354. Para fazer a criptoanálise mais difícil, eram proibidas mais de 250 caracteres em uma mensagem. As mensagens mais longas foram divididos em várias partes, cada um usando sua própria chave de mensagem. Para mais detalhes ver as traduções de Venda Tony de "Procedimento Geral" e "Staff Officer e procedimento".

História e desenvolvimento da máquina

Longe de ser um único projeto, existem inúmeros modelos e variantes da família Enigma. As primeiras máquinas Enigma eram modelos comerciais que datam do início dos anos 1920. A partir de meados da década de 1920, os vários ramos das forças armadas alemãs começaram a usar Enigma, fazendo uma série de alterações a fim de aumentar a sua segurança. Além disso, uma série de outras nações adoptadas ou adaptou o projeto Enigma para suas próprias máquinas de cifra.

Uma seleção de sete máquinas Enigma e parafernália exposta no EUA de Museu Nacional Cryptologic. Da esquerda para a direita, os modelos são: 1) Commercial Enigma; 2) Enigma T; 3) Enigma G; 4) não identificado; 5) Luftwaffe (Força Aérea) Enigma; 6) Heer (Exército) Enigma; 7) Kriegsmarine (Naval) Enigma-M4.

Comercial Enigma

Enigma patenteabilidade de Scherbius Patente dos EUA 1.657.411, concedida em 1928.

Em 23 de Fevereiro de 1918, o engenheiro alemão Arthur Scherbius um pedido de patente para uma máquina de encriptação usando rotores, e, com Richard E. Ritter, fundou a firma de Scherbius & Ritter. Eles se aproximaram da Marinha e dos Negócios Estrangeiros Gabinete alemão com o seu design, mas também não estava interessado. Eles, então, atribuiu os direitos de patente para Gewerkschaft Securitas, que fundou a Chiffriermaschinen Aktien-Gesellschaft (Cipher Machines Corporation Ações) em 09 de julho 1923 ; Scherbius e Ritter estava no conselho de administração.

Chiffriermaschinen AG começou a anunciar um rotor máquina- modelo Enigma Um -que foi exibido no Congresso da União Postal Internacional em 1923 e 1924. A máquina foi pesado e volumoso, incorporando uma máquina de escrever . Ela mede 65 × 45 × 35 centímetros e pesava cerca de 50 kg. Um modelo B foi introduzida, e era de uma construção semelhante. Enquanto carrega o nome de Enigma, ambos os modelos A e B eram bem diferentes versões posteriores: eles diferiam em tamanho físico e forma, mas também cryptographically, na medida em que faltava o refletor.

O refletor de uma idéia sugerida pelo colega de Scherbius Willi Korn-foi introduzida pela primeira vez no Enigma C (1926) modelo. O refletor é uma característica chave das máquinas Enigma.

Um raro de impressão com 8 rotor Enigma.

Modelo C foi menor e mais portátil do que seus antecessores. Faltava-lhe uma máquina de escrever, contando apenas com o operador de ler as lâmpadas; daí o nome alternativo de "glowlamp Enigma" para distinguir de modelos A e B. O Enigma C tornou-se rapidamente extinto, dando lugar à Enigma D (1927). Esta versão foi amplamente utilizado, com exemplos que vão para a Suécia , os Países Baixos , Reino Unido , Japão , Itália , Espanha , Estados Unidos e Polônia .

Enigma militar

A Marinha foi o primeiro ramo das forças armadas alemãs de adoptar Enigma. Esta versão, chamada Funkschlüssel C (Radio cifra C), havia sido colocado em produção em 1925 e foi introduzido em serviço em 1926. O teclado eo lampboard continha 29 cartas-AZ, Ä, Ö e Ü-que foram dispostos em ordem alfabética, em oposição para a ordenação QWERTZU. Os rotores teve 28 contatos, com a letra X com fio para ignorar os rotores não criptografados. Três rotores foram escolhidos a partir de um conjunto de cinco e o reflector pode ser inserido numa das quatro posições diferentes, denotado α, β, γ e δ. A máquina foi ligeiramente revisto em julho 1933.

Por 15 de Julho de 1928 , o exército alemão ( Reichswehr ) tinha introduzido sua própria versão do Enigma-o Enigma G , revista para o Enigma eu até Junho de 1930. Enigma I também é conhecida como a Wehrmacht , ou Serviços Enigma, e foi amplamente utilizado pelos serviços militares alemãs e outras organizações governamentais (tais como os caminhos de ferro), antes e durante a Segunda Guerra Mundial . A principal diferença entre os modelos comerciais Astra enigma I e foi a adição de um painel de tomadas para trocar pares de letras, aumentando grandemente a força criptográfico da máquina. Outras diferenças incluem o uso de um reflector fixo, e a deslocação dos entalhes de piso do corpo do rotor para os anéis de letter móveis. A máquina medido 28 × 34 × 15 cm (11 "× 13,5" x 6 ") e pesava cerca de 12 kg (26 lbs).

Um modelo de Enigma T (Tirpitz) -a modificado Enigma comercial K fabricados para uso pelos japoneses.

Em 1930, o Exército havia sugerido que a Marinha adotar sua máquina, citando os benefícios do aumento da segurança (com a plugboard) e comunicação entre as Forças mais fáceis. A Marinha finalmente concordou e em 1934 postos em serviço, a versão marinha do Enigma Exército, designado Funkschlüssel M ou M3 . Enquanto o Exército usou apenas três rotores, nesse momento, para uma maior segurança da Marinha especificado uma escolha de três de um máximo de cinco.

Em dezembro de 1938, o exército emitiu dois rotores extras para que os três rotores foram escolhidos a partir de um conjunto de cinco. Em 1938, a Marinha acrescentou mais dois rotores, e depois outro em 1939 para permitir uma escolha de três rotores de um conjunto de oito. Em agosto de 1935, a Força Aérea também introduziu a Wehrmacht Enigma para suas comunicações. A quatro-rotor Enigma foi introduzido pela Marinha para o tráfego de U-boat em 1 de Fevereiro de 1942 , chamado M4 (a rede era conhecida como Triton , ou tubarão aos Aliados). O rotor adicional foi montado no mesmo espaço através da divisão do reflector para uma combinação de um reflector fino e um quarto rotor fina.

Houve também, um modelo de impressão de oito rotor grande, o Enigma II . Durante 1933, decifradores poloneses detectou que ela estava em uso para comunicações militares de alto nível, mas que logo foi retirado de uso depois que foi encontrado para ser confiável e geléia com freqüência.

Enigma G, usada peloAbwehr, tinha quatro rotores, não plugboard e vários entalhes dos rotores.

O Abwehr usou a Enigma G (o Abwehr Enigma ). Esta variante Enigma era uma máquina unsteckered quatro rodas com vários entalhes dos rotores. Este modelo foi equipado com um contador que incrementado a cada tecla pressionada, e por isso é também conhecido como a máquina de contador ou o Zählwerk Enigma .

O quatro rodas Swiss Enigma K, feito na Alemanha, utilizada rotores re-wired.

Outros países também usou máquinas Enigma. A Marinha italiano adoptou a Enigma comercial como "Navy Cipher D"; os espanhóis também utilizaram Enigma comercial durante seus Guerra Civil. decifradores de códigos britânicos conseguiram quebrar essas máquinas, que careciam de um plugboard. O suíço usou uma versão do Enigma chamado modelo K ou Swiss K para uso militar e diplomática, que era muito parecido com o comercial Enigma D. A máquina foi quebrado por um número de partidos, incluindo a Polónia, França, Grã-Bretanha e os Estados Unidos ( este último codinome que INDIGO). Um Enigma T modelo (codinome Tirpitz ) foi fabricado para uso pelos japoneses.

O Enigma não era perfeito, especialmente depois de os Aliados se apoderou dele, permitindo assim que os Aliados para decodificar as mensagens alemãs, que se revelou fundamental na Batalha do Atlântico.

Estimou-se que 100.000 máquinas Enigma foram construídos. Após o fim da Segunda Guerra Mundial, os Aliados vendidos capturado máquinas Enigma, ainda amplamente considerado seguro, a uma série de países em desenvolvimento.

Sobrevivendo máquinas Enigma

US Enigma réplica em exposição no Museu Nacional Cryptologic em Fort Meade, Maryland, EUA.

O esforço para quebrar o Enigma não foi divulgado até o 1970. Desde então, o interesse pela máquina Enigma tem crescido consideravelmente e uma série de Enigmas estão em exibição pública em museus em os EUA ea Europa. O Deutsches Museum em Munique tem ambos os três e quatro rodas variantes militares alemãs, bem como várias versões civis mais velhos. Um Enigma funcional está em exibição no INE Museu Nacional Cryptologic em Fort Meade, Maryland, onde os visitantes podem tentar sua mão em criptografar mensagens e decifrar o código. O Armemuseum em Estocolmo , na Suécia tem atualmente um Enigma em exposição. Há também exemplos no Computer History Museum, nos Estados Unidos, em Bletchley Park, no Reino Unido, na Australian War Memorial, em foyer do Sinais de Defesa Direcção, ambos localizados em Canberra , na Austrália, bem como uma série de outros locais na Alemanha, os EUA, o Reino Unido e em outros lugares. O agora extinto San Diego Computer Museum teve um enigma em sua coleção, que já foi dada ao San Diego State University Library. Um número também estão em mãos privadas. Ocasionalmente, máquinas Enigma são vendidos em leilão; preços de US $ 20,000 não são incomuns.

Réplicas da máquina estão disponíveis em várias formas, incluindo uma cópia reconstruída exato do modelo Naval M4, uma Enigma implementada em eletrônica (Enigma-E), vários simuladores de software de computador e-e-tesouras de papel análogos.

Um raro máquina Enigma Abwehr, G312 designado, foi roubada do museu de Bletchley Park em 01 abril 2000 . Em setembro, um homem que se identificou como "The Master" enviou uma nota exigindo £ 25.000 e ameaçou destruir a máquina se o resgate não foi pago. No início de Outubro de 2000, funcionários Bletchley Park anunciou que iria pagar o resgate, mas a data fixada passou com nenhuma palavra do chantagista. Pouco depois, a máquina foi enviado anonimamente para jornalista da BBC Jeremy Paxman , mas três rotores estavam faltando. Em Novembro de 2000, um negociante de antiguidades chamado Dennis Yates foi preso depois de telefonar The Sunday Times para organizar o retorno das peças em falta. A máquina Enigma foi devolvido à Bletchley Park após o incidente. Em outubro de 2001, Yates foi condenado a 10 meses de prisão depois de admitir manusear a máquina roubada e chantageando diretor Bletchley Park Confiança Christine Grande, embora ele manteve que ele estava agindo como um intermediário para um terceiro. Yates foi libertado da prisão depois de cumprir três meses.

Derivados Enigma

Um clone Enigma japonês, codinome VERDE por criptógrafos americanos.

Máquina de rotor inspirou-Enigma do Tatjana van Vark.

A Enigma era influente no campo do design de máquina de cifragem, e uma série de outras máquinas de rotor são derivados a partir dele. Os britânicos Typex foi originalmente derivado das patentes Enigma; Typex ainda inclui recursos das descrições de patentes que foram omitidos da máquina real Enigma. Devido à necessidade de sigilo sobre os seus sistemas de codificação, não há royalties foram pagos para o uso das patentes pelo governo britânico. Um clone Enigma japonês recebeu o codinome VERDE por criptógrafos americanos. Pouco utilizado, continha quatro rotores montado verticalmente. Em os EUA, cryptologist William Friedman concebido a M-325, uma máquina semelhante ao enigma na operação lógica, embora não na construção.

Uma máquina de rotor original foi construído em 2002 pela Holanda baseado Tatjana van Vark. Este dispositivo incomum foi inspirado por Enigma mas faz uso de rotores de 40 pontos, permitindo letras, números e alguns sinais de pontuação a ser utilizado; cada rotor contém 509 partes.

Ficção

A peça, Quebrando o Código , por Hugh Whitemore é sobre a vida e morte de Alan Turing , que era a força central na quebra da Enigma em Grã-Bretanha durante a Segunda Guerra Mundial . Turing foi interpretado por Derek Jacobi, que também jogou Turing em uma adaptação 1996 de televisão da peça. A adaptação para a TV é geralmente disponíveis (embora atualmente apenas em VHS). Embora seja um drama e, portanto, leva a licença artística, não deixa de ser uma conta fundamentalmente precisas. Ele contém um de dois minutos, o discurso stutteringly-nervoso por Jacobi que vem muito perto de encapsular todo o esforço codebreaking Enigma.

Robert Harris 1996 novela Enigma é definido como pano de fundo a Segunda Guerra Mundial Bletchley Park e cryptologists trabalho de ler Naval Enigma em Hut 8. O livro, com mudanças significativas na história, foi feito para o filme de 2001, Enigma , dirigido por Michael Apted e estrelado por Kate Winslet e Dougray Scott; o filme foi criticado por muitas imprecisões históricas e negligenciar o papel de Biuro Szyfrów em quebrar o código Enigma. Um filme polonês anteriormente lidar com os aspectos polacos do assunto era de 1979 Sekret Enigmy (O Enigma Segredo).

Romance de Neal Stephenson Cryptonomicon também possui criptografia militar da Segunda Guerra Mundial, incluindo a Enigma e Bletchley Park. É preciso consideráveis ​​liberdades históricas.

1989Doctor Whohistória The Curse of Fenricapresenta criptógrafos britânicos, incluindo um personagem baseado emAlan Turing, usando um dispositivo semelhante chamado ULTIMA que é, em última instância usada para descriptografar runas antigas Viking e desencadear uma praga de vampiros.

Um jogo de ficção interativa Jigsaw por Graham Nelson contém um quebra-cabeça em que o jogador tem de decifrar uma mensagem com uma versão simplificada do Enigma. O quebra-cabeça é geralmente aceito como o mais chato no jogo, o que é, talvez, alguma medida de quão difícil era para descriptografar mensagens produzidas pela máquina original (s).

Jonathan Mostow do filme de 2000 U-571 descreve uma patrulha ficcional por submarinistas americanos que seqüestraram um submarino alemão para obter uma máquina Enigma. A máquina utilizada no filme foi um autêntico Enigma obtido a partir de um colecionador. As liberdades históricas tomadas são grandes, para os poloneses invade Enigma (com início em Dezembro de 1932) não requerem uma máquina capturada, a Royal Navy capturaram várias Enigmas ou partes antes o US entraram na guerra, ea captura dos EUA de um U-boat ocorreu apenas alguns dias antes do Dia D em 1944. O filme causou protestos consideráveis ​​quando foi lançado na Grã-Bretanha, uma vez que efetivamente transferidas as façanhas de vida real HMS Bulldog a um barco americano fictício.

1986 (1999 trans.) De Friedrich KittlerGramophone, Filme, Máquina de Escrever examina o uso da Enigma e dispositivos semelhantes em relação àordem simbólica deJacques Lacan.

1981 O filme de Wolfgang Petersen Das Boot inclui uma máquina Enigma, que é, evidentemente, uma variante de quatro rotores Kriegsmarine. Ele aparece em muitas cenas que provavelmente capturar bem o sabor do dia-a-dia Enigma utilização a bordo de um II Guerra Mundial U-Boat.

A Besta, a linha de resolução de quebra-cabeçajogo de realidade alternativa (ARG) criado por uma equipe daMicrosoftpara promover oSteven Spielbergfilme AI: Inteligência Artificial, necessário que os jogadores usam um simulador Enigma on-line para resolver um dos puzzles.