Rotori "Enigma" imali su 26 pozicija - prema broju slova latinične abecede. Tri rotora, svaki s jedinstvenim ožičenjem kontakata i različitom brzinom rotacije, na primjer, treći rotor nakon svakog hoda (kodirano slovo) okrenuo se odmah 2 koraka naprijed. Umjesto jednostavne jednoabecedne zamjene A → B, šifra Enigma izgledala je kao besmisleni skup slova, pri čemu jedno slovo šifriranog teksta može značiti različita slova stvarnog teksta. Prvi put kada je "A" moglo biti kodirano kao "T", sljedeći put mašina je zamijenila "A" sa "E" itd.
Da bi pročitala takvu poruku, strana primateljica je morala postaviti rotore u isti početni položaj. Početna pozicija rotora (ključna za dan, na primjer QSY) bila je tajna poznata samo njemačkim operaterima Enigme. Oni koji nisu imali ključ, ali su htjeli pročitati poruke, morali su proći sve moguće kombinacije.
Bilo je 26 takvih kombinacija.3 = 17576. Uz dužnu revnost i motivaciju, grupa dešifrirača mogla je proći i pronaći potrebni ključ za samo jedan dan.
Povećanje čvrstoće šifre zbog većeg broja rotora prijetilo je neprihvatljivim povećanjem mase i dimenzija mašine. Ali onda je Arthur Scherbius, tvorac "Enigme", krenuo na trik. Učinio je rotore izmjenjivim i zamjenjivim, što je odmah povećalo broj kombinacija za 6 puta!
I da bi mozak neprijateljskih razbijača kodova konačno proključao, Scherbius je postavio utičnu ploču između tastature i rotora, na kojoj su zamijenjena slova. Na primjer, slovo "A" je uz pomoć ploče pretvoreno u "E", a rotori su napravili daljnju zamjenu E → W. Skup Enigma imao je šest kabela, s kojima je operater spojio 6 parova slova u dogovoreni redosled. Svaki dan je drugačiji.
Broj opcija povezivanja za 6 parova slova na ploči od 26 znakova bio je 100391791500.
Ukupan broj mogućih ključeva Enigme, koji koriste tri zamjenjiva rotora i patch panel, bio je 17576 * 6 * 100391791500 = broj koji je mogao proći test brutalne sile koji bi mogao potrajati više od starosti svemira!
Zašto su potrebni rotori?
Patch panel pruža 7 redova veličine ključeva više od glomaznih rotora, ali sam po sebi nije mogao osigurati dovoljnu snagu šifriranja. Znajući koja se slova češće koriste u njemačkom, i koji je, rjeđe, protivnik, koristeći metodu frekvencijske analize, mogao utvrditi kako dolazi do zamjene i dešifrirati poruku. Rotori su, zbog kontinuiranog okretanja jedan prema drugom, omogućili bolju "kvalitetniju" enkripciju.
Zajedno, rotori i patch panel dali su ogroman broj ključeva, dok su istovremeno lišili protivnika svake mogućnosti da koristi analizu frekvencije pri pokušaju dešifriranja poruka.
Enigma se smatrala potpuno nepristupačnom.
Šifra Enigme otkrivena je u vrijeme znatno manje od starosti Univerzuma
Mladom matematičaru Marijanu Rejewskom bila je potrebna jedna briljantna ideja i godinu dana da prikupi statistiku. Nakon toga su se njemačke šifre počele čitati kao jutarnje novine.
Ukratko: Rejewski je iskoristio ranjivost neizbježnu pri korištenju bilo kojeg hardvera. Uprkos snazi šifriranja Enigme, bilo je previše neoprezno koristiti isti kod (položaj rotora) 24 sata - protivnici su skupili opasnu količinu statističkih podataka.
Kao rezultat toga, korišteni su jednokratni kodovi. Svaki put prije početka glavne poruke pošiljatelj je poslao dupli tekst (na primjer, DXYDXY, šifrirani SGHNZK) - položaj rotora za primanje glavne poruke. Presnimavanje je bilo potrebno zbog radio smetnji.
Znajući to Prvo i četvrto slovo uvijek su isto slovo, koji je u prvom slučaju šifriran kao "S", a zatim kao "N", Rejewski je mukotrpno gradio dopisne tablice, analizirajući dugačke lance obnove i pokušavajući razumjeti kako su rotori instalirani. U početku nije obraćao pažnju na utičnicu - monotono je preslagivala iste parove slova.
Godinu dana kasnije, Rejewski je imao dovoljno podataka da pomoću tablica brzo odredi ključ za svaki dan.
Šifre su dobile nejasan prikaz njemačkog teksta sa pravopisnim greškama - posljedica zamjene slova na patch panelu. Ali za Rejewskog, diplomiranog poznanjskog sveučilišta, lokaliteta koji je bio dio Njemačke do 1918. godine, nije bilo teško intuitivno shvatiti značenje i prilagoditi ploču povezivanjem potrebnih parova slova.
Čini se da je to jednostavna stvar nakon što je dat nagovještaj i objašnjena ideja o razdvajanju rada rotora i utične ploče. Hakiranje Enigme bila je sesija razmišljanja koja je zahtijevala mukotrpan napor i matematički talent.
Nijemci su pokušali povećati snagu šifre
Krajem 1930 -ih Nijemci su poboljšali Enigmu, dodavši dva dodatna rotora (# 4 i # 5, koji su povećali broj kombinacija sa 6 na 60) i povećali broj kabela, ali hakiranje Enigme već je postalo rutina. Tokom ratnih godina, engleski matematičar Alan Turing pronašao je svoje lijepo rješenje, koristeći stereotipni sadržaj poruka (riječ vlažnija u dnevnom izvještaju o vremenu) i dizajnirao analogne računare, stavljajući dešifriranje Enigma poruka na tok.
Zloglasni "ljudski faktor" - izdaja jednog od zaposlenika njemačke komunikacijske službe - odigrao je ulogu u priči o hakovanju Enigme. Mnogo prije rata i zauzimanja zarobljenih enigmi, njemački protivnici naučili su dijagram ožičenja u rotorima stroja za šifriranje za Wehrmacht. Inače, 1920 -ih. ovaj uređaj je bio slobodno dostupan na civilnom tržištu za potrebe korporativnih komunikacija, ali se njegovo ožičenje razlikovalo od vojnog "Enigme". Među prenesenim dokumentima naišao je priručnik s uputama - pa je postalo jasno što znači prvih šest slova bilo koje poruke (jednokratni kôd).
Međutim, zbog principa djelovanja, pristup samoj Enigmi još nije značio ništa. Potrebne knjige šifri koje označavaju posebne postavke za svaki dan u tekućem mjesecu (red rotora II-I-III, položaj rotora QCM, slova na ploči su spojena A / F, R / L itd.).
Međutim, dekoderi Enigme nisu imali knjige sa šiframa, ručno analizirajući broj sa 16 nula.
Digitalna tvrđava
Računarske metode šifriranja primjenjuju iste tradicionalne principe zamjene i preuređivanja znakova prema danom algoritmu kao i elektromehanička "Enigma".
Računarski algoritmi su izuzetno složeni. Sastavljen u obliku mehaničke mašine, takav sistem imao bi nevjerojatne dimenzije s ogromnim brojem rotora koji se okreću promjenjivom brzinom i mijenjaju smjer rotacije svake sekunde.
Druga razlika je binarni mašinski kod. Svi se znakovi pretvaraju u niz jedinica i nula, što omogućuje zamjenu bitova jednog slova s bitima drugog slova. Sve to pruža vrlo visoku čvrstoću računarskih šifri.
Međutim, kao što je priča s Enigmom pokazala, razbijanje takvih algoritama samo je stvar računarske snage. Najsloženiju šifru, zasnovanu na tradicionalnim principima permutacije i zamjene, uskoro će "otkriti" drugo superračunalo.
Da bi se osigurala kriptografska snaga, potrebne su druge šifre.
Šifra kojoj su potrebni milioni godina da se razbije
Posljednjih decenija, šifriranje "javnim ključem" smatralo se najjačom i najpouzdanijom metodom šifriranja. Nema potrebe za zamjenom tajnih ključeva i algoritmi pomoću kojih su poruke šifrirane. Nepovratna funkcija je poput engleske brave - nije potreban ključ za zatvaranje vrata. Ključ je potreban za otvaranje, a ima ga samo vlasnik (primatelj).
Ključevi su rezultat dijeljenja s ostatkom divovskih prostih brojeva.
Funkcija je nepovratna ne zbog bilo kakvih temeljnih zabrana, već zbog teškoća pretvaranja velikog broja u faktore u bilo kojem razumnom roku. Ljestvicu "nepovratnosti" demonstriraju međubankarski transfer sistemi, gdje se brojevi sastoje od 10300 cifre.
Asimetrično šifriranje naširoko se koristi u radu bankarskih usluga, instant poruka, kriptovaluta i dalje gdje god je potrebno sakriti informacije od znatiželjnih očiju. Ništa pouzdanije od ove sheme još nije izmišljeno.
U teoriji, sve što je stvorila jedna osoba može slomiti druga. Međutim, kako pokazuju nedavni događaji, državna regulatorna tijela su prisiljena tražiti ključeve od programera putem ubjeđivanja i prijetnji. Snaga šifri javnog ključa još je uvijek iznad mogućnosti moderne kriptoanalize.
Kvantni telefon za 30 miliona
Okidač za pisanje članka bio je video objavljen na Youtube -u koji se slučajno pojavio na listi "preporuka" za gledanje. Autor nije pretplatnik takvih kanala zbog njihovog stereotipnog i bezvrijednog sadržaja.
To nije reklama. Nije anti-oglašavanje. Lično mišljenje.
Jedan bloger razbija argumente drugog, koji tvrdi o "prijevari korupcije" stvaranjem domaćeg kvantnog telefona.
Skeptik-opozicionar govori o pronađenoj kopiji "kvantnog telefona" ViPNet QSS Phone, koji se na internetu prodaje za 200 dolara. Njegov protivnik prigovara: same "cijevi" nemaju nikakve veze s tim - kreatori su koristili sve uređaje koji su im bili pri ruci. Ključna karakteristika ViPNet QSS telefona je u „kutiji“servera, unutar koje se stvaraju fotoni. To je "server" koji opravdava cijenu od 30 miliona rubalja.
Obojica blogera pokazuju potpuno nepoznavanje problema i nemogućnost razmišljanja i analize informacija. Razgovor o kvantnom telefonu ne bi trebao započeti s "cijevima" i "poslužiteljem", već po principu rada, o čemu je sve rečeno u službenom izdanju.
Uz pomoć fotona prenosi se samo tajni ključ koji šifrira glavnu poruku. Stoga je, prema mišljenju programera, osiguran najveći stupanj zaštite ključa. Sama poruka se prenosi šifrirana redovnim kanalom.
"Fotoni su potrebni samo za dogovor oko zajedničkog ključa, sami pregovori se odvijaju na bilo koji način na koji smo navikli."
(Trenutak na videu je 6:09.)
Oba blogera na to nisu obraćali pažnju. Ali da je autor potencijalni kupac, postavio bi programerima nekoliko pitanja:
1. Kriptografija je nauka o tome kako čitati šifre bez ključa. Drugim riječima, odsustvo ključa ne jamči da se poruka ne može dešifrirati i pročitati. Upečatljiv primjer je priča o Enigmi.
2. Ako govorimo o prijenosu bilo kojeg "tajnog ključa", to znači šifriranje tradicionalnim algoritmima zamjene / permutacije. To čini šifru još manje kriptografski sigurnom u odnosu na moderne alate za hakiranje.
Kao što znate, najpouzdanije je šifriranje s "javnim ključem", pri čemu nije potreban nikakav ključ za prijenos bilo gdje. Koja je vrijednost i značaj kvantnog kanala?
Mistika mikrosvijeta
Obični uređaji s neobičnim mogućnostima? Raspravljat ćemo na logičan način. Tvorci ViPNet QSS telefona očito su žurili s predstavljanjem "kvantnog telefona" na tržištu komunikacijskih uređaja. S raspoloživom širinom kanala koja ne dopušta prijenos cijele poruke i postignutim dometom od 50 km, takav sistem nema primijenjenu vrijednost.
Istodobno, priča s kripto telefonom pokazala je da se u Rusiji provode istraživanja na čelu moderne znanosti i tehnologije, u području kvantnih komunikacija.
Kvantna komunikacija nadilazi konvencionalnu kriptografiju (skriva značenje poruke) i steganografiju (skriva samu činjenicu da se poruka prenosi). Bitovi informacija šifrirani kao fotoni dobivaju dodatni sloj zaštite. Međutim, to nema nikakve veze s šifriranjem.
Temeljni zakoni prirode ne dopuštaju presretanje poruke bez mjerenja (i stoga ne mijenjanja) parametara fotona. Drugim riječima, oni koji vode povjerljivi razgovor odmah će znati da ih je neko pokušao saslušati. Zdravo…
