Enigma se naširoko koristila u Drugom svjetskom ratu. Bio je to najpopularniji koder u Njemačkoj, Italiji, Japanu, pa čak i neutralnoj Švicarskoj. "Očevi" legendarnog stroja za šifriranje, čije ime na grčkom znači "misterija", bili su Nizozemac Hugo Koch (pronalazač diska za šifriranje) i njemački inženjer Arthur Scherbius, koji je patentirao stroj za šifriranje još 1918. godine.
Arthur Scherbius je autor knjige Enigma. Izvor: lifeofpeople.info
U početku nije bilo govora o bilo kakvoj vojnoj karijeri "Enigme" - bio je to tipičan komercijalni proizvod. Scherbius je čak pokrenuo masovnu reklamnu kampanju za promociju vlastitog proizvoda. Tako je 1923. aparat za šifriranje postao izložba na kongresu Međunarodne poštanske unije, ali nije postigao uspjeh. Razlog je bila visoka cijena Enigme i impresivna veličina automobila Scherbius. Pa ipak, nekoliko je kopija prodano vojskama različitih zemalja i komunikacijskim kompanijama. Britanci su se prvi put susreli s uređajem Enigma u junu 1924. godine, kada je proizvođač ponudio Britancima da za to vrijeme kupe seriju uređaja po priličnoj cijeni od 200 dolara po komadu. Britanska vlada je odgovorila ponudom da registruje novinu šifriranja u patentnom zavodu, što je automatski dovelo do pružanja kompletne dokumentacije za tu tehniku. Nijemci su učinili ovaj korak, a britanski kriptografi dobili su na raspolaganju sve tehničke nijanse Enigme mnogo prije Drugog svjetskog rata.
Patent za "Enigmu". Izvor: lifeofpeople.info
Međutim, vrijedi napomenuti da je Enigma bila u ranoj komercijalnoj verziji, koju Nijemci nisu koristili u svojoj vojsci. Uspon njemačkih strojeva za šifriranje na Olimp počeo je dolaskom Adolfa Hitlera na vlast 1933. godine, kada je počelo ponovno naoružavanje vojske. Ukupan broj vozila Enigma proizvedenih do kraja Drugog svjetskog rata, prema različitim izvorima, varira od 100 hiljada do 200 hiljada. Korišćeni su svuda - u Wehrmachtu, u Kriegsmarinu, u Abwehru, u Luftwaffeu i u fašističke službe bezbednosti.
"Enigma" kasnija verzija. Izvor: w-dog.ru
Na čemu se temelji uređaj za šifriranje? U prvoj generaciji to su bila tri bubnja (diskovi ili kotači) koji su se rotirali u istoj ravnini, sa svake strane kojih je bilo 26 električnih kontakata - tačno onoliko slova u latiničnoj abecedi. Kontakti s obje strane bili su povezani unutar diska sa 26 žica, što je činilo zamjenu znakova pri kucanju. Tokom procesa montaže, tri diska su presavijena zajedno, dodirujući se međusobno kontaktima, što je osiguralo prolaz električnih impulsa kroz cijeli set bubnjeva do uređaja za snimanje. Latinska abeceda urezana je sa strane svakog bubnja. Početak rada sa "Enigma" predajnikom obilježen je skupom kodne riječi iz slova na bubnjevima. Važno je da je i prijemni uređaj konfiguriran s istom kodnom riječju.
Mašina za šifriranje polja "Enigma". Izvor: musee-armee.fr
Tada operater odgovoran za unos teksta za tipove šifriranja na svoju tastaturu, i svaki pritisak uzrokuje rotiranje lijevog diska za jedan korak. Enigma je bila elektromehanička mašina, pa su sve komande mehaničkom dijelu date pomoću električnih signala. Nakon što je lijevi disk okrenut za jedan zaokret, u igru je ušao centralni bubanj itd. Ova rotacija diskova stvorila je za svaki znak teksta svoju jedinstvenu konturu za prolaz električnog impulsa. Zatim je signal prošao kroz reflektor, koji se sastojao od 13 vodiča koji povezuju parove kontakata na stražnjoj strani trećeg diska. Reflektor je električni signal vratio u bubnjeve, ali na potpuno drugačiji način. I tek se ovdje svjetlo upalilo blizu slova već šifriranog teksta. Takve "avanture" električnog signala pružile su jedinstvenu sigurnost komunikacijskom kanalu za njihovo vrijeme.
Vojna verzija Enigme sa četiri bubnja. Izvor: e-board.livejournal.com
S obzirom na daljnja poboljšanja koja su Nijemci učinili u Enigmi, britanski kriptoanalitičari nikada ne bi mogli sami hakirati tako sofisticirani aparat. U početku su tri osobe radile s "Enigmom": jedna je čitala tekst, druga je tipkala na tastaturi, a treća je zapisivala šifru uz bljeskove sijalica. Vremenom se veličina aparata za šifriranje smanjila na veličinu pisaće mašine, što je omogućilo slanje poruka doslovno iz svakog rova. Takođe, Nijemci su tokom modernizacije dodali uređaj za štampanje za kucanje šifrovanog teksta. Šta su još inženjeri kriptografije Trećeg Reicha dodali Enigmi? Godine 1930. pojavila se ploča sa 26 parova utičnica i utikača, koja je dodatno zamijenila znakove otvorenog teksta nakon osnovne enkripcije na bubnjevima. Ovo je bilo čisto vojno poboljšanje - ono nije bilo dostupno u komercijalnim verzijama. Dugoročni ključ za šifriranje, koji je nastao komutacijom diska zbog permutacije 26 elemenata, je astronomski 4x1026 opcije! Sada softverske mogućnosti računara olakšavaju nabrajanje takvog broja opcija, ali 30-40-ih godina to je bilo malo vjerovatno i dugo. Slika za šifriranje također je bila komplicirana skupom od pet Enigma diskova (svi su bili različiti) od kojih su samo tri instalirana na uređaj odjednom. Mogu se miješati bilo kojim redoslijedom, odnosno bilo je ukupno 10 mogućnosti ugradnje za jednu mašinu. Jednokratni ključ za početak nudio je 26 varijanti simbola za svaki disk, a za tri već 26 ^ 3 = 17576. I, na kraju, redovito mijenjana shema prebacivanja priključnih ploča činila je rad kriptoanalitičkih službi neprijateljima nacističke Njemačke vrlo otežanim. Kasnije su dizajnu dodani dodatni bubnjevi. Međutim, unatoč tome, "Enigma" je naučila potpuno "čitati" na samom početku Drugog svjetskog rata.
Neki od najboljih kriptoanalitičara prije Velikog rata bili su Poljaci. Čak i za vrijeme građanskog rata u Rusiji i sovjetsko-poljskog sukoba, Poljaci su uspješno dešifrirali poruke sovjetske vojske i diplomata. Tako je 2. odjeljenje (kriptoanaliza) poljskog Glavnog stožera u kolovozu 1920. "prevedeno" sa šifriranog na poljski 410 telegrama koje su potpisali Trocki, Tuhačevski, Gaj i Jakir. Štaviše, tokom ofanzive Crvene armije na Varšavu, Poljaci su zaveli trupe Tuhačevskog, što ga je prisililo da se povuče u Žitomir. Vremenom se prirodni interes poljskih kriptoanalitičara premjestio na alarmantno jačanje moći u Njemačkoj. Poljski biro za šifriranje u to je vrijeme bio prilično učinkovita struktura i uključivao je četiri odjela:
- Poljska jedinica za šifriranje, odgovorna za zaštitu državnih komunikacijskih linija;
- podjela radio -obavještajnih službi;
- podjela ruskih šifri;
- podjela njemačkih šifri.
Saksonska palača u Varšavi, gdje su se nalazili Glavni stožer i Biro za šifriranje. Fotografija 1915. Izvor: photochronograph.ru
To je u velikoj mjeri razlog zašto su Poljaci postigli prve uspjehe u dešifriranju Enigme. Od oko 1926. počeli su presretati njemačke poruke u eteru, šifrirane na dosad nepoznat način. Nešto kasnije, 1927. ili 1929. godine, pokušano je prokrijumčariti kutiju s Enigmom u njemački diplomatski konzulat putem carine iz Njemačke. Kako se to dogodilo i zašto Nijemci nisu poslali aparat zatvorenim diplomatskim kanalom? Na to sada niko neće odgovoriti, ali Poljaci su detaljno proučili uređaj uređaja - to su učinili momci iz radiotehničke kompanije AVA, koja je dugo radila sa poljskim obavještajcima. Nakon pažljivog upoznavanja, Enigma je predata neslućenim njemačkim diplomatama. Naravno, postavljanje komercijalne verzije stroja za šifriranje moglo bi malo pružiti poljskim kriptoanalitičarima, ali početak je napravljen. Svake godine Poljaci su jačali svoju službu za "razbijanje" njemačkih kodova - 1928-1929 na Univerzitetu u Poznanju organizirali su tečajeve o proučavanju kriptografije za matematičare sa znanjem njemačkog jezika. Među talentovanim studentima istaknula su se tri: Mariann Razewski, Heinrich Zygalski i Jerzy Razicki.
Marianne Razewski je vodeći kriptoanalitičar u predratnoj Poljskoj. Izvor: lifeofpeople.info
Svi su oni naknadno privedeni specijalnim službama i prvi su dobili rezultate o dešifriranju Enigme. Na mnogo načina, Poljaci su prvi shvatili važnost privlačenja matematičara za kriptoanalizu neprijateljskih šifri. Općenito, 1920 -ih i 1930 -ih, Poljska je bila gotovo svjetski lider u području kriptografije, a stručnjaci su često bili pozivani da podijele svoje iskustvo u drugim zemljama. Uz poštivanje granica tajnosti, naravno. Jan Kowalewski, kapetan poljske vojske i specijal za šifre, otputovao je u Japan u tu svrhu, a zatim je radio sa grupom studenata iz te zemlje u svojoj domovini. Odgojio je Rizobar Ito, velikog japanskog kriptografa, koji je otvorio engleski sistem šifriranja Playfair, koji se 30 -ih godina koristio na britanskim komunikacijskim linijama. Nešto kasnije, drugi potencijalni neprijatelji Njemačke, Francuzi, počeli su pomagati Poljacima.
