Из техничких разлога садржај читалишта можете пратити искључиво на латиници.

Enigma

Potreba za sigurnom komunikacijom kako za vojne tako i za civilne svrhe postala je očigledna rane 1900. godine sa porastom upotrebe bežične komunikacije. Priča o famoznoj Enigmi kombinuje genijalnu tehnologiju, vojnu istoriju kao i svet špijunaže. Enigma je šifarska mašina koju je izumeo Nemački inženjer Arthur Scherbius. Prijava patenta mašine bila je 23 Februara 1918. godine, odprilike u istom vremenskom periodu kada su i tri različita pronalazača (Edward Hebern, Arvid Damm, Hugo Koch) iz tri različite zemlje takođe podnela svoje patente za rotirajuće šifarske mašine.

 

1Scherbius je Nemačkoj vojsci prvi pokušao da proda svoj dizajn, međutim vojska nije bila zainteresovana pa je odlučio da osnuje sopstvenu kompaniju “Scherbius & Ritter” za proizvodnju Enigme u komercijalne svrhe. Nakon nekoliko godina unapređivanja njegovog pronalaska prva mašina je ugledala svetlost dana tek 1923. godine pod imenom „Enigma A“, medjutim mašina je imala dosta problema a jedan od njih je nedostatak pouzdanosti točka za štampanje pa je tako nakon samo godinu dana ona zamenjena novom verzijom pod nazivom „Enigma B“. Obe verzije su bile preskupe za proizvodnju pa iz tog razloga je nastala pristupačnija „Enigma C“ koja je imala svetlosne lampe za prikazivanje rezultata kao i sekvencijalno aranžiranu tastaturu (ABCDE...).Standardna Enigma C je imala 26 tastera za ulaz kao i 26 svetlosnih lampi za izlaz. 1926 godine. dizajn Enigme je značajno poboljšan, napravljena je nova šasija kao i standardna nemačka tastatura ( sa QWERTZ.. rasporedom tastera).Mašina je interno bila poznata kao model A26 a zvaničan naziv je bio „Enigma D“. Ova godina je posebno značajna za razvoj Enigme jer je Nemačka Armija ( kasnije Wehrmacht ) počela da pokazuje interesovanje za mašinu, pa je na njihov zahtev razvijena posebna varijacija Enigme D. Bitna promena je ugradnja priključne ploče ( Steckerbrett ) na prednjem delu mašine, koja je omogućavala dodatni nivo šifrovanja. 1932. godine pojavljuje se nova verzija Enigme sa unapređenom priključnom pločom sa dva kraja poznata kao Enigma I tj. Wehrmacht Enigma a 1934. godine Nemačka mornarica usvaja ovu verziju i proširuje set rotora na 8. Ova verzija je nazvana Funkschlüssel M or M3.Sredinom 1930. godine Nemačka Armija se pripremala za rat I počela je da naručuje Enigma-I mašine u većim količinama za potrebe Wehrmacht armije kao i Luftwaffe avijacije.

Opis izgleda Enigma mašine

2Na slici 2 mozemo primetiti da svojim izgledom Enigma podseća na poveću pisaću mašinu. Sa prednje strane ima tastaturu od 26 slova ( QWERTZUI raspored ) iznad koje se nalazi 26 sijalica od kojih svaka sijalica predstavlja jedno od 26 izlalznih slova. Takođe sa prednje strane može se primetiti i priključna ploča čiji se raspored priključaka poklapa sa rasporedom tastature. Ploča koristi kablove koji imaju sličan izgled kao 2-krakna strujna priključnica. Na gornjem delu Enigma mašine primećujemo 3 rotora koji predstavljaju srce Enigma mašine. Svaki rotor ima disk prosečne veličine od 10 cm. sa zarezima koji kontrolišu okretanje rotora.

Princip rada Enigma mašine

Osnovni princip šifrovanja Enigma mašine leži u znakovnoj supstituciji, što znači da svaki znak otvorenog teksta ( nešifrovanog teksta ) je zamenjen drugim znakom. Enigma je elektromehanička mašina kojom se upravlja mehanički, gde električni signal prolazi kroz žice i različite mehaničke delove. Najbolji i najlakši način za opis rada Enigma mašine je ako pratimo put jednog slova od tastature do signalne table. Dijagram 1 pokazuje taj put kada pritisnemo slovo „T“ na tastaturi pa sve do prikazivajna slova „G“ na signalnoj tabli.

Kada operater pritisne slovo „T“ na tastaturi on kreira električni signal koji odpočinje svoj put kroz Enigma mašinu a završava ga tako što se pojavljuje drugo slovo na signalnoj ploči.

Prva stanica na ovom putu je priključna ploča. Neka od slova na ploči će biti povezana sa drugim slovima što omogućava preusmeravanje signala. Na dijagramu vidimo da je slovo „T“ priključeno na slovo „K“ tako da je signal preusmeren na novu putanju tj. na slovo K. Moramo da napomenemo da ako slovo „T“ nije priključeno ni na jedno drugo slovo signal će dati isti izlaz tj. slovo „T“.

3Druga stanica je statički rotor koji jednostavno pretvara žice u kontakte ( signal prolazi kada se kontakti dodirnu ), tako da je naš signal i dalje slovo „K“. Izlaz statičkog rotora je povezan sa ulazom sledećeg rotora ( u našem slučaju na dijagramu to je desni rotor ).

Postoji 5 rotora koji mogu da se koriste u bilo kom redosledu za tri rotora pozicije: desni, srednji i levi. Svaki rotor ima unutrašnji prsten sa kontaktima i njihova uloga je da šifruju signal. Kontakti na spoljnim prstenovima povezuju svaki rotor sa unutrašnjim prstenom sledećeg rotora.

Unutrašnji prsten može da se rotira zasebno u odnosu na spoljašni prsten što dovodi do još više konekcija tj. slovnih zamena. Takođe veoma bitan detalj predstavljaju metalni zarezi koji se nalaze na samim rotorima koji omogućavaju sledećem levom rotoru da se pomeri za korak dalje, pa tako središnji rotor pomera levi rotor u isto vreme kad se i sam okrene. U našem primeru koristimo rotor III na desnoj poziciji.

Reflektor preuzima signal i vraća ga nazad kroz rotore. Postoje dve vrste reflektora B i C, od kojih je svaki drugačije spojen tako da je ulazno slovo zamenjeno sa drugim slovom kada se signal reflektuje nazad. U našem primeru koristimo „Reflektor B“ koji ulazno slovo „H“ pretvara u izlazno slovo „D“. Bitno je da se signal šifruje kada se reflektuje nazad zbog načina na koji je Enigma dizajnirana, tj. ako unesemo šifrovan tekst na kraju dobijamo otovren tekst. Što znači ako je izlazno slovo na reflektoru isto kao i ulazno slovo kada se signal vrati kroz rotore on će se dešifrovati i na kraju ćemo dobiti originalno slovo koje smo i uneli.

Slovo „D“ prolazi nazad kroz rotore i na levom rotoru postaje slovo „G“, na središnjem postaje slovo „R“ i na desnom rotoru postaje slovo „W“ nakon čega signal ostaje nepromenjen prilikom prolaska kroz statički rotor. S obzirom da je slovo „W“ povezano sa slovom „G“ na priključnoj tabli to je i krajnji rezultat šifrovanja.

Poslednja stanica je signalna tabla gde je priključna ploča konektovana sa određenom lampom za dato slovo. Operator zapisuje slovo i onda unosi sledeće slovo u poruci itd.

Razbijanje Enigma mašine

Kada je Wehrmacht ugradio priključnu ploču na vojnu Enigmu, to je dodalo astronomski broj mogućih podešavanja za šifrovanje. Generalna ideja je bila de je nemoguće razbiti vojnu Enigmu za razliku od komercijalnih. Preko nemačkog špijuna Hans-Thilo Schmidt, Francuska se domogla Enigmine šifarske knjige koju je prosledila svojim Britanskim i Poljskim kolegama. 1932. godine Poljski biro „Biuro Szyfrow“ je uspeo da analizira i probije Enigmine poruke pa tako Marian Rejewski, Henryk Zygalski i Jerzy Rozicki su bili ubeđeni da matematikom mogu da reše problem u čemu su i uspeli. Takođe oni su razvili prvu elektromehaničku mašinu pod nazivom „Bomba“ kako bi ubrzali proces razbijanja Enigme. Mašina „Bomba“ kao i uspeh u razbijanju Enigme Poljaci su čuvali kao svoju tajnu sve do mesec dana pred početak Nacističke invazije. Kada je invazija na Poljsku počela, nemci su dodali 2 nova rotora i time povećali broj kombinacija sa 6 na 60 puta, što je činilo Poljsku Bombu neefikasnom. 1939. godine Poljaci obaveštavaju Britance i Francuze o njihovim dostignućima. Nakon izbijanja Drugog Svetskog Rata i dobijenih informacija od strane poljaka, Britanci su odpočeli razbijanje Enigme. Britanski matematičar Alan Turing je bio na čelu tima i on je kreirao Britansku mašinu „Bomba“ koja je radila na totalno drugačijem principu nego Poljska „Bomba“. Britanci su maja 1940. godine uspešno razbili Enigmu Nacističke Avijacije, dok je za mornaričku verziju trebalo nešto viče vremena. U tome su uspeli nakon zarobljavanja nemačke podmornice U-110, na kojoj se nalazila šifarska knjiga Enigme.

Autor: Miodrag Kostadinović

Рачунарски факултет Рачунарски факултет 011-33-48-079