«Энигма». Как был взломан немецкий шифратор

При шифровании сообщений немецкий оператор «Энигмы» проделывал следующую процедуру. Предположим, что порядок следования дисков и соединения на коммутационной панели «Энигмы» и у получателя, и у отправителя шифрованного сообщения были одинаковыми. Отправитель шифровки придумывал, в какое угловое положение поставить диски. Допустим, это было BYS. Он устанавливал диски в другое угловое положение (скажем, XYZ), взятое из календарного списка суточных ключей, который заблаговременно рассылался по всем узлам связи, и дважды набирал на клавиатуре BYS. Затем отправитель сообщения считывал со световой панели две шифрованные версии BYS (пусть это будет ABS OVR). Данные шесть букв назывались индикатором, поскольку служили для того, чтобы получатель сообщения мог узнать, какой разовый ключ использовался при шифровании. И наконец отправитель сообщения устанавливал диски в положение BYS, шифровал сообщение и посылал по радио кодом Морзе.

Прежде чем приступить к расшифрованию пришедшего сообщения, его получатель устанавливал диски своего экземпляра «Энигмы» в угловое положение, определяемое календарным списком суточных ключей (XYZ). После этого дважды набирал на клавиатуре индикатор (ABS OVR) и получал два раза повторенный разовый ключ (BYS BYS). Установив диски в угловое положение, задаваемое разовым ключом, получатель шифровки мог приступать к ее расшифрованию.

Требование шифровать разовый ключ дважды оказалось самым уязвимым местом «Энигмы» и позволило читать немецкие шифровки в 30-е годы и в начале 40-х годов. Режевский, Зыгальский и Розицкий разработали так называемый характеристический метод взлома «Энигмы», который основывался на том, что во всех немецких шифровках, перехваченных за сутки, первые шесть букв были зашифрованы с использованием одного и того же суточного ключа.

15 сентября 1938 года немцы внесли существенное изменение в процедуру шифрования сообщений с помощью «Энигмы». Отныне, вместо того чтобы устанавливать диски в соответствии с календарным списком суточных ключей, немецким операторам связи предлагалось самим выбирать исходное угловое положение дисков и в незашифрованном виде доводить до сведения получателя сообщения. В результате характеристический метод оказался неприменим. Однако в ответ поляки придумали два новых метода, которым впоследствии суждено было сыграть весьма существенную роль при взломе «Энигмы». Это были перфокарты и «Бомба».

После войны никто из польских криптоаналитиков так и не смог вспомнить, почему несколько соединенных вместе «Энигм» назвали «Бомбой». По одной из версий, Режевский, Зыгальский и Розицкий, когда их осенила эта идея, сидели в кафе и ели фирменное мороженое под названием «Бомба». По другой версии, в изобретенном ими устройстве весьма своеобразным датчиком служили несколько небольших грузил, которые, подобно бомбе, падали вниз, когда вскрывались искомые ключевые установки для «Энигмы». Первая «Бомба» была изготовлена в ноябре 1938 года и состояла из шести «Энигм» – по одной для каждого варианта расположения дисков в «Энигме». Чтобы определить порядок следования дисков в «Энигме», требовалось не более двух часов работы «Бомбы». К этому времени производительность «Бомбы» стала решающим фактором, который обеспечил полякам успех в работе над взломом «Энигмы». Если в начале 1933 года, когда Режевский сумел восстановить внутренние соединения всех дисков и рефлектора «Энигмы», немцы меняли порядок следования дисков каждые три месяца, то в 1936 году это уже делалось сначала ежемесячно, а потом и ежедневно.

Однако уже тогда было совершенно ясно, что успех Режевского и его коллег весьма скоротечен. «Бомба» срабатывала, только если количество соединенных между собой штекерных разъемов коммутационной панели было относительно невелико. До 1938 года число таких соединений обычно колебалось в пределах от 10 до 16. Тем не менее немецкие операторы связи в любой момент могли получить приказ увеличить это число сверх 16, и тогда «Бомба» перестала бы в приемлемые сроки справляться с определением ключевых установок для «Энигмы».

Перфокарты представляли собой второе хитроумное приспособление, придуманное поляками для ускорения процесса вскрытия ключевых установок для «Энигмы». Автором этого изобретения был Зыгальский, однако понадобилось довольно много времени, чтобы воплотить его идею в жизнь.