«Энигма». Как был взломан немецкий шифратор

Зыгальский первым заметил, что количество различных индикаторов, которые присутствовали в немецких шифровках, перехваченных за сутки, было относительно невелико. Эти индикаторы, как правило, были чем-то схожи: в них совпадали или первая и четвертая буквы, или вторая и пятая, или третья и шестая. Такие индикаторы на жаргоне польских криптоаналитиков назывались «самками». Самая существенная особенность «самок» состояла в том, что немецкие операторы были весьма ограничены в выборе ключевых установок (угловых положений дисков, порядка их следования и расположения на них колец), чтобы в результате шифрования примененного разового ключа получить эти «самки». Поэтому, как только поляки отмечали появление «самки» в перехваченной немецкой шифровке, они могли не рассматривать ключевые установки, с помощью которых невозможно было получить данную «самку». В среднем количество таких отбракованных ключевых установок, приходящихся на одну «самку», составляло порядка 40 процентов. Однако чтобы это правило начало действовать, необходимо было найти по крайней мере две «самки». Соответственно, с ростом числа обнаруженных «самок» уменьшалось число ключевых установок для «Энигмы», которые польским криптоаналитикам приходилось проверять.

С помощью перфокарт поляки автоматизировали этот процесс. Если определенная ключевая установка могла привести к появлению «самки», то в соответствующем месте соответствующей перфокарты пробивалось отверстие. Если появление «самки» было исключено, отверстие не пробивалось. Перфорация производилась заранее и предшествовала попытке вскрыть ключевые установки. Перфокарты, имевшие отношение к «самкам», появление которых было отмечено за текущие сутки, складывались стопкой на столе. В этой стопке каждая «самка» была представлена отдельной перфокартой. Сквозное отверстие в стопке соответствовало ключевой установке для «Энигмы», которая могла породить «самок», обнаруженных в течение суток. Отверстий было немного. Небольшим было и количество ключевых установок, среди которых необходимо было ручным способом отыскать ту единственную, которая использовалась немцами для шифрования своих сообщений.

Интересная особенность метода вскрытия ключевых установок для «Энигмы» с помощью перфокарт состояла в том, что он совершенно не зависел от соединений на ее коммутационной панели. Если бы немцы соединяли шнуром каждое гнездо коммутационной панели с каким-то другим ее гнездом, то количество таких соединений равнялось бы примерно восьми триллионам. Изготовить набор перфокарт для каждого соединения было бы совершенно нереально. Однако оказалось, что если «самка» порождалась какой-то ключевой установкой, когда соединения между гнездами на коммутационной панели отсутствовали, то «самка» возникала и при соединении некоторых или даже всех гнезд между собой. Менялись лишь буквы, входившие в состав «самки». Скажем, если бы гнездо А было подсоединено к гнезду В, то «самка» выглядела бы как ВАН BIC, а в отсутствие каких-либо соединений на коммутационной панели «самка» представляла бы собой LAH LIC.

Тот факт, что буквы в индикаторах, в которых имелись «самки», были различными, не имел значения. Цель теста состояла лишь в проверке возможности породить индикатор с «самкой» при установке дисков «Энигмы» в определенное исходное угловое положение. Соединения разъемов на коммутационной панели на результаты этого теста никакого влияния не оказывали, и польские криптоаналитики их попросту игнорировали.

Тем не менее задача получения полного набора перфокарт и без того была весьма трудоемкой. Количество перфораций, которые необходимо было сделать, равнялось примерно 150 тысячам. Поляки не смогли автоматизировать этот процесс, и к середине декабря 1938 года в условиях катастрофического дефицита рабочих рук им удалось обработать всего два из шести возможных вариантов порядка следования дисков в «Энигме». Задача еще больше усложнилась, когда немецкие операторы получили в свое распоряжение два дополнительных диска и вместе с ними – возможность выбирать из пяти дисков три, которые устанавливались в «Энигму». В результате количество вариантов расположения дисков в «Энигме» возросло с 6 до 60 и, как следствие, десятикратно выросло число перфокарт, которые польские криптоаналитики должны были изготовить для ускорения процесса вскрытия ключевых установок для «Энигмы».

Очередное изменение в процедуру использования «Энигмы» немцы внесли в начале 1939 года. Они решили соединить между собой большее число разъемов на коммутационной панели. До этого число подсоединенных разъемов колебалось от 10 до 16. Начиная с 1939 года немецким операторам секретной связи предписывалось задействовать от 14 до 20 разъемов.