«Энигма». Как был взломан немецкий шифратор

В 5.22 Дрески отдал приказ продуть балластные танки и У-33 начала всплытие. Дрески распорядился, чтобы после всплытия команда покинула лодку. Одновременно он велел инженерам поджечь бикфордовы шнуры, чтобы привести в действие взрывные устройства, установленные по периметру У-33. Дрески также приказал троим подводникам забрать диски «Энигмы», чтобы при первой же возможности выбросить их в море. Двое сделали все именно так, как им было приказано, а третий, Фридрих Кумпф, забыл избавиться от дисков, которые положил в карман брюк. После того как Кумпф был поднят на борт «Смотрящего», он подошел к Хайнцу Роттманну, офицеру с У-33, и растерянно сказал: «Господин лейтенант, кажется, я забыл выбросить диски».

Когда Кумпф и Роттманн подошли к месту на палубе, где валялись мокрые брюки Кумпфа, которые он снял, взобравшись на борт «Смотрящего», дисков в них уже не было. Их передали Прайсу, причем человек, сделавший это, явно никогда раньше не имел дела с шифраторами, поскольку позднее рассказал своему товарищу, что нашел в карманах брюк одного из спасенных немецких подводников «что-то вроде шестеренок от велосипеда».

С подводной лодки У-33 было захвачено три диска «Энигмы», что существенно облегчило задачу английским криптоаналитикам, бившимся над взломом ее военно-морской модификации. Дело в том, что немецкая армия и авиация были оснащены «Энигмами», в которые можно было устанавливать любые три диска из пяти, прилагавшихся к каждому ее экземпляру. А немецкие военные моряки довели общее число используемых дисков до восьми, чтобы обеспечить более высокий уровень защиты для своих сообщений.

Однако, прежде чем попытаться наладить чтение немецких военно-морских шифровок, в Блетчли-Парке предстояло разобраться с индикаторной системой, применявшейся для того, чтобы отправитель сообщения мог довести до сведения получателя разовый ключ, который был использован для зашифрования сообщения. Индикаторная система, взятая на вооружение немецким военным флотом, была значительно более сложной, чем принятая в армии и авиации.

С 1 мая 1937 года военные моряки отказались от двукратного шифрования разовых ключей, которым в армии и авиации все еще продолжали пользоваться в начале 1940 года. В отличие от своих коллег в других родах войск, которые выбирали разовый ключ по собственному усмотрению, оператор военно-морской «Энигмы» должен был взять трехбуквенную группу (на языке криптографов ее принято именовать триграммой) из специальной книги. Остановив свой выбор на какой-то триграмме (скажем, ABC), он обращался к списку суточных ключей, брал оттуда другую триграмму (пусть это будет DEF) и с ее помощью шифровал ABC. Получившаяся в результате триграмма (к примеру, XYZ) представляла собой искомый разовый ключ для шифрования текущего сообщения. Такой метод шифрования был достаточно надежным, поскольку исключал ситуацию, при которой ленивый или чрезмерно торопливый оператор «Энигмы» мог выбрать тривиальный разовый ключ (типа AAA).

В дополнение к ABC от оператора «Энигмы» требовалось выбрать вторую триграмму (допустим, GHI). Затем необходимо было расположить первую триграмму под второй, добавив в начало верхней строки и в конец нижней по одной случайно выбранной букве:

На следующем шаге каждая колонка, или биграмма, подлежала преобразованию в другую биграмму в соответствии со специальной таблицей биграмм. Результат этого преобразования мог выглядеть, например, так:

Далее полученные буквы менялись местами следующим образом:

Это и был так называемый индикатор, который оператор ставил в незашифрованном виде в начале и в конце каждого сообщения. Получатель сообщения проделывал все перечисленные манипуляции в обратном порядке и, вычленив триграмму ABC, использовал в качестве ключа DEF, чтобы путем расшифрования ABC узнать разовый ключ (XYZ), который применялся для шифрования полученного сообщения, и прочесть это сообщение.

В конце 1939 года Тьюринг сумел составить общее представление об индикаторной системе. В качестве рабочего материала для проверки своих гипотез Тьюринг использовал семь ключевых установок для военно-морской «Энигмы». Эти ключевые установки своим английским коллегам передали поляки в ходе встречи, которая состоялась в июле 1939 года в Варшаве. Уже после того, как в мае 1937 года в индикаторную систему были внесены изменения, поляки сумели вскрыть несколько ключевых установок для военно-морской «Энигмы», воспользовавшись двумя оплошностями, допущенными немцами.