צופן האניגמה היה צופן שדה ששימש את הגרמנים במהלך מלחמת העולם השנייה. אניגמה היא אחת ממכונות ההצפנה המפורסמות בהיסטוריה. מכונת האניגמה הראשונה הומצאה על ידי מהנדס גרמני בשם ארתור שרביוס בסוף מלחמת העולם הראשונה. הוא נמצא בשימוש מסחרי מאז תחילת שנות ה-20 והיה בשימוש גם על ידי שירותי הצבא והממשל של מספר מדינות, כולל גרמניה, לפני ובמהלך מלחמת העולם השנייה להעברת מסרים מקודדים. יוצרו דגמי אניגמה רבים ושונים, אך הדגם הצבאי הגרמני והצופן הגרמני "אניגמה" הם המפורסמים והנדונים ביותר.
פיצוח צופן האניגמה במהלך מלחמת העולם השנייה
יש היסטוריונים המאמינים ששבירת צופן האניגמה הייתה הניצחון החשוב ביותר עבור מעצמות הברית במהלך מלחמת העולם השנייה. מכונת האניגמה אפשרה מיליארדי דרכים לקודד הודעות, מה שהקשה להפליא על מדינות אחרות לשבור את הקודים הגרמניים במהלך מלחמת העולם השנייה. במשך זמן מה הקוד נראה בלתי פגיע. ואז אלן טיורינג וחוקרים אחרים ניצלו מספר פגמים ביישום קוד האניגמה וקיבלו גישה לספרי קוד גרמניים, מה שאפשר להם ליצור מכונה בשם Bombe. היא עזרה לשבור את הגרסאות הקשות ביותר של אניגמה. פולין ב-2007 הנפיקה מטבע לכבוד יום השנה ה-75 לשבירת צופן האניגמה - 2 זלוטי מזהב צפוני. במרכז נמצא הסמל של פולין, ובמעגל יש גלגל אניגמה.
המשמעות של שבירת הצופן עבור בעלי ברית
יש היסטוריונים המאמינים שהפריצה לאניגמה הייתה הניצחון היחיד החשוב ביותר עבור מעצמות הברית במהלך מלחמת העולם השנייה. באמצעות המידע שפענחו מהגרמנים הצליחו בעלות הברית למנוע התקפות רבות. אבל כדי למנוע חשד שהם מצאו דרך לפענח את המסרים, בעלות הברית נאלצו לאפשר כמה התקפות, למרות העובדה שהיה להם את הידע לעצור אותן. זה מתואר בסרט "משחק החיקוי", שיצא ב-2014.
Machine "Enigma": תיאור, רכיבים
מכונת Enigma מורכבת מכמה חלקים, כולל המקלדת, הלוח, הרוטורים והמעגלים האלקטרוניים הפנימיים. לחלקם יש תכונות נוספות. הודעות מקודדות היו קבוצה של אותיות שהפכו למשפט ברור בעת פענוח. מכונות אניגמה משתמשות בצורה של הצפנת החלפה. הצפנת החלפה היא דרך פשוטה לקודד הודעות, אבל קודים כאלה די קל לשבור. אבל מכונת האניגמה מתוכננת כך שהרוטור הנכון מתקדםעמדה אחת מיד לאחר לחיצה על מקש אנטר. לפיכך, ההצפנה של האותיות מתחילה למעשה כשהרוטורים נמצאים במיקום שלפני AAA. בדרך כלל מיקום זה הוא AAZ.
איך עובד צופן האניגמה
דוגמה פשוטה לסכימת הצפנה להחלפה היא צופן קיסר. זה מורכב משינוי המקום של כל אות באלפבית. לדוגמה, כשהיא מוזזת ב-3 מקומות, האות A תתפוס את מקומו של G. אבל צופן מכונת האניגמה היה ללא ספק הרבה יותר חזק מהצופן הפשוט של קיסר. הם משתמשים בצורה של צפני החלפה, אבל בכל פעם שאות הותאמה לאות אחרת, כל ערכת הקידוד השתנתה. גרסאות של צפני אניגמה - בתמונה למטה.
לאחר לחיצה על כל כפתור, הרוטורים נעים ומכוונים את הזרם בנתיב אחר לאות פתוחה אחרת. לפיכך, עבור הקשה הראשונה נוצר קידוד אחד, ועבור הקשה השנייה, קידוד נוסף. זה מגדיל מאוד את מספר אפשרויות הקידוד האפשריות, מכיוון שבכל פעם שנלחץ על מקש במכונת האניגמה, הרוטורים מסתובבים והקוד משתנה.
העיקרון של מכונת האניגמה
כאשר מקש נלחץ על המקלדת, רוטור אחד או יותר נע כדי ליצור תצורת רוטור חדשה שתקודד אות אחת כאחרת. זרם זורם דרך המכונה ונורית אחת על לוח המנורה נדלקת כדי לציין את אות הפלט. דוגמה לצופן Enigma נראתה כך: אם מקש P נלחץ, ומכונת Enigma מקודדת את האות הזו כ-A, ב-לוח המנורה יאיר את A. בכל חודש קיבלו מפעילי Enigma ספרי קוד שציינו באילו הגדרות ייעשה שימוש בכל יום.
סכימת הצפנה
המעגל היה דומה לפאנל טלפון מיושן שיש לו עשרה חוטים, עם שני קצוות בכל חוט שניתן לחבר לשקע. כל חוט תקע יכול לקשר שתי אותיות על ידי חיבור קצה אחד של החוט לחריץ אות אחד והקצה השני לאות השנייה. שתי האותיות בזוג יתחלפו, כך שאם B מחובר ל-G, G הופך ל-B ו-B הופך ל-G. זה מספק שכבת הצפנה נוספת לצבא.
קידוד הודעה
לכל רוטור מכונה יש 2626 מספרים או אותיות. מכונת Enigma יכולה להשתמש בשלושה רוטורים בו זמנית, אך ניתן לשנות אותם מחמש סטים, וכתוצאה מכך לאלפי תצורות אפשריות. ה"מפתח" לצופן האניגמה מורכב מכמה אלמנטים: הרוטורים והסדר שלהם, מיקומם הראשוני וסכימת העקירה. בהנחה שהרוטורים נעים משמאל לימין, והאות A אמורה להיות מוצפנת, אז כאשר האות A מוצפנת, כל רוטור נמצא במיקום המקורי שלו - AAA. כשהרוטורים נעים משמאל לימין, הדמות A תעבור תחילה את השלישית. כל רוטור מבצע פעולת החלפה. לכן, לאחר שהתו A עובר בשלישי, הוא יוצא כ-B. כעת האות B מוכנסת דרך הרוטור השני, שם היא מוחלפת ב-J, וב-J הראשון משתנה ל-Z. לאחר שהצופן האניגמה עוברדרך כל הרוטורים, הוא עובר למסיט ועובר החלפה פשוטה נוספת.
מפתח לפענוח הודעות
לאחר היציאה מהמשקף, ההודעה נשלחת דרך הרוטורים בכיוון ההפוך, עם החלפה הפוכה. לאחר מכן, הסמל A יהפוך ל-U. לכל רוטור, על השפה, יש אלפבית, כך שהמפעיל יכול להגדיר רצף מסוים. לדוגמה, המפעיל יכול לסובב את הרוטור הראשון כדי להציג את D, לסובב את השני כדי להציג את K ולסובב את החריץ השלישי כדי להציג את P. כאשר הסט הראשוני של שלוש מספרים או אותיות מוצג במכשיר של השולח כשהחל להקליד את ההודעה, הנמען יכול לפענח אותו על ידי הגדרת מכונת Enigma זהה להגדרות השולח הראשוניות.
חסרונות של שיטת ההצפנה של Enigma
החיסרון העיקרי של צופן האניגמה היה שלעולם לא ניתן היה לקודד את האות כפי שהיא. במילים אחרות, A לעולם לא יקודד כ-A. זה היה פגם ענק בקוד האניגמה מכיוון שהוא סיפק פיסת מידע שניתן להשתמש בה כדי לפענח הודעות. אם מפענחים יכלו לנחש את המילה או הביטוי שכנראה יופיעו בהודעה, מידע זה יעזור להם לפענח את הקוד. מכיוון שהגרמנים תמיד שלחו את הודעת מזג האוויר בהתחלה ולרוב כללו ביטוי עם הברכה המסורתית שלהם בסוף ההודעה, נמצאו ביטויים בקירובמפענחים לפירוק.
המכונית של אלן טיורינג וגורדון ולצ'מן
אלן טיורינג וגורדון וולצ'מן פיתחו מכונה בשם Bombe שהשתמשה במעגלים חשמליים כדי לפענח הודעה מקודדת אניגמה תוך פחות מ-20 דקות. מכונת Bombe ניסתה לקבוע את הגדרות הרוטור ומעגלי מכונת Enigma ששימשו לשליחת הודעה מקודדת נתונה. רכב ה-Bombe הבריטי הסטנדרטי היה בעצם 36 רכבי אניגמה המקושרים זה לזה. לפיכך, היא עיצבה כמה מכונות אניגמה בבת אחת.
איך נראתה הבומבה
לרוב מכונות אניגמה היו שלושה רוטורים, ולכל אחד מהסימולטורים של אניגמה בבומבה היו שלושה תופים, אחד לכל רוטור. התופים של הבומב היו מקודד צבע כדי להתאים את הרוטור שהם דימו. התופים היו מסודרים כך שהחלק העליון מבין השלושה דימה את הרוטור השמאלי של האניגמה, האמצעי הדמה את הרוטור האמצעי והחלק התחתון דימה את הרוטור הימני. עבור כל סיבוב שלם של הסלילים העליונים, הסלילים האמצעיים הוגדלו בעמדה אחת, אותו הדבר קרה עם הסלילים האמצעיים והתחתונים, מה שהביא את המספר הכולל של עמדות ל-17,576 עמדות של מכונת Enigma בעלת 3 רוטורים.
עבודת מפענח
עבור כל תצורת רוטור, בכל סיבוב של התופים, מכונת Bombe הניחה הנחה לגבי הגדרת המעגל, למשל, ש-A מחובר ל-Z. אם התברר שההנחה שקרית, המכונה דחתה זה ולא השתמש בו שוב, ולא השקיע זמן בבדיקהכל אחד מאלה מאוחר יותר. מכונת הבומבה הסיטה את עמדות הרוטור ובחרה ניחוש חדש וחוזרת על תהליך זה עד להופעת סידור הגדרה משביע רצון. אם המכונה "ניחשה" ש-A מחובר ל-Z, אז היא הבינה ש-B חייב להיות מחובר ל-E, וכן הלאה. אם הבדיקה לא הביאה לסתירה, המכונה תפסיק והמפענח ישתמש בתצורה שנבחרה כמפתח להודעה.
