Symulator Enigmy online – maszyna szyfrująca M4

Co to jest Enigma M4?

Enigma M4 to elektromechaniczna maszyna wirnikowa niemieckiej marynarki wojennej. Każde naciśnięcie klawisza zapala inną literę, ponieważ wirniki obracają się po każdym znaku i za każdym razem tworzą nowe podstawienie. Kluczem jest komplet ustawień: dobór i kolejność wirników, pozycje startowe, pierścienie i pary łącznicy.

Jak sygnał przechodzi przez maszynę?

Prąd biegnie od klawisza przez łącznicę, następnie przez trzy ruchome wirniki, nieruchomy wirnik grecki i cienki reflektor, po czym wraca tą samą drogą w odwrotnym kierunku i ponownie przez łącznicę do lampki. Prawy wirnik przesuwa się przed każdą literą, a kolejne wirniki dopiero po dojściu do wycięcia.

Przykład dla ustawień domyślnych

Przy domyślnej konfiguracji narzędzia — wirniki I-II-III, wirnik grecki Beta, reflektor B, wszystkie pozycje na A, pierścienie zerowe i pusta łącznica — tekst „AAAAA” daje „BDZGO”. Pięć identycznych liter zamienia się w pięć różnych, bo maszyna obraca wirnik po każdym znaku.

Okablowanie wirnika I

Górny wiersz to styk wejściowy, a dolny litera, do której prowadzi go wewnętrzne okablowanie wirnika I. Każdy wirnik ma inne, na stałe wlutowane połączenia; obrót wirnika przesuwa całe to przyporządkowanie.

Kto złamał Enigmę?

Jako pierwsi złamali Enigmę polscy matematycy z Biura Szyfrów Sztabu Głównego: Marian Rejewski, Jerzy Różycki i Henryk Zygalski. Wszyscy trzej studiowali matematykę na Uniwersytecie Poznańskim i ukończyli kurs kryptologii, który Biuro Szyfrów zorganizowało w Poznaniu w 1929 roku. Od 1932 roku pracowali w Warszawie nad niemiecką wojskową Enigmą.

Jak Rejewski odtworzył okablowanie w 1932 roku?

Rejewski zauważył, że niemieccy operatorzy szyfrowali klucz każdej depeszy dwukrotnie: sześć pierwszych liter kryło trzy litery klucza powtórzone dwa razy. Z takich par z wielu depesz jednego dnia zbudował permutacje i zapisał je jako układ równań. Brakujące dane dostarczył francuski wywiad — tabele kluczy z września i października 1932 roku, zdobyte od Hansa-Thilo Schmidta z niemieckiego biura szyfrów. Pod koniec 1932 roku Rejewski odtworzył połączenia wirników, choć nigdy nie widział wojskowej maszyny.

Cyklometr, bomba kryptologiczna i płachty Zygalskiego

Każda zmiana niemieckich procedur wymagała nowego narzędzia. Cyklometr posłużył do przygotowania katalogu charakterystyk, dzięki któremu klucz dnia dało się ustalić w kilkanaście minut. Różycki opracował metodę zegarową, wskazującą wirnik ustawiony po prawej stronie. W 1938 roku powstały bomba kryptologiczna — elektromechaniczne urządzenie łączące odpowiedniki sześciu Enigm, które samo przeszukiwało ustawienia wirników — oraz płachty Zygalskiego, perforowane arkusze, których nakładanie na siebie odsłaniało możliwe ustawienia.

Spotkanie w Pyrach w lipcu 1939 roku

25 i 26 lipca 1939 roku w ośrodku Biura Szyfrów w Pyrach pod Warszawą Polacy pokazali kryptologom brytyjskim i francuskim swoje metody, bombę kryptologiczną i płachty Zygalskiego. Po stronie brytyjskiej był m.in. Alastair Denniston, szef Government Code and Cypher School, a po francuskiej Gustave Bertrand. Obie delegacje otrzymały polskie repliki Enigmy, które w sierpniu 1939 roku dotarły do Paryża i Londynu.

Zobacz też: Szyfr Vigenère’a · Szyfr AES‑256‑GCM

Co było dalej?

Po wybuchu wojny polscy kryptolodzy przedostali się do Francji i pracowali w ośrodku PC Bruno pod Paryżem, a po klęsce Francji w tajnym ośrodku Cadix na południu kraju. W Bletchley Park Alan Turing i Gordon Welchman zaprojektowali brytyjską bombę, która na dużą skalę rozwinęła polskie pomysły. Wprowadzona w lutym 1942 roku Enigma M4 na blisko dziesięć miesięcy zablokowała odczytywanie depesz U-Bootów — przełom nastąpił w grudniu 1942 roku dzięki dokumentom zdobytym na okręcie U-559.

Czym Enigma łamana przez Polaków różniła się od M4?

Polacy pracowali nad Enigmą I używaną przez armię: miała trzy wirniki, zwykły reflektor i łącznicę. M4 dokłada czwarty, nieruchomy wirnik grecki (Beta albo Gamma) i cieńszy reflektor, dzięki czemu w tej samej obudowie mieszczą się cztery walce. Wirnik Beta ustawiony na A razem z cienkim reflektorem B działa jednak dokładnie jak reflektor B Enigmy I. Dlatego przy ustawieniach domyślnych ten symulator szyfruje tak jak trzywirnikowa maszyna armii — widać to po klasycznym wyniku „BDZGO”.