كان تشفير إنجما عبارة عن تشفير ميداني استخدمه الألمان خلال الحرب العالمية الثانية. Enigma هي واحدة من أشهر آلات التشفير في التاريخ. اخترع المهندس الألماني آرثر شيربيوس أول آلة إنجما في نهاية الحرب العالمية الأولى. تم استخدامه تجاريًا منذ أوائل العشرينات من القرن الماضي ، كما تم استخدامه أيضًا من قبل الخدمات العسكرية والحكومية في عدد من البلدان ، بما في ذلك ألمانيا ، قبل وأثناء الحرب العالمية الثانية لنقل الرسائل المشفرة. تم إنتاج العديد من نماذج Enigma المختلفة ، لكن النموذج العسكري الألماني وشفرة "Enigma" الألمانية هي الأكثر شهرة ومناقشة.
تكسير شفرات الغموض خلال الحرب العالمية الثانية
يعتقد بعض المؤرخين أن كسر شفرة إنجما كان أهم انتصار لقوات الحلفاء خلال الحرب العالمية الثانية. سمحت آلة Enigma ببلايين الطرق لتشفير الرسائل ، مما جعل من الصعب للغاية على البلدان الأخرى كسر الرموز الألمانية خلال الحرب العالمية الثانية. لفترة من الوقت بدا الكود غير معرض للخطر. ثم آلان تورينج واستغل باحثون آخرون العديد من العيوب في تنفيذ كود Enigma وتمكنوا من الوصول إلى كتب الرموز الألمانية ، مما سمح لهم بإنشاء آلة تسمى Bombe. لقد ساعدت في كسر أصعب إصدارات إنجما. أصدرت بولندا في عام 2007 عملة معدنية تكريما للذكرى 75 لكسر شفرة إنجما - 2 زلوتي من الذهب الشمالي. يوجد في المنتصف شعار النبالة لبولندا ، وفي دائرة يوجد مفتاح عجلة إنجما.
معنى كسر تشفير الحلفاء
يعتقد بعض المؤرخين أن اختراق إنجما كان أهم انتصار لقوات الحلفاء خلال الحرب العالمية الثانية. باستخدام المعلومات التي قاموا بفك شفرتها من الألمان ، تمكن الحلفاء من منع العديد من الهجمات. ولكن لتجنب الشك في أنهم وجدوا طريقة لفك رموز الرسائل ، كان على الحلفاء السماح ببعض الهجمات ، على الرغم من حقيقة أن لديهم المعرفة لوقفها. وهذا موصوف في فيلم "The Imitation Game" الذي صدر عام 2014.
آلة "إنجما": الوصف ، المكونات
تتكون آلة Enigma من عدة أجزاء ، بما في ذلك لوحة المفاتيح واللوحة والدوارات والدوائر الإلكترونية الداخلية. البعض منهم لديه ميزات إضافية. كانت الرسائل المشفرة عبارة عن مجموعة من الأحرف التي تحولت إلى جملة واضحة عند فك تشفيرها. تستخدم آلات إنجما شكلاً من أشكال التشفير البديل. يعد تشفير الاستبدال طريقة بسيطة لتشفير الرسائل ، ولكن من السهل جدًا كسر هذه الرموز. لكن آلة إنجما مصممة بحيث يتقدم الدوار الصحيحموضع واحد مباشرة بعد الضغط على مفتاح الدخول. وهكذا ، يبدأ تشفير الحروف فعليًا عندما تكون الدوارات في الموضع الذي يسبق AAA. عادة هذا الموقف هو AAZ.
كيف يعمل تشفير إنجما
مثال بسيط على مخطط التشفير البديل هو تشفير قيصر. وهو يتألف من تغيير مكان كل حرف من الحروف الأبجدية. على سبيل المثال ، عندما يتم إزاحته بمقدار 3 أماكن ، سيحل الحرف A محل الحرف G. لكن تشفير آلة Enigma كان بلا شك أقوى بكثير من تشفير Caesar البسيط. يستخدمون شكلاً من أشكال الأصفار البديلة ، ولكن في كل مرة يتم فيها مطابقة حرف بآخر ، يتغير نظام التشفير بالكامل. المتغيرات من أصفار إنجما - في الصورة أدناه.
بعد الضغط على كل زر ، تتحرك الدوارات وتوجه التيار في مسار مختلف إلى حرف مفتوح آخر. وهكذا ، بالنسبة لضربة المفتاح الأولى ، يتم إنشاء ترميز واحد ، ولضغطة المفتاح الثانية ، يتم إنشاء ترميز آخر. هذا يزيد بشكل كبير من عدد خيارات التشفير الممكنة ، لأنه في كل مرة يتم فيها الضغط على مفتاح على آلة Enigma ، تدور الدوارات ويتغير الرمز.
مبدأ آلة إنجما
عند الضغط على مفتاح على لوحة المفاتيح ، يتحرك دوار واحد أو أكثر لتشكيل تكوين دوار جديد يقوم بترميز حرف واحد كحرف آخر. يتدفق التيار عبر الماكينة ويضيء مصباح واحد على لوحة المصباح للإشارة إلى حرف الإخراج. ظهر مثال على تشفير Enigma بالشكل التالي: إذا تم الضغط على المفتاح P ، وتقوم آلة Enigma بترميز هذا الحرف كـ A ، فيستضيء لوحة المصباح A. كل شهر ، تلقى مشغلو Enigma كتب الرموز التي تشير إلى الإعدادات التي سيتم استخدامها كل يوم.
مخطط التشفير
كانت الدائرة مشابهة للوحة توصيل الهاتف القديمة التي تحتوي على عشرة أسلاك ، مع نهايتين في كل سلك يمكن توصيلهما بمقبس. يمكن لكل سلك توصيل أن يقرن حرفين عن طريق توصيل أحد طرفي السلك بفتحة حرف واحد والطرف الآخر بالحرف الآخر. سيتم تبديل الحرفين في الزوج ، لذلك إذا كان B متصلاً بـ G ، يصبح G B و B يصبح G. وهذا يوفر طبقة إضافية من التشفير للجيش.
ترميز الرسالة
يحتوي كل دوار آلي على 2626 رقمًا أو حرفًا. يمكن لآلة Enigma استخدام ثلاثة دوارات في المرة الواحدة ، ولكن يمكن تغييرها من خمس مجموعات ، مما ينتج عنه الآلاف من التكوينات الممكنة. يتكون "مفتاح" تشفير Enigma من عدة عناصر: الدوارات وترتيبها ، ومواضعها الأولية ، ونظام الإزاحة. بافتراض أن الدوارات تتحرك من اليسار إلى اليمين ، وأن الحرف A سيتم تشفيره ، فعند تشفير الحرف A ، يكون كل دوار في موضعه الأصلي - AAA. عندما تتحرك الدوارات من اليسار إلى اليمين ، فإن الحرف A سوف يمر عبر الحرف الثالث أولاً. يقوم كل دوار بعملية استبدال. لذلك ، بعد مرور الحرف A خلال الحرف الثالث ، يظهر على أنه B. الآن يتم إدخال الحرف B من خلال الدوار الثاني ، حيث يتم استبداله بالحرف J ، وفي الحرف J الأول يتم تغييره إلى Z. بعد مرور شفرة Enigmaمن خلال جميع الدوارات ، يذهب إلى العاكس ويمر من خلال استبدال بسيط آخر.
مفتاح فك تشفير الرسائل
بعد الخروج من العاكس ، يتم إرسال الرسالة من خلال الدوارات في الاتجاه المعاكس ، مع تطبيق الاستبدال العكسي. بعد ذلك ، سيتحول الرمز A إلى U. كل دوار ، على الحافة ، له أبجدية ، لذلك يمكن للمشغل تعيين تسلسل معين. على سبيل المثال ، يمكن للمشغل تدوير الدوار الأول لعرض D ، وتدوير الثاني لعرض K ، وتدوير الفتحة الثالثة لعرض P. مع المجموعة الأولية المكونة من ثلاثة أرقام أو أحرف معروضة على جهاز المرسل عندما بدأ في كتابة الرسالة ، يمكن للمستلم فك تشفيره عن طريق ضبط جهاز Enigma المتطابق على إعدادات المرسل الأولية.
عيوب طريقة تشفير Enigma
العيب الرئيسي لشفرات إنجما هو أنه لا يمكن تشفير الحرف كما هو. بمعنى آخر ، لن يتم تشفير A على الإطلاق كـ A. كان هذا عيبًا كبيرًا في كود Enigma لأنه قدم جزءًا من المعلومات التي يمكن استخدامها لفك تشفير الرسائل. إذا تمكنت أجهزة فك التشفير من تخمين الكلمة أو العبارة التي من المحتمل أن تظهر في الرسالة ، فإن هذه المعلومات ستساعدهم على فك الشفرة. نظرًا لأن الألمان يرسلون دائمًا رسالة الطقس في البداية وعادةً ما يتضمنون عبارة مع تحياتهم التقليدية في نهاية الرسالة ، فقد تم العثور على عبارات تقريبيةفك التشفير
سيارة آلان تورينج وجوردون ويلشمان
طور آلان تورينج وجوردون ويلشمان آلة تسمى بومبي تستخدم الدوائر الكهربائية لفك شفرة رسالة إنجما المشفرة في أقل من 20 دقيقة. حاولت آلة Bombe تحديد إعدادات الدوار ودائرة آلة Enigma المستخدمة لإرسال رسالة مشفرة معينة. كانت مركبة القنبلة البريطانية القياسية عبارة عن 36 مركبة إنجما مرتبطة ببعضها البعض. وهكذا ، صممت عدة آلات إنجما في وقت واحد.
كيف بدت القنبلة
تحتوي معظم آلات Enigma على ثلاثة دوارات ، وكان لكل من محاكيات Enigma في Bombe ثلاث براميل ، واحدة لكل دوار. تم ترميز براميل Bombe بالألوان لتتناسب مع الدوار الذي كانت تحاكيه. تم ترتيب البراميل بحيث يحاكي الجزء العلوي من الثلاثة الدوار الأيسر لـ Enigma ، بينما يقوم الجزء الأوسط بمحاكاة الدوار الأوسط ، بينما يقوم الجزء السفلي بمحاكاة الدوار الأيمن. لكل دوران كامل للبكرات العلوية ، تمت زيادة البكرات الوسطى بموضع واحد ، وحدث نفس الشيء مع البكرات الوسطى والسفلى ، مما رفع العدد الإجمالي للمواضع إلى 17،576 موضعًا لآلة إنجما ثلاثية الدوارات.
عمل فك
لكل تكوين دوار ، عند كل منعطف من الأسطوانات ، قامت آلة بومب بعمل افتراض حول إعداد الدائرة ، على سبيل المثال ، أن A متصل بـ Z. إذا تبين أن الافتراض خاطئ ، فإن الجهاز يرفض ولم تستخدمه مرة أخرى ، ولم يقض وقتًا في التحقق منهأي من هؤلاء لاحقًا. غيرت آلة Bombe مواضع الدوار واختارت تخمينًا جديدًا وتكرر هذه العملية حتى يظهر ترتيب إعداد مُرضٍ. إذا "خمنت" الآلة أن A كان متصلاً بـ Z ، فإنه يفهم أن B يجب أن يكون متصلاً بـ E ، وهكذا. إذا لم ينتج عن الاختبار أي تناقض ، ستتوقف الآلة وستستخدم وحدة فك التشفير التكوين المحدد كمفتاح للرسالة.
