Кіріспе

Криптографияда "сағат" әдісі – неміс "Энигма" шифрларын дешифрлеуді жеңілдету үшін поляк математигі, криптолог Ежи Рожицкийдің Польша Бас штабының Шифр бюросында жасаған тәсілі. Бұл тәсіл әртүрлі айналу позицияларын пайдаланып, неміс "Энигма" машинасының оң жақ роторын анықтады. Поляктар үшін оң жақ роторды білу роторлардың ретін іздеу аясын 3 есеге қысқартты (роторлардың саны). Британдықтар бұл әдісті жетілдіріп, оларға шектеулі "бомба" машиналарын тиімдірек пайдалануға мүмкіндік берді (британдықтар 5-тен 8 роторға дейін кездестірді).

Әдіс

Бұл әдіс кейде Энигма машинасының қай роторы оң жақта, яғни ротордың әрбір түйме басылғанда айналатын орнында екенін анықтауға мүмкіндік берді. Сағат әдісін 1933–1935 жылдары Ежи Рожицкий әзірлеген. Мариан Реевскидің гриль әдісі оң роторды анықтауға болатын, бірақ ол кезде үш ротор болғандықтан, барлық мүмкін роторлардың орналасуын (пермутациясын) және олардың 26 мүмкін басталу айналымын сынап көруді қажет етті. Гриль әдісінің сынақтары сонымен қатар қосымша тақтаның (plugboard) параметрлерімен де қиындатылды. Керісінше, сағат әдісі қосымша тақтаға тәуелсіз қарапайым сынақтарды қамтыды. 1930 жылдардың басында ротордың ретін анықтау үлкен қиындық тудырмады, себебі немістер үш ай бойы бірдей ротор ретін пайдаланды. Ротордың ретін бір рет анықтағаннан кейін, осы ретті келесі үш ай бойы қолдануға болады. 1936 жылдың 1 ақпанында немістер ротордың ретін ай сайын өзгертті. 1936 жылдың 1 қарашасында немістер ротордың ретін күн сайын өзгертті. Рожицкийдің "сағат" әдісі кейіннен британдық криптолог Алан Тьюринг Блетчли Паркте "Банбуризм" деп аталатын криптологиялық техниканы әзірлеу барысында дамытылды.

Өмірбаян

Шифрлеу бюросы Enigma машинасымен шифрланған неміс радиохабарларын алды. Бюро шамамен 60 хабарламаның көмегімен Мариан Реевскидің хабарлама кілтін кодтаудағы ерекше құрылымын анықтады. Нашар хабарлама кілттерін пайдалану арқылы бюро хабарлама кілтін анықтай алды. Осы кезде криптоаналитиктер тек хабарлама кілттерін және олардың шифрланған мәтінін ғана білуі мүмкін. Олар күнделікті кілттің басқа да құпияларын – пластина орнатылуын, сақина орнатылуын, роторлардың ретін немесе бастапқы орнатылуын білмейді. Мұндай аз ақпарат пен сәл ғана сәттілікпен поляктар қай ротордың оң жақта екенін анықтай алды. Күнделікті трафик ағынында шамамен ондай хабарлама жұбы болуы мүмкін, олардың хабарлама кілті бірдей екі әріппен басталады. Бұл сол және ортаңғы роторлардың бірдей күйде екенін білдіреді. Хабарлама жұбының шифрмәтіндерін салыстырудың екі жолы бар. Екі салыстыру да тексеріледі; салыстырулардың бірі бірдей полиалфавиттік ауыстыруды қолданады. Осыдан криптоаналитик ротордың белгілі бір әріптер диапазонында айналуын анықтай алады. Роторлардың айналу позициялары әртүрлі болды. Британдықтар "Royal Flags Wave Kings Above" деген есте сақтау құралын қолданды, яғни I ротор R әрпінде, II ротор F әрпінде, III ротор W әрпінде, IV ротор K әрпінде, ал қалған роторлардың барлығы A әрпінде айналады. Егер хабарлама жұптары үйлесімді болса, поляктар айналу терезесін тек бір роторды қамтитындай етіп тарылта алады. Бір хабар жұбы айналу B-ден U-ге дейін болатынын көрсетуі мүмкін; бұл I (R), II (F) және IV (K) роторларының жарамды екенін білдіреді. Екінші хабар жұбы M-ден C-ге дейінгі терезені шығаруы мүмкін; бұл I (R), III (W), V+ (A) роторларының жарамды екенін білдіреді. Тек I роторы екі хабар жұбының да талаптарына сай келеді, сондықтан I роторы оң жақ ротор.

Пайдалылығы

Алғашқыда сағаттық әдіс аса маңызды емес еді. 1932 жылы немістер үш ай бойы роторлардың ретін өзгеріссіз сақтады. 1936 жылдың 1 ақпанында немістер ай сайын роторлардың реттілігін өзгерте бастады. Күнделікті дөңгелектердің реті 1936 жылдың 1 қарашасынан бастап ауыстырылды. 1936 жылдың қазан айында немістер плугтердің санын алтыдан сегізге дейін арттырды, бұл гриль әдісін қиындатты. Поляктар циклометр және картотека жасады. Жаңа әдіс бір жылға дайын болмаса да, аздаған еңбекпен толық ротор ретін (тек соңғы роторды емес) анықтауға мүмкіндік берді. Өкінішке орай, 1937 жылдың 2 қарашасында немістер рефлекторды өзгертіп, картотеканы қолданусыз қалдырды; жаңа картотека жасау қажет болды. 1938 жылдың 15 қыркүйегінде немістер процедураларын өзгертіп, желідегі хабарламалар бірдей Grundstellung-ті пайдаланбауын қамтамасыз етті. Бұл өзгеріс сағаттық әдісті қиындатты, өйткені хабарлама кілті енді оңай анықталмайтын болды. Британдық кодты бұзушылар сағаттық әдісті кеңейтті; Banburismus-ке қараңыз. Немецтің теңіздік «Энигма» хабарламалары бірдей Grundstellung-ті қолданды, ал британдық кодты бұзушылар шифрланған хабарлама кілттерін анықтай алды. Шифрланған кілттердің соңғы әріпінен басқасы сәйкес келсе, роторлардың орналасуы (соңғы ротордан басқа) бірдей болар еді. Проблема британдықтардың (поляктар сияқты) ашық мәтіндік хабарлама кілттеріне емес, шифрланған хабарлама кілттеріне сәйкес келуі болды, сондықтан шифрланған хабарлама кілтінің соңғы әрпі табиғи "ABCDE WXYZ" ретінде емес, кездейсоқ ретпен келді. Британдықтар екі ауытқуды ғана қарастырмастан, барлық мүмкін ауытқуларды қарастырып, үшінші дөңгелектің ретін анықтап, содан кейін соңғы роторды анықтауға мәжбүр болды. Соңғы роторды дұрыс болжаса, британдықтар «Бомба» үшін құнды уақытты үнемдейтін еді.