Кіріспе

Карта каталогы, немесе "сипаттамалар каталогы", криптографияда поляк шифрлау бюросының математигі және криптолог Мариан Реевски жасаған, неміс Энигма шифрларын дешифрлеуді жеңілдету үшін шамамен 1935 немесе 1936 жылдары аяқталған жүйе болды.

Тарих

Польша шифрлау бюросы 1932 жылдың соңында пермутациялар теориясын қолданып, «Энигма» шифрын бұзуға кірісті. Бюро «Энигма» машинасының екі еселенген кілтінің (Grill (криптология) қараңыз) пермутациялары циклдар құрайтынын, және осы циклдарды шифрды бұзу үшін пайдалануға болатынын анықтады. Француз тыңшысы ұсынған неміс шифрлау кілттерінің көмегімен бюро «Энигманы» кері инженериялап, неміс хабарламаларын оқуға мүмкіндік алды. Ол кезде немістер тек 6 штепсель қолданды, сондықтан поляктардың «гриль» әдісі тиімді болды. 1936 жылдың 1 тамызында немістер 8 штепсельді пайдалана бастады, бұл өзгеріс «гриль» әдісін азырақ тиімді етті. Бюроға неміс шифрын бұзу үшін жақсартылған әдіс қажет болды. Штепсельдер екі еселенген кілттің циклындағы әріптерді өзгерткенімен, циклдердің санын немесе ұзақтығын өзгертпеді. Сондықтан штепсельдерді ескермеуге болады. Ортаңғы кілттің айналуын ескермегенде, «Энигма» машинасының үш роторы үшін 26^(3) түрлі параметрлер болды, ал үш роторды машинада 1=3!=6 тәсілмен орналастыруға болады. Бұл тек екі еселенген пермутациялар болуы мүмкін екенін білдіреді. Бюро осы ықтимал пермутациялардың әрқайсысының сипаттамасын анықтап, каталогтауға кірісті. Кілттің әрбір әрпі 13 = 101 мүмкін мәннің бірі болуы мүмкін, ал кілттің үш әрпі барлық мүмкін кілттерді білдіреді. Көбінесе кілт роторлардың бір параметрін табады, бірақ бірнеше мүмкін параметрлерді де таба алады. Польша криптоаналитігі күнделікті кілттегі барлық циклдарды анықтау үшін жеткілікті трафик жинай алады. Бұл әдетте 60 хабарламадан тұрады. Нәтижесінде:

Ол дөңгелектердің ретін (II I III) және роторлардың бастапқы орналасуын карта каталогынан іздеу үшін циклдардың ұзындығын (132;102 32;102 22 12) пайдаланады. Содан кейін «Энигманы» қолданып, штепсельдері жоқ циклдарды есептейді:

Неміс трафигінен алынған штепсельді циклдарды және штепсельдері жоқ циклдарды салыстыру арқылы криптоаналитик штепсельдерді анықтай алады. Мысалда CF пермутациясында (e)(z) және (e)(w) бар. Бұл e штепсельсіз болуын және WZ штепселінің болуын білдіреді. Циклдарды e және WZ бойынша сәйкестендіріп, басқа штепсельді және штепсельсіз әріптерді анықтауға болады. (pjxroquctwzsy)(kvgledmanhfib)/(kxtcoigweh)
(sjxroqtcuzwpy)(kngledamvhifb)/(kxucofgzeh)
(! ! ! **! )( ! = ! !! ! ! )/( ! ! *= )
Мұнда = белгілі штепсельсіз әріп, * белгілі штепсельді әріп, ал ! – жаңадан табылған штепсель. Қайталау A M, F I, N V, P S, T U, W Z штепсельдерін тудырады. 1934 немесе 1935 жылдары Реевски ойлап тапқан циклометрді пайдаланып карта каталогын дайындау еңбекке толы, бір жылдан астам уақыт алатын жұмыс болды. Бірақ каталог толыққаннан кейін «Энигманың» күнделікті кілттерін алу он бес минутқа жуық уақыт алатын. 1937 жылдың 1 қарашасында немістер «Энигма» машинасының «рефлекторын» немесе «қайта айналдыру барабанын» өзгерткенде, шифрлау бюросы жаңа карта каталогымен қайтадан бастауға мәжбүр болды: «Біздің үлкен тәжірибемізге байланысты, бұл жұмыс бір жылдан да аз уақыт алатын», - деп жазады Реевски.