Введение

Технические детали об Энигме

В этой статье содержатся технические детали о роторах машины Энигма. Для понимания принципа шифрования необходимо учитывать текущее положение каждого ротора, положение установочного кольца и внутреннюю схему соединений.

Электрический вид ротора

Ни одна буква не может отображаться сама на себя, что является криптографической уязвимостью, вызванной использованием одних и тех же соединений для прямого и обратного преобразования.

Офсеты ротора

Эффект вращения на роторах можно продемонстрировать на нескольких примерах. В качестве примера возьмем ротор типа I Enigma I (см. таблицу ниже) без какого-либо смещения настройки кольца. Можно увидеть, что 'a' кодируется как 'b', 'b' кодируется как 'c', а 'c' кодируется как 'd'. Обратите внимание, что каждая буква кодируется в другую. В случае с отражателями, в этом примере используется Wide (отражатель B в таблице ниже), где 'a' возвращается как 'g', а 'g' возвращается как 'a'. Заметьте, что соединения проводов образуют петлю между двумя буквами. Когда ротор совершает шаг, необходимо учитывать смещение, чтобы определить выходной сигнал и позицию, в которую он поступает в следующий ротор. Если, например, ротор I находится в позиции 'a', 'b' входит в букву, которая соединена с 'c'. Из-за смещения эта 'c' поступает в следующий ротор в позиции 'd'. С роторами I, II и III (слева направо), широкими, все кольца настроены в 'a', и начальная позиция 'a', ввод 'abc' даст закодированную последовательность 'bcd'.

Настройка кольца

Настройки кольца, или Ringstellung, используются для изменения положения алфавитного кольца относительно внутренней проводки. Зубец и алфавитное кольцо закреплены вместе. Изменение настройки кольца, таким образом, изменит положение проводки относительно точки переключения и начальной позиции. Настройка кольца будет вращать проводку. Если ротор I в положении обычно кодирует 'a' в 'a', с кольцевой настройкой смещения '02', он будет кодироваться в .

Как упоминалось ранее, эти кодировки происходят только после нажатия клавиши и поворота ротора. Следовательно, отслеживание сигнала на роторах возможно только при нажатии клавиши, когда роторы находятся в положении , а настройки кольца установлены на или .
С роторами I, II, III (слева направо), широкими, всеми настройками кольца на , и начальной позицией , ввод приведет к закодированной последовательности .

Швейцарский К

В 1941 году швейцарцам стало известно, что французы перехватывают и расшифровывают часть их сообщений, зашифрованных с помощью "Энигмы". Было решено внести некоторые конструктивные изменения. Одной из модификаций стало изменение механизма перешагивания колес в швейцарской армейской "Энигме". Медленное левое колесо фиксировалось во время работы, а второе колесо перешагивало с каждым нажатием клавиши. Третье колесо и UKW перешагивали обычным образом, как в стандартной "Энигме". Фиксированное, но вращающееся левое колесо должно было компенсировать отсутствие стекеров, использовавшихся в коммерческих машинах. Модификации были внесены только в армейские "Энигмы". Сохранившиеся машины швейцарских ВВС не имеют следов каких-либо изменений. По всей видимости, машины, использовавшиеся дипломатической службой, также не были модифицированы.

Четвертый ротор

Введение четвертого ротора ожидалось, поскольку в захваченных материалах, датированных январем 1941 года, упоминалось о разработке четвертого роторного колеса; более того, схема соединений нового четвертого ротора уже была определена. 1 февраля 1942 года шифрование сообщений Энигмы началось с использованием новой версии Энигмы, которая была введена в строй. Предыдущая трехроторная модель Энигмы была модифицирована: старый отражатель был заменен тонким ротором и новым тонким отражателем. Взлом шифра "Shark" на трехроторных бомбах занял бы в 50-100 раз больше времени, чем расшифровка среднего сообщения военно-воздушных сил или армии. Таким образом, казалось, что эффективные и быстрые четырехроторные бомбы – единственный путь к успеху. Ошибки шифровальщиков при кодировании позволили британцам определить схему соединений нового отражателя и его ротора.