Kako je funkcionisala Enigma?

Toliko puta je pominjana kao jedna od ključnih mašina Drugog svetskog rata, a njeno razbijanje nas je divovskim koracima približilo računarima kakve imamo danas. Istorija Enigme je relativno poznata, ali kako ona ustvari funkcioniše?

Princip je vrlo jednostavan. Šifrovanje poruka na Enigmi se zasniva na tzv. metodu supstitucije, najjednostavnijem metodu kodiranja. Iako ima tako stručno ime, to nije ništa drugo nego obična zamena slova abecede (ili azbuke) za druga slova, koja se unapred tačno ustanove, tako da i pošiljalac i primalac koriste isti raspored. Recimo, u šifrovanoj poruci će slovo A biti G, B će biti M, K će biti recimo P i tako dalje. Ovo znači da kada bismo htjeli da kodiramo riječ "BAKA" (ko zna zašto, možda je špijun) ona bi u šifrovanoj poruci bila napisana kao "MGPG". Primalac će, naravno, iskoristiti istu supstituciju i samo obratnim putem doći do riječi "BAKA".

Ovaj metod nije komplikovan za korištenje, ali zato je veoma slab kada je reč o "razbijanju". Potrebno je samo primeniti tzv. analizu učestalosti, koju prvi pominje arapski polimat Al-Kindi već u 9-om veku. Njen princip se zasniva na sakupljanju statističkih podataka o učestalosti pojavljivanja slova abecede određenog jezika i pošto će u originalnoj poruci biti isti broj slova "A" kao i njegovog ekvivalenta u šifrovanoj poruci, prava slova će nam se sama ukazati nakon primjene analize učestalosti. Recimo, u engleskom jeziku slovo "E" se pojavljuje najčešće, potom slovo "T" itd. Ako znamo da je engleski jezik u pitanju i ako smo sigurni da se koristi metod supstitucije, onda na osnovu ove analize, ukoliko se u šifrovanoj poruci najčešće pojavljuje, recimo slovo "L" velika je verovatnoća da je ono u originalnoj poruci zamenjeno slovom "E".

Enigma je ipak enigma

Iako je zasnovana na jednostavnom principu, Enigma je imala nekoliko brilijantnih dodataka koji su je učinili puno otpornijom na dešifrovanje. Naime, kada se na Enigmi pritisne neko slovo na tastaturi, zatvori se električno kolo i struja putuje ka drugoj tastaturi koja je služila samo za očitavanje (osvetljavanje) slova koja će biti u šifrovanoj poruci. Glavna kvaka su tri (ili više) rotora (na slici) kroz koje prolaze žice i koji se u električnom kolu nalaze između tastature za kucanje i tastature za očitavanje. Te žice su isprepletene unutar rotora i kada bi se otkucalo slovo, prvi rotor sa leve strane bi se pomjerio na gore za jedno mesto, dovodeći spoj žica u rotorima svaki put u drugačiji položaj. To je značilo da kada dva puta otkucate recimo slovo "M", u šifrovanoj poruci ćete dobiti dva različita slova, u zavisnosti od položaja rotora i isprepletenosti žica. Kada prvi rotor obiđe krug (od 26 ili 30 slova), drugi rotor se pomeri za jedan zupčanik (kao sat) i tako dalje.  Isprepletene žice su ustvari jednostavna supstitucija koja je dodeljivala slovu "A" recimo – slovo "G". Držanje rotora u fiksnom položaju je, kao što vidite, ekvivalent obične metode supstitucije i lako bi se dešifrovalo. Ali, sa rotiranjem, svako novo slovo je kodirano po novoj supstituciji, protiv čega je analiza supstitucije bespomoćna. Ovo znači da se sa tri rotora može napisati 30^3 slova (ili 26^3 u zavisnosti od abecede) koja neće imati istu supstituciju. Ako bismo naprimer, u šifrovanoj poruci dobili niz "DMEPAMYHRTKL" (gde je učestalost slova "M" = 16,6%) na osnovu analize učestalosti mogli bismo zaključiti da je "M" = "E", ali zahvaljujući rotaciji, vrlo je moguće da u originalnoj poruci piše samo"KKKKKKKKKKKK".

Ono čega su se nemačke snage bojale je da se Saveznici ne domognu Enigme, jer bi tada mogli videti kakvi su spojevi unutar rotora i lako bi dešifrovali njihove poruke. Vrlo važan detalj je i prvobitni položaj rotora. Postojale su knjige za svaki dan u godini u kojima su bili napisani položaji (naprimer, EGF za 23. mart) i čitava vojska Trećeg rajha ih se pridržavala (kako pošiljaoci tako i primaoci). Primalac šifrovane poruke bi jednostavno namestio rotore na zadati prvobitni položaj, postavio Enigmu da radi "unazad" i na njoj otkucao šifrovanu poruku. Zasvetlila bi mu slova originalne poruke, koja bi zapisivao na papir.

Izvor: Nepotrebno znanje