Kryptografie je vědní obor, zabývající se rozvojem prostředků pro ochranu informací.
Vážení nadšenci skrytých tajemství, nesnadno rozluštitelných kódů a hádanek. Pojďme se společně vydat na cestu sérií článků o šifrovacích klíčích naší historie, v nichž uvedeme ty nejproslulejší šifrovací systémy, podrobně je vysvětlíme a odhalíme jejich postup.
Rotorový šifrovací přístroj
Jak se rozvíjela věda a technika, postupně se začaly využívat složité šifrovací stroje a mechanismy, které dokázaly vytvořit velmi silné kódy s astronomickým počtem kombinací. Jedním takovým byla Enigma.
23. února 1918 si dal německý inženýr Arthur Scherbius patentovat šifrovací přístroj, který fungoval na bázi rotorů. Firma Scherbius & Ritter, jejímž byl spoluvlastníkem, nabídla přístroj německému námořnictvu a ministerstvu zahraničí, ti ale o přístroj neprojevili žádný zájem, a tak byl používán pouze pro šifrování civilních zpráv.
V roce 1923 vystavila akciová společnost firmy Gewerkschaft Securitas, která patent od Scherbiuse odkoupila, na kongresu Světové poštovní unie šifrovací přístroj Enigma A - velmi objemný a těžký model vybavený psacím strojem. Později se objevily jeho další verze, označené písmeny B,C a D, z nichž měla nejlepší provedení a největší poptávku na trhu právě poslední verze.
Enigma ve II. světové válce
Nakonec začala šifrování Enigmy využívat i německá armáda, která na stroji provedla různé bezpečnostní změny, a své zprávy s ní šifrovaly také vládní úřady některých zemí. Enigma byla užívána zejména nacistickým Německem při bojích během 2. světové války. První vojenskou verzi Funkschlüssel C s klávesnicí o dvaceti devíti znacích, třemi rotory s osmadvaceti kontakty a nastavitelným reflektorem dostalo německé námořnictvo.
Německá armáda používala svoji vlastní verzi - Enigmu G a následně Enigmu I, která je známa také jako verze Wehrmacht, jíž užívali před i v průběhu druhé světové války také další vládní organizace. Hlavním rozdílem oproti komerční verzi bylo přidání rozvodné desky, která umožňovala prohození písmen na klávesnici, což zesílilo její kryptografickou sílu. Námořnictvo používalo Enigmu Funkschlüssel M, která byla navíc vybavena sadou pěti rotorů, z nichž se k použití vybíraly libovolné tři.
Později se stále přidávaly další rotory, jak u Enigmy pro pozemní síly, kde jich měli nakonec pět, tak u námořnictva, kde se dostali až na osm rotorů. Účelem bylo samozřejmě zesilovat sílu vytvářené šifry a zamezit jejímu případnému prolomení. Enigmu začalo používat také letectvo a 1. února 1942 byla verze M4 se 4 rotory nasazena také na ponorkách německého námořnictva.
Německá tajná služba Abwehr používala takzvaný model G, vybavený čtyřmi rotory s několika zuby na každém z nich. Kromě toho měl model G ještě počítadlo, které se zvyšovalo s každým stiskem klávesy, proto také dostal přezdívku „Zählwerk“ (počítadlo). Z počítadla se dalo mimo jiné zjistit, zda někdo přístroj používal - každé stlačení klávesy bylo na počítadle zaznamenáno.
Postup šifrování
Tak jako ostatní na rotorech založené šifrovací stroje je Enigma kombinací elektrického a mechanického systému. Mechanický systém obsahuje klávesnici, sadu rotujících disků (rotorů), které jsou řazeny za sebou na jedné ose, a krokový mechanismus, který po každém stisknutí jednotlivé klávesy otáčí postupně jedním nebo několika rotory najednou.
Po stisku klávesy se elektrický obvod uzavře a proud následně projde různými komponenty, až nakonec rozsvítí jednu z žárovek na panelu, čímž indikuje výsledné zašifrované písmeno. Například při šifrování slova WEHRMACHT nejdříve stiskneme na klávesnici písmeno W, rozsvítí se například kontrolka s písmenem D, což bude prvním písmenem zašifrovaného textu. Poté stiskneme E a to se stejným způsobem zakóduje a tak dále.
Prolomení kódu
Šifra Enigmy byla prolomena polskými kryptoanalytiky už začátkem 30. let a poté, kdy bylo ve 2. světové válce Polsko obsazeno německými vojsky, navázali na jejich práci kryptoanalytici britské šifrovací kanceláře. Během celé 2. světové války Britové úspěšně četli tajné depeše nepřítele, který o tom neměl ani tušení. Vojenské operace byly ovšem řízeny tak, aby nebylo očividně prozrazeno, že spojenci dokáží jejich správy dekódovat.
Ve filmu Enigma z roku 2001 byl zachycen průběh jejího dešifrování. Němci přidali další rotory a zesílili tak šifrování. Její šifra byla prolomena v britském Bletchley Parku. Mimo jiné také díky radiovému signálu nepřátelských jednotek, které netušily, že jsou odhaleny a porušily „radiový klid“ opětovným vysíláním. Jejich vysílání bylo zachyceno a podrobeno analýze. Analytici věděli, že při vysílání se vždy opakuje jeden údaj, a tím byly souřadnice jejich polohy. Protože byly souřadnice jejich polohy při vysílání známy, byly potom tyto reálné informace porovnávány s těmi šifrovanými a to po další kryptoanalýze přispělo ke konečnému prolomení její šifry.
Dobrým startem pro dešifrování stroje je získat jeden jeho prototyp a podrobit ho analýze. Jakmile se šifrovací zařízení dostane do rukou kryptoanalytiků na druhé straně fronty, stane se jeho šifrovací síla téměř nulová, čehož je příkladem právě situace okolo Enigmy ve 2. světové válce.
Příště se společně podíváme na to jak může obyčejná kniha sloužit jako kódovací tabulka...
Zdroje: Wikipedie, Enigma 2001
