Sifir Enigma ialah sifir medan yang digunakan oleh orang Jerman semasa Perang Dunia II. Enigma ialah salah satu mesin penyulitan paling terkenal dalam sejarah. Mesin Enigma pertama telah dicipta oleh seorang jurutera Jerman bernama Arthur Scherbius pada akhir Perang Dunia I. Ia telah digunakan secara komersial sejak awal 1920-an dan juga digunakan oleh perkhidmatan tentera dan kerajaan beberapa negara, termasuk Jerman, sebelum dan semasa Perang Dunia II untuk menghantar mesej berkod. Banyak model Enigma yang berbeza telah dihasilkan, tetapi model tentera Jerman dan sifir "Enigma" Jerman adalah yang paling terkenal dan dibincangkan.
Memecahkan sifir Enigma semasa Perang Dunia II
Sesetengah ahli sejarah percaya bahawa pemecahan sifir Enigma adalah kemenangan paling penting bagi kuasa Berikat semasa Perang Dunia II. Mesin Enigma membenarkan berbilion cara untuk mengekod mesej, menjadikannya amat sukar bagi negara lain untuk memecahkan kod Jerman semasa Perang Dunia II. Untuk seketika kod itu kelihatan kebal. Kemudian Alan Turing danpenyelidik lain mengeksploitasi beberapa kelemahan dalam pelaksanaan kod Enigma dan mendapat akses kepada buku kod Jerman, membolehkan mereka mencipta mesin yang dipanggil Bombe. Dia membantu memecahkan versi Enigma yang paling sukar. Poland pada tahun 2007 mengeluarkan syiling sempena ulang tahun ke-75 memecahkan sifir Enigma - 2 złoty daripada emas utara. Di tengah ialah lambang Poland, dan dalam bulatan terdapat Enigma wheel-relle.
Maksud memecahkan sifir untuk sekutu
Sesetengah ahli sejarah percaya bahawa penggodam Enigma adalah satu-satunya kemenangan terpenting bagi Kuasa Bersekutu semasa Perang Dunia II. Menggunakan maklumat yang mereka tafsirkan daripada Jerman, pihak Berikat dapat menghalang banyak serangan. Tetapi untuk mengelakkan syak wasangka bahawa mereka menemui cara untuk menguraikan mesej, Pihak Berikat terpaksa membenarkan beberapa serangan, walaupun pada hakikatnya mereka mempunyai pengetahuan untuk menghalangnya. Ini diterangkan dalam filem "The Imitation Game", yang dikeluarkan pada 2014.
Mesin "Enigma": penerangan, komponen
Mesin Enigma terdiri daripada beberapa bahagian, termasuk papan kekunci, papan, rotor dan litar elektronik dalaman. Sebahagian daripada mereka mempunyai ciri tambahan. Mesej yang dikodkan ialah satu set huruf yang bertukar menjadi ayat yang jelas apabila dihuraikan. Mesin Enigma menggunakan satu bentuk penyulitan penggantian. Penyulitan penggantian ialah cara mudah untuk mengekod mesej, tetapi kod tersebut agak mudah dipecahkan. Tetapi mesin Enigma direka supaya rotor yang betul majusatu kedudukan serta-merta selepas menekan kekunci enter. Oleh itu, penyulitan huruf sebenarnya bermula semasa pemutar berada dalam kedudukan sebelum AAA. Biasanya kedudukan ini ialah AAZ.
Cara sifir Enigma berfungsi
Contoh mudah skema penyulitan penggantian ialah sifir Caesar. Ia terdiri daripada menukar tempat setiap huruf abjad. Sebagai contoh, apabila dianjak sebanyak 3 tempat, huruf A akan menggantikan G. Tetapi sifir mesin Enigma sudah pasti jauh lebih berkuasa daripada sifir Caesar yang mudah. Mereka menggunakan bentuk sifir penggantian, tetapi setiap kali satu huruf dipadankan dengan yang lain, keseluruhan skema pengekodan berubah. Varian sifir Enigma - dalam foto di bawah.
Selepas menekan setiap butang, pemutar bergerak dan menghalakan arus dalam laluan berbeza ke huruf terbuka yang lain. Oleh itu, untuk ketukan kekunci pertama, satu pengekodan dijana, dan untuk ketukan kekunci kedua, satu lagi. Ini sangat meningkatkan bilangan pilihan pengekodan yang mungkin, kerana setiap kali kekunci ditekan pada mesin Enigma, pemutar berputar dan kod berubah.
Prinsip mesin Enigma
Apabila kekunci ditekan pada papan kekunci, satu atau lebih rotor bergerak untuk membentuk konfigurasi rotor baharu yang akan mengekod satu huruf sebagai huruf lain. Arus mengalir melalui mesin dan satu lampu pada papan lampu menyala untuk menunjukkan huruf keluaran. Contoh sifir Enigma kelihatan seperti ini: jika kekunci P ditekan, dan mesin Enigma mengekod huruf ini sebagai A, padapanel lampu akan menyala A. Setiap bulan, pengendali Enigma menerima buku kod yang menunjukkan tetapan yang akan digunakan setiap hari.
Skim penyulitan
Litar ini serupa dengan panel tampalan telefon lama yang mempunyai sepuluh wayar, dengan dua hujung pada setiap wayar yang boleh dipalamkan ke bicu. Setiap wayar plag boleh memasangkan dua huruf dengan menyambungkan satu hujung wayar ke satu slot huruf dan hujung satu lagi ke huruf yang lain. Dua huruf dalam pasangan itu akan bertukar, jadi jika B disambungkan ke G, G menjadi B dan B menjadi G. Ini menyediakan lapisan penyulitan tambahan untuk tentera.
Pengekodan mesej
Setiap pemutar mesin mempunyai 2626 nombor atau huruf. Mesin Enigma boleh menggunakan tiga rotor pada satu masa, tetapi ini boleh ditukar daripada lima set, menghasilkan beribu-ribu konfigurasi yang mungkin. "Kunci" kepada sifir Enigma terdiri daripada beberapa elemen: rotor dan susunannya, kedudukan awalnya, dan skema anjakan. Dengan mengandaikan bahawa rotor bergerak dari kiri ke kanan, dan huruf A akan disulitkan, maka apabila huruf A disulitkan, setiap rotor berada dalam kedudukan asalnya - AAA. Apabila rotor bergerak dari kiri ke kanan, watak A akan melalui yang ketiga terlebih dahulu. Setiap rotor melakukan operasi penggantian. Oleh itu, selepas watak A melepasi yang ketiga, ia keluar sebagai B. Sekarang huruf B dimasukkan melalui pemutar kedua, di mana ia digantikan oleh J, dan dalam J pertama ditukar kepada Z. Selepas sifir Enigma melepasimelalui semua rotor, ia pergi ke pemesong dan melalui satu lagi penggantian mudah.
Kunci untuk menyahsulit mesej
Selepas keluar dari reflektor, mesej dihantar melalui rotor ke arah bertentangan, dengan penggantian terbalik digunakan. Selepas itu, simbol A akan bertukar menjadi U. Setiap rotor, pada rim, mempunyai abjad, jadi pengendali boleh menetapkan urutan tertentu. Sebagai contoh, pengendali boleh memutarkan pemutar pertama untuk memaparkan D, memutar yang kedua untuk memaparkan K, dan memutar slot ketiga untuk memaparkan P. Dengan set awal tiga nombor atau huruf dipaparkan pada mesin penghantar apabila dia mula menaip mesej, penerima boleh menyahkodnya dengan menetapkan mesin Enigma yang sama kepada tetapan pengirim awal.
Kelemahan kaedah penyulitan Enigma
Kelemahan utama sifir Enigma ialah surat itu tidak boleh dikodkan sebagaimana adanya. Dalam erti kata lain, A tidak akan dikodkan sebagai A. Ini adalah kecacatan besar dalam kod Enigma kerana ia memberikan sekeping maklumat yang boleh digunakan untuk menyahsulit mesej. Jika penyahkod boleh meneka perkataan atau frasa yang mungkin muncul dalam mesej, maklumat ini akan membantu mereka menguraikan kod tersebut. Memandangkan orang Jerman sentiasa menghantar mesej cuaca pada mulanya dan biasanya menyertakan frasa dengan sapaan tradisional mereka pada akhir mesej, frasa didapati lebih kurangpenyahkod untuk dirungkai.
Kereta Alan Turing dan Gordon Welchman
Alan Turing dan Gordon Welchman membangunkan mesin yang dipanggil Bombe yang menggunakan litar elektrik untuk mentafsir mesej yang dikodkan Enigma dalam masa kurang daripada 20 minit. Mesin Bombe cuba menentukan tetapan rotor dan litar mesin Enigma yang digunakan untuk menghantar mesej berkod yang diberikan. Kenderaan Bombe British standard pada asasnya ialah 36 kenderaan Enigma yang dihubungkan bersama. Oleh itu, dia memodelkan beberapa mesin Enigma sekaligus.
Penampakan Bom
Kebanyakan mesin Enigma mempunyai tiga rotor, dan setiap simulator Enigma di Bombe mempunyai tiga dram, satu untuk setiap rotor. Dram Bombe telah berkod warna untuk dipadankan dengan rotor yang mereka simulasikan. Dram telah disusun supaya bahagian atas tiga mensimulasikan pemutar kiri Enigma, yang tengah mensimulasikan pemutar tengah, dan bahagian bawah mensimulasikan pemutar kanan. Untuk setiap putaran lengkap kekili atas, kekili tengah dinaikkan sebanyak satu kedudukan, perkara yang sama berlaku dengan kekili tengah dan bawah, menjadikan jumlah bilangan kedudukan kepada 17,576 kedudukan mesin Enigma 3-rotor.
Kerja penyahkod
Untuk setiap konfigurasi pemutar, pada setiap pusingan dram, mesin Bombe membuat andaian tentang tetapan litar, sebagai contoh, bahawa A disambungkan kepada Z. Jika andaian ternyata palsu, mesin itu ditolak ia dan tidak menggunakannya lagi, dan tidak menghabiskan masa menyemakmana-mana ini kemudian. Mesin Bombe mengalihkan kedudukan rotor dan memilih tekaan baharu dan mengulangi proses ini sehingga susunan tetapan yang memuaskan muncul. Jika mesin "meneka" bahawa A telah disambungkan kepada Z, maka ia faham bahawa B mesti disambungkan kepada E, dan seterusnya. Jika ujian tidak menghasilkan percanggahan, mesin akan berhenti dan penyahkod akan menggunakan konfigurasi yang dipilih sebagai kunci kepada mesej.
