Rotori "Enigma" imali su 26 položaja - prema broju slova latinične abecede. Tri rotora, svaki s jedinstvenim ožičenjem kontakata i različitom brzinom vrtnje, na primjer, treći rotor nakon svakog hoda (kodirano slovo) okrenuo se odmah 2 koraka naprijed. Umjesto jednostavne jednoabecedne zamjene A → B, šifra Enigma izgledala je kao besmisleni skup slova, gdje jedno slovo šifriranog teksta može značiti različita slova stvarnog teksta. Prvi put kada je "A" moglo biti kodirano kao "T", sljedeći put stroj je zamijenio "A" s "E", itd.
Da bi pročitala takvu poruku, strana primateljica morala je rotore postaviti u isti početni položaj. Početni položaj rotora (ključni dan, na primjer QSY) bila je tajna poznata samo njemačkim operaterima Enigme. Oni koji nisu imali ključ, ali su htjeli pročitati poruke, morali su proći sve moguće kombinacije.
Bilo je 26 takvih kombinacija.3 = 17576. Uz dužnu marljivost i motivaciju, grupa dešifrirača mogla je proći i pronaći potrebni ključ u samo jednom danu.
Povećanje čvrstoće šifre zbog većeg broja rotora prijetilo je neprihvatljivim povećanjem mase i dimenzija stroja. No, onda se Arthur Scherbius, tvorac "Enigme", odlučio na trik. Učinio je rotore izmjenjivim i zamjenjivim, što je odmah povećalo broj kombinacija za 6 puta!
I kako bi mozak neprijateljskih razbijača kodova napokon proključao, Scherbius je između tipkovnice i rotora postavio utičnu ploču na kojoj su slova zamijenjena. Na primjer, slovo "A" je uz pomoć ploče pretvoreno u "E", a rotori su napravili daljnju zamjenu E → W. Skup Enigma imao je šest kabela, s kojima je operater spojio 6 parova slova u dogovoreni redoslijed. Svaki dan je drugačiji.
Broj mogućnosti povezivanja za 6 parova slova na ploči od 26 znakova bio je 100391791500.
Ukupan broj mogućih ključeva Enigme, koji su koristili tri zamjenjiva rotora i patch panel, iznosio je 17576 * 6 * 100391791500 = broj koji je mogao proći test grube sile koji bi mogao potrajati više od starosti svemira!
Zašto su potrebni rotori?
Ploča s zakrpama pružala je 7 redova veličine ključeva više od glomaznih rotora, ali sama nije mogla osigurati dovoljnu snagu šifriranja. Znajući koja se slova češće koriste u njemačkom, a koji je, rjeđe, protivnik, koristeći metodu frekvencijske analize, mogao utvrditi kako dolazi do zamjene i dešifrirati poruku. Rotori su, zbog kontinuiranog okretanja jedan prema drugom, omogućili bolju "kvalitetniju" enkripciju.
Rotori i zakrpna ploča zajedno su dali ogroman broj ključeva, a istovremeno su protivniku oduzeli svaku mogućnost korištenja analize frekvencije pri pokušaju dešifriranja poruka.
Enigma se smatrala potpuno nepristupačnom.
Šifra Enigma otkrivena je u vrijeme znatno manje od doba Svemira
Mladom matematičaru Marian Rejewski trebala je jedna briljantna ideja i godinu dana da prikupi statistiku. Nakon toga su se njemačke šifre počele čitati poput jutarnjih novina.
Ukratko: Rejewski je iskoristio ranjivost neizbježnu pri korištenju bilo kojeg hardvera. Uza svu snagu šifriranja Enigme, bilo je previše neoprezno koristiti isti kod (položaj rotora) 24 sata - protivnici su skupili opasnu količinu statističkih podataka.
Kao rezultat toga, korišteni su jednokratni kodovi. Svaki put prije početka glavne poruke pošiljatelj je poslao dvostruki tekst (na primjer, DXYDXY, šifrirani SGHNZK) - položaj rotora za primanje glavne poruke. Snimanje je bilo potrebno zbog radio smetnji.
Znajući da 1. i 4. slovo uvijek su isto slovo, koji je u prvom slučaju šifriran kao "S", a zatim kao "N", Rejewski je mukotrpno gradio dopisne tablice, analizirajući dugačke lance obnove i pokušavajući razumjeti kako su rotori instalirani. U početku nije obraćao pozornost na utičnicu - monotono je preslagivala iste parove slova.
Godinu dana kasnije, Rejewski je imao dovoljno podataka da pomoću tablica brzo odredi ključ za svaki dan.
Šifre su dobile nejasan obris njemačkog teksta s pravopisnim pogreškama - posljedica zamjene slova na ploči za zakrpe. No, za Rejewskog, koji je diplomirao na Poznanskom sveučilištu, mjestu koje je bilo u sastavu Njemačke do 1918. godine, nije bilo teško intuitivno shvatiti značenje i prilagoditi ploču povezivanjem potrebnih parova slova.
Čini se da je to jednostavna stvar nakon što je dat nagovještaj i objašnjena ideja o razdvajanju rada rotora i utične ploče. Hakiranje Enigme bila je sesija razmišljanja koja je zahtijevala mukotrpan trud i matematički talent.
Nijemci su pokušali povećati snagu šifre
Krajem 1930 -ih Nijemci su poboljšali Enigmu, dodavši dva dodatna rotora (# 4 i # 5, koji su povećali broj kombinacija sa 6 na 60) i povećali broj kabela, ali hakiranje Enigme već je postalo rutina. Tijekom ratnih godina engleski matematičar Alan Turing pronašao je svoje vlastito lijepo rješenje, koristeći stereotipni sadržaj poruka (riječ vlažnija u dnevnom izvješću o vremenu) i dizajnirao analogna računala, stavljajući dešifriranje Enigma poruka u tok.
Ozloglašeni "ljudski faktor" - izdaja jednog od zaposlenika njemačke komunikacijske službe - odigrao je ulogu u priči o hakiranju Enigme. Mnogo prije rata i zauzimanja zarobljenih zagonetki, njemački protivnici naučili su dijagram ožičenja u rotorima stroja za šifriranje za Wehrmacht. Inače, 1920 -ih godina. ovaj je uređaj bio slobodno dostupan na civilnom tržištu za potrebe korporativnih komunikacija, ali se njegovo ožičenje razlikovalo od vojnog "Enigme". Među prenesenim dokumentima naišao je priručnik s uputama - pa je postalo jasno što znači prvih šest slova bilo koje poruke (jednokratni kôd).
Međutim, zbog načela djelovanja, pristup samoj Enigmi još nije značio ništa. Potrebne knjige šifri koje pokazuju posebne postavke za svaki dan u tekućem mjesecu (red rotora II-I-III, položaj rotora QCM, slova na ploči su spojena A / F, R / L itd.).
No, dekoderi Enigma nisu imali knjige s šiframa, ručno analizirajući broj sa 16 nula.
Digitalna tvrđava
Računalne metode šifriranja primjenjuju iste tradicionalne principe zamjene i preslagivanja znakova prema danom algoritmu kao i elektromehanička "Enigma".
Računalni algoritmi iznimno su složeni. Sastavljen u obliku mehaničkog stroja, takav bi sustav imao nevjerojatne dimenzije s ogromnim brojem rotora koji se okreću promjenjivom brzinom i mijenjaju smjer vrtnje svake sekunde.
Druga razlika je binarni strojni kod. Svi se znakovi pretvaraju u niz jedinica i nula, što omogućuje zamjenu bitova jednog slova s bitovima drugog slova. Sve to osigurava vrlo visoku čvrstoću računalnih šifri.
Međutim, kako je priča s Enigmom pokazala, razbijanje takvih algoritama samo je stvar računalne snage. Najsloženiju šifru, temeljenu na tradicionalnim načelima permutacije i zamjene, uskoro će "otkriti" drugo superračunalo.
Kako bi se osigurala kriptografska čvrstoća, potrebne su druge šifre.
Šifra kojoj su potrebni milijuni godina da se razbije
Posljednjih desetljeća šifriranje "javnim ključem" smatralo se najjačom i najpouzdanijom metodom šifriranja. Nema potrebe za zamjenom tajnih ključeva te algoritmi pomoću kojih su poruke šifrirane. Nepovratna funkcija je poput engleske brave - nije potreban ključ za zatvaranje vrata. Ključ je potreban za otvaranje, a ima ga samo vlasnik (primatelj).
Ključevi su rezultat dijeljenja s ostatkom divovskih prostih brojeva.
Funkcija je nepovratna ne zbog bilo kakvih temeljnih zabrana, već zbog poteškoća s ubrajanjem velikog broja u čimbenike u bilo kojem razumnom roku. Ljestvicu "nepovratnosti" pokazuju sustavi međubankovnih prijenosa, gdje se brojevi sastoje od 10300 znamenke.
Asimetrično šifriranje naširoko se koristi u radu bankarskih usluga, instant glasnika, kriptovaluta i dalje gdje god je potrebno sakriti podatke od znatiželjnih očiju. Ništa pouzdanije od ove sheme još nije izmišljeno.
U teoriji, sve što je stvorila jedna osoba može slomiti druga. No, kako pokazuju nedavni događaji, državna regulatorna tijela prisiljena su uvjeravanjem i prijetnjama tražiti ključeve od programera glasnika. Snaga šifri javnog ključa još je uvijek izvan mogućnosti suvremene kriptoanalize.
Kvantni telefon za 30 milijuna kuna
Okidač za pisanje članka bio je video objavljen na Youtubeu koji se slučajno pojavio na popisu "preporuka" za gledanje. Autor nije pretplatnik takvih kanala zbog njihovog stereotipnog i bezvrijednog sadržaja.
To nije reklama. Nije antireklama. Osobno mišljenje.
Jedan bloger razbija argumente drugog, koji tvrdi o "korupcijskoj prijevari" stvaranjem domaćeg kvantnog telefona.
Skeptik-opozicionar govori o pronađenoj kopiji "kvantnog telefona" ViPNet QSS Phone, koji se na internetu prodaje za 200 dolara. Njegov protivnik prigovara: same "cijevi" nemaju nikakve veze s tim - kreatori su koristili sve uređaje koji su im bili pri ruci. Ključna značajka ViPNet QSS telefona je u "kutiji" poslužitelja, unutar koje se stvaraju fotoni. To je "poslužitelj" koji opravdava cijenu od 30 milijuna rubalja.
Obojica blogera pokazuju potpuno nepoznavanje problema i nemogućnost razmišljanja i analize informacija. Razgovor o kvantnom telefonu ne bi trebao započeti s "cijevima" i "poslužiteljem", već iz principa rada, o čemu je sve rečeno u službenom izdanju.
Uz pomoć fotona prenosi se samo tajni ključ koji kriptira glavnu poruku. Tako je prema mišljenju programera osiguran najveći stupanj zaštite ključa. Sama poruka prenosi se šifrirana redovitim kanalom.
"Fotoni su potrebni samo za dogovor oko zajedničkog ključa, sami pregovori se odvijaju na bilo koji način na koji smo navikli."
(Trenutak na videu je 6:09.)
Obje blogerice na to nisu obraćale pažnju. No, da je autor potencijalni kupac, postavio bi programerima nekoliko pitanja:
1. Kriptografija je znanost o tome kako čitati šifre bez ključa. Drugim riječima, odsustvo ključa ne jamči da se poruka ne može dešifrirati i pročitati. Upečatljiv primjer je priča o Enigmi.
2. Ako govorimo o prijenosu bilo kojeg "tajnog ključa", to znači šifriranje tradicionalnim algoritmima zamjene / permutacije. To čini šifru još manje kriptografski sigurnom u odnosu na moderne alate za hakiranje.
Kao što znate, najpouzdanije je šifriranje s "javnim ključem", pri čemu nije potreban nikakav ključ za prijenos bilo gdje. Koja je vrijednost i značaj kvantnog kanala?
Mistika mikrosvijeta
Obični uređaji s neobičnim mogućnostima? Raspravljat ćemo na logičan način. Tvorci ViPNet QSS telefona očito su žurili s predstavljanjem "kvantnog telefona" na tržištu komunikacijskih uređaja. Uz raspoloživu širinu kanala, koja ne dopušta prijenos cijele poruke i postignuti raspon od 50 km, takav sustav nema primijenjenu vrijednost.
Istodobno, priča s kripto telefonom pokazala je da se u Rusiji provode istraživanja na čelu moderne znanosti i tehnologije, na području kvantnih komunikacija.
Kvantna komunikacija nadilazi konvencionalnu kriptografiju (skriva značenje poruke) i steganografiju (skriva samu činjenicu da se poruka prenosi). Bitovi informacija šifriranih kao fotoni dobivaju dodatni sloj zaštite. Međutim, to nema veze s enkripcijom.
Temeljni zakoni prirode ne dopuštaju presretanje poruke bez mjerenja (i stoga ne mijenjanja) parametara fotona. Drugim riječima, oni koji vode povjerljivi razgovor odmah će znati da ih je netko pokušao saslušati. Zdravo…
