Enigma se naširoko koristila u Drugom svjetskom ratu. Bio je to najpopularniji koder u Njemačkoj, Italiji, Japanu, pa čak i neutralnoj Švicarskoj. "Očevi" legendarnog stroja za šifriranje, čije ime na grčkom znači "misterija", bili su Nizozemac Hugo Koch (izumitelj diska za šifriranje) i njemački inženjer Arthur Scherbius, koji je patentirao stroj za šifriranje još 1918. godine.
Arthur Scherbius autor je Enigme. Izvor: lifeofpeople.info
U početku nije bilo govora o bilo kakvoj vojnoj karijeri "Enigme" - bio je to tipičan komercijalni proizvod. Čak je i velika reklamna kampanja pokrenuta od strane Scherbiusa za promociju vlastitog proizvoda. Tako je 1923. aparat za šifriranje postao izložba na kongresu Međunarodne poštanske unije, ali nije postigao uspjeh. Razlog je bila visoka cijena Enigme i impresivna veličina automobila Scherbius. Pa ipak, nekoliko je kopija prodano vojskama različitih zemalja i komunikacijskim tvrtkama. Britanci su se prvi put susreli s uređajem Enigma u lipnju 1924. godine, kada je proizvođač ponudio Britancima da za to vrijeme kupe seriju uređaja po priličnoj cijeni od 200 dolara po komadu. Britanska vlada odgovorila je ponudom da se novost enkripcije registrira u patentnom uredu, što je automatski dovelo do pružanja potpune dokumentacije za tu tehniku. Nijemci su poduzeli ovaj korak, a britanski kriptografi dobili su na raspolaganju sve tehničke nijanse Enigme mnogo prije Drugog svjetskog rata.
Patent za "Enigmu". Izvor: lifeofpeople.info
Međutim, vrijedi napomenuti da je Enigma bila u ranoj komercijalnoj verziji, koju Nijemci nisu koristili u svojoj vojsci. Uspon njemačkih strojeva za šifriranje na Olimp započeo je dolaskom Adolfa Hitlera na vlast 1933. godine, kada je počelo prenaoružavanje vojske. Ukupan broj vozila Enigma proizvedenih do kraja Drugog svjetskog rata, prema različitim izvorima, varira od 100 tisuća do 200 tisuća. Korištena su posvuda - u Wehrmachtu, u Kriegsmarinu, u Abwehru, u Luftwaffeu i u fašističke službe sigurnosti.
"Enigma" kasnija verzija. Izvor: w-dog.ru
Na čemu se temelji uređaj za šifriranje? U prvoj generaciji to su bila tri bubnja (diskovi ili kotači) koji su se rotirali u istoj ravnini, sa svake strane kojih je bilo 26 električnih kontakata - točno toliko slova u latiničnoj abecedi. Kontakti s obje strane bili su povezani unutar diska pomoću 26 žica, što je činilo zamjenu znakova pri tipkanju. Tijekom procesa montaže tri su diska presavijena zajedno, dodirujući se međusobno kontaktima, što je osiguralo prolaz električnih impulsa kroz cijeli set bubnjeva do uređaja za snimanje. Latinska abeceda bila je ugravirana sa strane svakog bubnja. Početak rada s odašiljačem "Enigma" obilježen je skupom kodne riječi iz slova na bubnjevima. Važno je da je i prijemni uređaj konfiguriran s istom kodnom riječju.
Stroj za šifriranje polja "Enigma". Izvor: musee-armee.fr
Tada operater odgovoran za unos teksta za vrste šifriranja na svojoj tipkovnici, a svaki pritisak uzrokuje rotiranje lijevog diska za jedan korak. Enigma je bila elektromehanički stroj, pa su sve naredbe mehaničkom dijelu davane pomoću električnih signala. Nakon što je lijevi disk okrenut za jedan zaokret, u igru je došao središnji bubanj i tako dalje. Ova rotacija diskova stvorila je za svaki znak teksta svoju jedinstvenu konturu za prolaz električnog impulsa. Zatim je signal prošao kroz reflektor, koji se sastojao od 13 vodiča koji povezuju parove kontakata na stražnjoj strani trećeg diska. Reflektor je električni signal vratio u bubnjeve, ali na potpuno drugačiji način. I tek se ovdje svjetlo upalilo blizu slova već šifriranog teksta. Takve "avanture" električnog signala pružile su jedinstvenu sigurnost komunikacijskom kanalu za njihovo vrijeme.
Vojna verzija Enigme s četiri bubnja. Izvor: e-board.livejournal.com
S obzirom na daljnja poboljšanja koja su Nijemci učinili u Enigmi, britanski kriptoanalitičari nikada ne bi mogli sami hakirati tako sofisticirani aparat. Isprva su tri osobe radile s "Enigmom": jedna je čitala tekst, druga je tipkala na tipkovnici, a treća je zapisivala šifru uz bljeskove žarulja. S vremenom se veličina aparata za šifriranje smanjila na veličinu pisaćeg stroja, što je omogućilo slanje poruka doslovno iz svakog rova. Također, Nijemci su tijekom modernizacije dodali tiskarski uređaj za upisivanje šifriranog teksta. Što su još kriptografski inženjeri Trećeg Reicha dodali Enigmi? Godine 1930. pojavila se ploča s 26 parova utičnica i utikača, koja je dodatno zamijenila znakove otvorenog teksta nakon osnovne enkripcije na bubnjevima. Ovo je bilo čisto vojno poboljšanje - to nije bilo dostupno u komercijalnim verzijama. Dugoročni ključ za šifriranje, koji je nastao komutacijom diska zbog permutacije 26 elemenata, astronomski je 4x1026 opcije! Sada softverske mogućnosti računala olakšavaju nabrajanje takvog broja opcija, ali 30-40-ih godina to je bilo malo vjerojatno i dugo. Slika za šifriranje također je bila komplicirana skupom od pet diskova Enigma (svi su bili različiti) od kojih su samo tri istodobno instalirana na uređaj. Mogu se miješati bilo kojim redoslijedom, odnosno bilo je ukupno 10 mogućnosti ugradnje za jedan stroj. Jednokratni ključ za početak nudio je 26 varijanti simbola za svaki disk, a za tri već 26 ^ 3 = 17576. I, konačno, redovito mijenjana shema prebacivanja plug-in panela činila je rad kriptoanalitičkih službi neprijateljima nacističke Njemačke jako otežanim. Kasnije su dizajnu dodani dodatni bubnjevi. Međutim, unatoč tome, "Enigma" je na samom početku Drugoga svjetskog rata naučila potpuno "čitati".
Neki od najboljih kriptoanalitičara prije Velikog rata bili su Poljaci. Čak i tijekom građanskog rata u Rusiji i sovjetsko-poljskog sukoba, Poljaci su uspješno dešifrirali poruke sovjetske vojske i diplomata. Tako je 2. odjeljenje (kriptoanaliza) poljskog Glavnog stožera u kolovozu 1920. "prevedeno" s šifriranog na poljski 410 brzojava koje su potpisali Trocki, Tuhačevski, Guy i Yakir. Štoviše, tijekom ofenzive Crvene armije na Varšavu, Poljaci su zaveli trupe Tuhačevskog, što ga je prisililo da se povuče u Žitomir. S vremenom se prirodni interes poljskih kriptoanalitičara premjestio na alarmantno jačanje moći u Njemačkoj. Poljski biro za šifre u to je vrijeme bio prilično učinkovita struktura i uključivao je četiri odjela:
- Poljska jedinica za šifriranje, odgovorna za zaštitu državnih komunikacijskih linija;
- pododjel radio -inteligencije;
- podjela ruskih šifri;
- podjela njemačkih šifri.
Saksonska palača u Varšavi, gdje su se nalazili Glavni stožer i Biro za šifriranje. Fotografija iz 1915. Izvor: photochronograph.ru
To je uvelike razlog zašto su upravo Poljaci postigli prve uspjehe u dešifriranju Enigme. Od oko 1926. počeli su presretati njemačke poruke u eteru, šifrirane na dosad nepoznat način. Nešto kasnije, 1927. ili 1929. godine, pokušano je prokrijumčariti kutiju s Enigmom u njemački diplomatski konzulat putem carine iz Njemačke. Kako se to dogodilo i zašto Nijemci nisu poslali aparat zatvorenim diplomatskim kanalom? Na to sada nitko neće odgovoriti, ali Poljaci su detaljno proučili uređaj uređaja - to su učinili dečki iz radiotehničke tvrtke AVA koja je dugo radila s poljskim obavještajcima. Nakon pomnog upoznavanja, Enigma je predana nesuđenim njemačkim diplomatima. Naravno, postavljanje komercijalne verzije stroja za šifriranje moglo bi malo pružiti poljskim kriptoanalitičarima, ali početak je napravljen. Svake godine Poljaci su jačali svoju službu za "razbijanje" njemačkih kodova - 1928. -1929. Na Sveučilištu u Poznanju organizirali su tečajeve za proučavanje kriptografije za matematičare sa znanjem njemačkog jezika. Među talentiranim studentima istaknula su se trojica: Mariann Razewski, Heinrich Zygalski i Jerzy Razicki.
Marianne Razewski vodeća je kriptoanalitičarka u predratnoj Poljskoj. Izvor: lifeofpeople.info
Svi su oni naknadno privedeni specijalnim službama, a oni su prvi dobili rezultate o dešifriranju Enigme. Na mnogo su načina Poljaci prvi shvatili važnost privlačenja matematičara za kriptoanalizu neprijateljskih šifri. Općenito, dvadesetih i tridesetih godina prošlog stoljeća Poljska je bila gotovo svjetski lider na području kriptografije, a stručnjaci su često bili pozivani da podijele svoje iskustvo u drugim zemljama. Uz poštivanje granica tajnosti, naravno. Jan Kowalewski, kapetan poljske vojske i specijal za šifre, otputovao je u tu svrhu u Japan, a zatim je s grupom studenata iz te zemlje radio u svojoj domovini. Odgojio je Rizobar Ito, velikog japanskog kriptografa, koji je otvorio engleski sustav šifriranja Playfair, koji se 30 -ih godina koristio na britanskim komunikacijskim linijama. Nešto kasnije, drugi potencijalni neprijatelji Njemačke, Francuzi, počeli su pomagati Poljacima.
