Вероятно, многие из вас смотрели фильм "Игра в имитацию" с Бенедиктом Камбербэтчем. Он основан на реальных события и рассказывает нам историю человека, изменившего ход Второй мировой войны. Речь идет об известном британском математике Алане Тьюринге, который изобрел систему, способную расшифровать коды немецкой шифровальной машины "Энигма". Когда смотришь фильм, очевидно, гораздо больше увлекает сюжет, чем раздумья о сложности шифровальных машин, но только задумайтесь: "Энигма" могла шифровать текст, используя более чем десять тысяч триллионов различных шифров, а если точнее, 10 586 916 764 424 000 - впечатляет, не правда ли? Неудивительно, что германское правительство было в полной уверенности, что их зашифрованные сообщения абсолютно неуязвимы.
"Энигма" была сконструирована и запатентована в 1919 г. немецким инженером Артуром Шербиусом, и хотя она устроена довольно сложно, по сути является многократно улучшенной версией диска Альберти, уже знакомого нам из предыдущих постов. Машина представляла собой электронное устройство, внешне похожее на пишущую машинку. Ее уникальность состояла в том, что нажатие даже подряд одной и той же буквы каждый раз давало новый результат. Это достигалось благодаря 3-м роторам, каждый из которых был установлен в определенном начальном положении, и кроме того "Энигма" имела коммутационную панель, расположенную между первым ротором и клавиатурой. Она позволяла перекоммутировать соединения между любыми парами букв клавиатуры, и таким образом добавляла значительное количество кодов к шифру. Стандартный дизайн "Энигмы" предусматривал шесть кабелей, которые соответственно могли соединять шесть пар букв. На первый взгляд кажется, что это совсем немного, но вообще-то эта небольшая надстройка уже давала 100 391 791 500 возможных комбинаций для 26-ти букв латинского алфавита. Ох уж эта комбинаторика🤷🏼♀️
Ключом кода "Энигмы" являлись: 1) конфигурация коммутационной панели, т.е. соединения шести пар букв (например, B/E, R/T, F/Y, S/K, L/O, J/W, что означало, что первый кабель менял местами буквы B и E и так далее); 2) порядок роторов (например, 2-1-3); 3) исходная позиция роторов (например, буквы V, C, S показывали, какая буква находится в начальном положении). Все эти параметры передавались в специальных шифровальных книгах и менялись в установленные дни или при определенных обстоятельствах.
В 1938 г. в "Энигму" к трем стандартным роторам были добавлены еще два дополнительных, а вскоре после этого были выпущены новые модели машин с десятью коммутационными кабелями. Теперь число возможных шифров возросло до почти 159 квинтиллионов, а это, на секундочку, число с 18-ю нулями.
На самом деле Тьюринг не был первым человеком, взломавшим "Энигму": он был первым, взломавшим "Энигму" с 5-ю роторами. А до этого, в 1934 г., молодой польский математик Мариан Реевский, которому было всего 23 года на момент, когда он начал работать над дешифровкой, смог сократить количество возможных шифров машины с тремя роторами с десяти тысяч триллионов до всего лишь 105 456. Он создал устройство, которое позволяло сотрудникам польского шифровального бюро расшифровать любой код "Энигмы" в течение 24-х часов.
Летом 1939 г., когда неизбежность вторжения немецких войск в Польшу стала очевидна, польское бюро передало свои наработки английской и французской разведкам. После изучения материалов Тьюринг пришел к выводу, что использовать прежний подход с перебором уже не получится, поэтому он предложил собственный метод, основанный на расшифровке коротких фрагментов зашифрованного текста, содержание которых уже было известно. Например, благодаря шпионам было известно, что немцы около 6-ти вечера каждый день передавали сообщения о метеорологических условиях в различных точках вдоль линии фронта. Соответственно, можно было ожидать, что сообщение, перехваченное примерно в это время, содержит такие слова как "погода" или "дождь". Машина работала следующим образом: вводилось зашифрованное слово и исходное слово, которое, как мы считаем, соответствует зашифрованному. После этого машина запускалась и, если при каком-то положении роторов из зашифрованного сообщения получалось исходное, то считалось, что найден ключ, соответствующий начальной конфигурации роторов. Таким образом, в отдельные дни машина, названная "Бомбой Тьюринга", помогала расшифровывать до трех тысяч секретных германских сообщений.
Некоторые историки придерживаются мнения, что изобретение Алана Тьюринга позволило сократить Вторую мировую войну на целых два года. К сожалению, судьба самого гениального математика довольно трагична. В 1952 году его обвинили в нетрадиционной сексуальной ориентации, по тем временам являвшейся в Великобритании уголовным преступлением. Спустя два года он покончил с собой, не выдержав травли.
Спасибо, что дочитали статью. Ваши лайки и подписка - неоценимая поддержка канала!