Взлом «Энигмы» стал одним из величайших разведывательных успехов в истории, изменив ход Второй мировой войны и дав толчок развитию компьютерных наук. В этой статье мы вам расскажем, кто и как взломал машину нацистов и как это повлияло на победу над Гитлером в войне.
Почему Энигма считалась неуязвимой?
Немецкое командование было искренне убеждено, что «Энигма» обеспечивает абсолютную защиту передаваемых сообщений. Эта уверенность основывалась на факторах, которые делали машину в глазах её создателей и пользователей практически неприступной.
Прежде всего, это астрономическое количество возможных комбинаций настроек. Оператор «Энигмы» перед началом сеанса связи должен был установить несколько параметров: выбрать роторы из имеющегося набора (от трёх до восьми в зависимости от модели), задать их начальное положение, установить кольца на роторах и, наконец, соединить пары букв на коммутационной (штепсельной) панели. Общее число возможных комбинаций достигало 10²³ и более, как упоминалось в нашей статье об истории создания "Энигмы". С такими числами у немцев было абсолютное право считать, что взлом математически невозможен.
Вторым фактором был принцип автоматического изменения шифра. В отличие от ручных шифров, где каждая буква исходного текста заменялась на одну и ту же букву шифротекста, «Энигма» с каждым нажатием клавиши поворачивала роторы, изменяя схему подстановки. Одна и та же буква в начале сообщения и в его конце шифровалась по-разному. Это делало классические методы криптоанализа, успешно применявшиеся веками, полностью бесполезными.
Третьим фактором стала коммутационная панель (штепсельная). Это нововведение, появившееся в военной модели «Enigma I», многократно усложняло и без того непростую систему. Оператор мог соединить проводами до десяти пар букв, например, «А» с «К», «В» с «М» и так далее. Это добавляло к роторным перестановкам дополнительный слой запутывания, увеличивая количество возможных ключей в десятки тысяч раз.
Наконец, важнейшую роль сыграла психологическая уверенность в собственном техническом превосходстве. Немецкие инженеры постоянно усложняли машину: увеличивали количество роторов, изменяли процедуры шифрования ключей, внедряли новые модели (например, 4-роторную M4 для военно-морского флота). Вермахт, люфтваффе и кригсмарине полагались на «Энигму» как на неотъемлемую часть своей военной доктрины. Стратегия блицкрига требовала быстрой и защищённой радиосвязи, и немцы верили, что их машина даёт им решающее преимущество.
Первые попытки взлома
В 1928-1929 годах в Польше были организованы первые математические курсы по криптографии. Слушателями были два десятка студентов-математиков со знанием немецкого языка. Трое из слушателей - Мариан Реевский, Генрих Зыгальский и Ежи Ружицкий - поступили на службу в "Бюро шифров". Впоследствии именно они получат первые результаты по вскрытию кода «Энигмы».
Реевский заметил закономерность: немецкие операторы дважды передавали настройки в начале каждого сообщения (для защиты от помех). Это была ошибка протокола. Математик составил систему из шести уравнений с шестью неизвестными и за год работы восстановил внутреннюю проводку роторов.
Поляки построили «бомбу» - электромеханическое устройство из шести связанных «Энигм», которое перебирало варианты со скоростью 17 280 комбинаций в час. К 1938 году они читали 75% немецких сообщений. Но в 1939 г. вермахт добавил два новых ротора и усложнил коммутационную панель. Количество комбинаций выросло в 60 раз. Польская «бомба» стала бесполезной. Но именно благодаря этим трем польским студентам Алан Тьюринг смог взломать немецкие шифры, когда прибыл в Правительственную школу кодов и шифров в Блетчли-парке 4 сентября 1939 года, на следующий денб после начала войны.
Алан Тьюринг: математик, логик, будущий отец информатики
Тьюринг совершил революцию в криптоанализе, превратив взлом «Энигмы» из искусства в промышленный процесс, что изменило ход Второй мировой войны.
Алан Мэтисон Тьюринг - британский математик, гений, логик оказавший существенное влияние на развитие информатики.
Во время Второй мировой войны Алан Тьюринг работал в Правительственной школе кодов и шифров, располагавшейся в Блетчли-парке, где была сосредоточена работа по взлому шифров и кодов стран Оси. Он возглавлял группу "Hut 8", ответственную за криптоанализ сообщений военно-морского флота Германии в операции "Ультра" (кодовое название всей разведывательной информации, полученной союзниками в результате взлома немецких шифров, прежде всего «Энигмы»). Тьюринг разработал ряд методов взлома, в том числе теоретическую базу для легендарной Bombe - машины, использованной для взлома немецкого шифратора..
Вместо того, чтобы угадывать ключ, Bombe использовал логику, чтобы отклонить определённые возможности. Как сказал Артур Конан Дойл: «Когда вы исключили невозможное, все, что остаётся, каким бы невероятным оно ни было, должно быть правдой». Этот метод, хотя и был успешным, все же предоставлял целый ряд возможных правильных ответов для настроек немецкого кольца. Поэтому необходимо было проделать дополнительную работу, чтобы сузить его до правильного.
С помощью проверочной машины процесс повторялся до тех пор, пока не был найден правильный ответ. Это дало взломщикам часть ключа, но не весь. Затем приходилось использовать полученные знания и выяснить остальную часть ключа. После того, как код взламывался, команда Тьюринга устанавливала машину "Энигма" с правильным ключом дня и расшифровали каждое сообщение, перехваченное в тот день.
По сути, бомба Тьюринга представляла собой электромеханическую машину, состоящую из 36 различных машин "Энигма", каждая из которых содержала точную внутреннюю проводку немецкого аналога. На своём пике машина Bombe могла взламывать до 3000 немецких сообщений в день. К концу войны она справилась с 2,5 миллионами сообщений, многие из которых дали союзникам жизненно важную информацию о позициях и стратегии Германии.
Предполагается, что эти знания сыграли важную роль в ключевых битвах.
Как взлом нацистского шифратора повлиял на ход войны?
Официальный историк британской разведки сэр Гарри Хинсли, который сам работал в Блетчли-парке, подсчитал, что работа центра криптоанализа в целом сократила Вторую мировую войну «не менее чем на два года, а вероятно, и на четыре». С точки зрения человеческих жизней это означает спасение миллионов людей. Другую оценку приводит британский историк и писатель сэр Дермот Тьюринг, племянник Алана Тьюринга. По его словам, расшифровка сообщений «Энигмы» также позволила спасти миллионы жизней и приблизить победу. Генерал Дуайт Эйзенхауэр, верховный главнокомандующий союзными экспедиционными силами, позже заявил, что информация «Ультра» «спасла тысячи британских и американских жизней и в немалой степени способствовала скорости, с которой противник был разбит и в конечном счёте вынужден сдаться».
Влияние взлома «Энигмы» на битву за Атлантику, возможно, было самым важным её вкладом в победу союзников. Немецкие подводные лодки топили торговые конвои, которые были жизненно важны для снабжения Великобритании. Расшифровка сообщений кригсмарине позволила союзникам определять места нахождения и маршруты подводных лодок, эффективно уклоняться от засад и наносить ответные удары.
Информация «Ультра» сыграла ключевую роль в подготовке и проведении высадки союзников в Нормандии в июне 1944 года. Расшифровка сообщений позволила союзному командованию получить точную картину о расположении немецких дивизий, их численности и состоянии. Это было жизненно важно для планирования мест высадки и оценки сопротивления противника. В частности, перехваченные и расшифрованные сообщения между Гитлером и генералом Гюнтером фон Клюге способствовали разгрому крупной группировки немецких войск в Нормандии уже после того, как союзники закрепились на плацдарме.
Успех программы «Ультра» был достигнут в условиях жесточайшей секретности. Союзники отчаянно стремились скрыть от нацистского командования сам факт взлома «Энигмы». Это иногда приводило к трагическим, но вынужденным решениям. Например, если союзники перехватывали сообщение о местонахождении подводной лодки, атаковать её можно было только в том случае, если удавалось создать правдоподобную «легенду» прикрытия, например, случайную встречу с патрульным самолётом. Ради сохранения секрета некоторые конвои даже отправлялись прямо в засаду, чтобы у немцев не возникло подозрений, что их шифр раскрыт.
Сами немцы, убеждённые в абсолютной надёжности «Энигмы», совершали фатальные ошибки. Они были настолько самоуверенны, что не меняли процедуры шифрования достаточно часто и пренебрегали элементарными правилами безопасности, используя стандартные, легко угадываемые фразы. Существование «Ультры» оставалось засекреченным ещё 30 лет после окончания войны, вплоть до 1974 года, когда вышла первая книга, раскрывшая эту тайну.
В целом, взлом «Энигмы» и созданная на его основе система «Ультра» стали для союзников «секретным оружием», которое позволило не только успешно противостоять немецкой военной машине, но и одержать решающие победы, сократив войну и спасая бесчисленные жизни. Именно поэтому британский премьер-министр Уинстон Черчилль, как передают, назвал Блетчли-парк «курицей, несущей золотые яйца, которая никогда не кудахчет».
Трагичная судьба гения-британца
В 1952 году квартиру Алана Тьюринга обокрали. Он заявил в полицию, и в ходе следствия выяснилось, что это сделал некто Арнольд Мюррей, случайный знакомый Тьюринга, который однажды провел ночь в его доме. Ученый признал, что вступал с ним в связь, а в то время в Великобритании это считалось уголовным преступлением. Алан был осужден за "оскорбление общественной морали", ему был предоставлен выбор между тюремным заключением и гормональной терапией (по сути, химической кастрацией). Он выбрал второе.
Помимо ущерба, нанесенного здоровью инъекциями гормонов, в результате которых у ученого расшаталась психика и появились разнообразные заболевания, итогом разбирательства стала и потеря работы. И до того не очень общительный ученый стал настоящим затворником и большую часть времени старался проводить дома.
7 июня 1954 года, за несколько дней до своего 42-го дня рождения, он умер от отравления цианидом. На прикроватной тумбе горничная нашла надкушенное яблоко, и хотя его экспертиза не проводилась, считается, что именно оно было отравлено самим Тьюрингом. Эндрю Ходжес и Дэвид Левит предполагают, что Тьюринг воссоздал сцену из мультфильма Уолта Диснея "Белоснежка" 1937 года - любимой сказки учёного. Сторонником этой же версии является друг Тьюринга - Алан Гарнер, который в 2011 году написал об этом в своей статье для "Гардиан".
Его смерть, долго остававшаяся незамеченной, символизирует несправедливую судьбу, уготованную стольким людям в Англии, все еще скованной своими моральными законами.
История взлома «Энигмы» - это напоминание о том, что победа куётся не только на поле боя, но и в тишине лабораторий, а также о том, как легко общество может растоптать тех, кому обязано своим спасением.