Rotor "Enigma" mempunyai 26 posisi - sesuai dengan jumlah huruf abjad Latin. Tiga rotor, masing-masing dengan pendawaian kenalan yang unik dan kelajuan putaran yang berbeza, misalnya, rotor ketiga setelah setiap lejukan (huruf berkod) segera berpusing 2 langkah ke depan. Daripada penggantian satu abjad sederhana A → B, cipher Enigma kelihatan seperti sekumpulan huruf yang tidak bermakna, di mana satu huruf ciphertext boleh berarti huruf yang berbeza dari teks yang sebenarnya. Kali pertama "A" dapat dikodkan sebagai "T", pada kali berikutnya mesin menggantikan "A" dengan "E", dll.
Untuk membaca mesej seperti itu, pihak penerima harus mengatur rotor ke posisi awal yang sama. Kedudukan awal pemutar (kunci hari ini, misalnya QSY) adalah rahsia yang hanya diketahui oleh pengendali Enigma dari Jerman. Mereka yang tidak mempunyai kunci, tetapi ingin membaca mesej, harus melalui semua kemungkinan kombinasi.
Terdapat 26 kombinasi seperti itu.3 = 17576. Dengan ketekunan dan motivasi yang sewajarnya, sekumpulan penyahsulit dapat melalui dan mencari kunci yang diperlukan hanya dalam sehari.
Peningkatan kekuatan cipher kerana bilangan rotor yang lebih besar mengancam kenaikan jisim dan dimensi mesin yang tidak dapat diterima. Tetapi kemudian Arthur Scherbius, pencipta "Enigma", mencari muslihat. Dia membuat rotor boleh ditanggalkan dan ditukar ganti, yang segera meningkatkan jumlah kombinasi sebanyak 6 kali!
Dan sehingga otak pemecah kode musuh akhirnya mendidih, Scherbius memasang panel plag antara papan kekunci dan rotor, di mana hurufnya diganti. Contohnya, huruf "A" diubah menjadi "E" dengan bantuan panel, dan rotor membuat pengganti E → W. yang lebih jauh. Set Enigma mempunyai enam kabel, dengan mana operator menghubungkan 6 pasang huruf di pesanan yang dipersetujui. Setiap hari berbeza.
Jumlah pilihan sambungan untuk 6 pasang huruf pada panel 26 aksara adalah 100391791500.
Jumlah kemungkinan kunci Enigma, menggunakan tiga rotor pertukaran dan panel tambalan, adalah 17576 * 6 * 100391791500 = bilangan yang boleh mengambil ujian kekuatan kasar yang mungkin memerlukan lebih dari usia alam semesta!
Mengapa pemutar diperlukan?
Panel tambalan memberikan 7 pesanan magnitud lebih banyak kekunci daripada pemutar besar, tetapi sendiri tidak dapat memberikan kekuatan cipher yang mencukupi. Mengetahui huruf apa yang lebih kerap digunakan dalam bahasa Jerman, dan yang, lebih jarang, musuh, yang menggunakan kaedah analisis frekuensi, dapat menentukan bagaimana penggantian terjadi dan menguraikan mesej. Rotor, kerana putaran berterusan yang saling berkaitan, memberikan enkripsi "berkualiti" yang lebih baik.
Bersama-sama, rotor dan panel tambalan memberikan sebilangan besar kunci, dan pada masa yang sama melepaskan musuh dari sebarang peluang untuk menggunakan analisis frekuensi ketika cuba menguraikan mesej.
Enigma dianggap sama sekali tidak dapat didekati.
Enigma cipher ditemui pada masa yang jauh lebih sedikit daripada usia Alam Semesta
Ahli matematik muda Marian Rejewski memerlukan satu idea cemerlang dan setahun untuk mengumpulkan statistik. Selepas itu, cipher Jerman mula dibaca seperti surat khabar pagi.
Ringkasnya: Rejewski memanfaatkan kerentanan yang tidak dapat dielakkan ketika menggunakan sebarang perkakasan. Untuk semua kekuatan enkripsi Enigma, terlalu tidak bijaksana untuk menggunakan kod yang sama (kedudukan rotor) selama 24 jam - lawan mengumpulkan sejumlah besar data statistik yang berbahaya.
Akibatnya, kod satu kali digunakan. Setiap kali sebelum permulaan mesej utama, pengirim menghantar teks pendua (contohnya, DXYDXY, SGHNZK yang dienkripsi) - kedudukan pemutar untuk menerima mesej utama. Dubing diperlukan kerana gangguan radio.
Mengetahui bahawa Huruf 1 dan 4 selalu menjadi huruf yang sama, yang dalam kes pertama dienkripsi sebagai "S", dan kemudian sebagai "N", Rejewski dengan susah payah membuat jadual korespondensi, menganalisis rantai panjang membina semula dan berusaha memahami bagaimana rotor dipasang. Pada mulanya, dia tidak memperhatikan panel plug - ia secara monoton menyusun semula sepasang huruf yang sama.
Setahun kemudian, Rejewski mempunyai cukup data untuk menentukan kunci dengan cepat setiap hari menggunakan jadual.
Pengkhususan menggunakan garis besar teks Jerman yang tidak jelas dengan kesalahan ejaan - akibat penggantian huruf pada panel tambalan. Tetapi bagi Rejewski, lulusan Universiti Poznan, kawasan yang merupakan sebahagian dari Jerman hingga tahun 1918, tidak sukar untuk memahami makna dan menyesuaikan panel secara intuitif dengan menghubungkan pasangan huruf yang diperlukan.
Nampaknya perkara mudah sekarang bahawa petunjuk telah diberikan dan idea untuk memisahkan kerja pemutar dan panel palam telah dijelaskan. Meretas Enigma adalah sesi sumbang saran yang memerlukan usaha dan bakat matematik.
Jerman cuba meningkatkan kekuatan cipher
Menjelang akhir tahun 1930-an, Jerman telah memperbaiki Enigma, menambahkan dua rotor tambahan (# 4 dan # 5, yang meningkatkan jumlah kombinasi dari 6 hingga 60) dan meningkatkan jumlah kabel, tetapi meretas Enigma sudah menjadi rutin. Selama bertahun-tahun perang, ahli matematik Inggeris Alan Turing menemui jalan keluarnya yang indah, dengan menggunakan kandungan mesej stereotaip (perkataan basah dalam laporan cuaca harian) dan merancang komputer analog, meletakkan penyahsulitan mesej Enigma di arus.
"Faktor manusia" yang terkenal - pengkhianatan salah seorang pekerja perkhidmatan komunikasi Jerman - berperanan dalam kisah peretasan Enigma. Jauh sebelum perang dan penangkapan Enigmas yang ditangkap, penentang Jerman mempelajari rajah pendawaian di rotor mesin cipher untuk Wehrmacht. By the way, pada tahun 1920-an. peranti ini tersedia secara bebas di pasaran awam untuk keperluan komunikasi korporat, tetapi pendawaiannya berbeza dengan "Enigma" tentera. Di antara dokumen yang dipindahkan terdapat buku petunjuk - sehingga menjadi jelas apa maksud enam huruf pertama dari setiap mesej (satu kali kod).
Namun, kerana prinsip operasi, akses ke Enigma itu sendiri belum memberi makna apa-apa. Buku cipher yang diperlukan yang menunjukkan tetapan khusus untuk setiap hari bulan semasa (perintah rotor II-I-III, kedudukan rotor QCM, huruf pada panel disambungkan A / F, R / L, dll.).
Tetapi penyahkod Enigma mengeluarkan buku cipher, secara manual menganalisis nombor dengan 16 sifar.
Kubu digital
Kaedah penyulitan komputer menggunakan prinsip tradisional yang sama iaitu mengganti dan menyusun semula watak mengikut algoritma yang diberikan sebagai "Enigma" elektromekanikal.
Algoritma komputer sangat kompleks. Dikumpulkan dalam bentuk mesin mekanik, sistem sedemikian akan mempunyai dimensi yang luar biasa dengan sebilangan besar rotor berputar pada kecepatan berubah dan mengubah arah putaran setiap saat.
Perbezaan kedua adalah kod mesin binari. Mana-mana watak ditukar menjadi urutan huruf nol dan angka nol, yang memungkinkan untuk menukar bit satu huruf dengan bit huruf lain. Semua ini memberikan kekuatan cipher komputer yang sangat tinggi.
Namun, seperti yang ditunjukkan oleh cerita dengan Enigma, memecahkan algoritma seperti itu hanyalah soal kekuatan pengkomputeran. Cipher yang paling rumit, berdasarkan prinsip tradisional permutasi dan penggantian, akan segera "ditemui" oleh komputer super lain.
Untuk memastikan kekuatan kriptografi, cipher lain diperlukan.
Cipher yang memerlukan jutaan tahun untuk retak
Dalam beberapa dekad kebelakangan ini, enkripsi "kunci awam" telah dianggap sebagai kaedah penyulitan yang paling kuat dan boleh dipercayai. Tidak perlu menukar kunci rahsia dan algoritma di mana mesej tersebut dienkripsi. Fungsi yang tidak dapat dipulihkan adalah seperti kunci Inggeris - tidak ada kunci yang diperlukan untuk menutup pintu. Kunci diperlukan untuk membukanya, dan hanya pemilik (pihak penerima) yang memilikinya.
Kunci adalah hasil perpecahan dengan baki bilangan prima yang lain.
Fungsi ini tidak dapat dipulihkan bukan kerana larangan mendasar, tetapi kerana kesukaran memfaktorkan sejumlah besar menjadi faktor dalam masa yang munasabah. Skala "tidak dapat dipulihkan" ditunjukkan oleh sistem pemindahan antara bank, di mana bilangannya terdiri dari 10300 digit.
Penyulitan asimetri digunakan secara meluas dalam kerja perkhidmatan perbankan, pesanan segera, cryptocurrency dan lebih jauh di mana sahaja diperlukan untuk menyembunyikan maklumat dari mata memandang. Tidak ada yang lebih dipercayai daripada skema ini.
Secara teori, apa sahaja yang dibuat oleh satu orang boleh dipecahkan oleh orang lain. Namun, seperti yang disaksikan oleh peristiwa baru-baru ini, badan pengawas negara terpaksa meminta kunci dari pembangun utusan melalui pujukan dan ancaman. Kekuatan cipher utama awam masih di luar kemampuan cryptanalysis moden.
Telefon kuantum untuk 30 juta
Pencetus untuk menulis artikel itu adalah video yang disiarkan di Youtube yang secara tidak sengaja muncul dalam senarai "cadangan" untuk dilihat. Penulis bukan pelanggan saluran sedemikian kerana kandungannya yang stereotaip dan tidak bernilai.
Itu bukan iklan. Ia bukan anti iklan. Pendapat peribadi.
Seorang blogger menghancurkan hujah orang lain, yang mendakwa mengenai "penipuan rasuah" dengan penciptaan telefon kuantum domestik.
Skeptis-penentang menceritakan tentang salinan yang dijumpai dari "telefon kuantum" Telefon QSS ViPNet, yang dijual di Internet dengan harga $ 200. Lawannya membantah: "paip" itu sendiri tidak ada kaitan dengannya - penciptanya menggunakan mana-mana peranti yang ada di tangan. Ciri utama Telefon ViSSet QSS ada di "kotak" pelayan, di mana foton dihasilkan. Ini adalah "pelayan" yang membenarkan harga 30 juta rubel.
Kedua-dua blogger menunjukkan ketidaktahuan sepenuhnya mengenai masalah ini dan ketidakupayaan untuk berfikir dan menganalisis maklumat. Perbualan mengenai telefon kuantum tidak boleh dimulakan dengan "paip" dan "pelayan", tetapi dari prinsip kerja, tentang yang semuanya dinyatakan dalam siaran rasmi.
Dengan bantuan foton, hanya kunci rahsia yang dihantar, yang menyulitkan mesej utama. Oleh itu, menurut pendapat pemaju, tahap perlindungan kunci tertinggi diberikan. Mesej itu sendiri dihantar disulitkan melalui saluran biasa.
"Foton diperlukan hanya untuk menyetujui kunci bersama, rundingan itu sendiri berlaku dengan cara apa pun yang kita biasa."
(Momen di video adalah 6:09.)
Kedua-dua blogger tidak memperhatikan perkara ini. Tetapi jika penulisnya adalah pembeli yang berpotensi, dia akan mengajukan beberapa soalan kepada pembangun:
1. Kriptografi adalah sains bagaimana membaca cipher tanpa mempunyai kunci. Dengan kata lain, ketiadaan kunci tidak menjamin bahawa mesej tidak dapat didekripsi dan dibaca. Contoh yang menarik adalah kisah Enigma.
2. Sekiranya kita bercakap mengenai pemindahan mana-mana "kunci rahsia", ini bermaksud penyulitan dengan algoritma penggantian / permutasi tradisional. Ini menjadikan penyimpan cipher lebih selamat daripada alat peretasan moden.
Seperti yang anda ketahui, yang paling dipercayai adalah penyulitan dengan "kunci awam", di mana tidak ada kunci yang diperlukan untuk dipindahkan ke mana sahaja. Apakah nilai dan kepentingan saluran kuantum?
Mistik mistik dunia
Peranti biasa dengan keupayaan luar biasa? Kami akan berhujah secara logik. Pencipta Telefon ViSSet QSS jelas tergesa-gesa dengan pengenalan "telefon kuantum" di pasaran alat komunikasi. Dengan lebar saluran yang tersedia, yang tidak memungkinkan pengiriman seluruh pesan dan jarak tempuh 50 km, sistem seperti itu tidak memiliki nilai yang diterapkan.
Pada masa yang sama, cerita dengan telefon crypto menunjukkan bahawa penyelidikan sedang dilakukan di Rusia di barisan hadapan sains dan teknologi moden, dalam bidang komunikasi kuantum.
Komunikasi kuantum melampaui kriptografi konvensional (menyembunyikan makna mesej) dan steganografi (menyembunyikan hakikat mesej yang dihantar). Sebilangan maklumat yang dienkripsi sebagai foton mendapat lapisan perlindungan tambahan. Walau bagaimanapun, ini tidak ada kaitan dengan penyulitan.
Hukum dasar alam tidak membenarkan memintas mesej tanpa mengukur (dan oleh itu tidak mengubah) parameter foton. Dengan kata lain, mereka yang melakukan perbualan sulit akan segera mengetahui bahawa seseorang telah berusaha mendengarnya. Helo …
