Enigma-kone: Miten toisen maailmansodan koodinmurtajat avasivat sodan suurimman arvoituksen

Enigma-kone

Toisen maailmansodan aikana kryptografia oli sodankäynnin keskiössä, ja yksi kaikkein merkittävimmistä teknologisista arvoituksista oli Enigma-kone. Tämä saksalainen salauslaite oli suunniteltu lähettämään ja vastaanottamaan salattuja viestejä, jotka olivat käytännössä murtamattomia aikansa standardeilla. Enigma-koneen salaisuuden murtaminen oli liittoutuneiden tiedusteluyhteisön keskeinen tavoite, ja tämä saavutus on jälkikäteen tunnustettu yhdeksi toisen maailmansodan käännekohdista.

Enigma-koneen toimintaperiaate

Enigma perustui monimutkaiseen mekaaniseen järjestelmään, joka sisälsi useita pyöriviä roottoreita ja kytkentälevyn. Kun operaattori syötti viestin koneeseen, jokainen kirjain kulki läpi eri roottoreiden, joiden asennot muuttuivat jokaisella näppäimen painalluksella, muuttaen alkuperäisen kirjaimen toiseksi kirjaimeksi salatussa viestissä. Tämä loi loputtoman määrän mahdollisia asetuksia, mikä teki Enigma-koodin murtamisen äärimmäisen vaikeaksi.

Koneen asetukset

Enigma-koneen asetukset koostuvat useista osista, jotka yhdessä määrittävät, miten kone salaa viestin.

Nämä asetukset ovat:

Roottorivalinta

Enigma-koneessa oli useita vaihdettavia roottoreita, joista kukin oli merkitty numerolla tai kirjaimella. Jokaisella roottorilla oli oma ainutlaatuinen sisäinen kytkentänsä. Koneen käyttäjä valitsi useita roottoreita (yleensä kolme tai neljä riippuen koneen mallista) ja asetti ne tiettyyn järjestykseen koneeseen.

Roottoriasetukset

Kukin valittu roottori voitiin asettaa tietylle alkukirjaimelle tai numerolle, joka määritti roottorin lähtöasennon. Nämä asetukset muuttivat tapaa, jolla kunkin roottorin sisäinen kytkentä koodasi viestin.

Päivän asetus

Roottorien alkukohtien asettaminen viestin salauksen aloittamiseksi. Tämä oli kuin roottoriasetusten hienosäätö, joka muutti vielä lisää salauksen luonnetta.

Kytkentälevy (Steckerbrett)

Tämä osa mahdollisti koneen käyttäjän vaihtaa kirjaimia keskenään ennen ja jälkeen roottorien läpikulun. Kytkentälevyllä oli useita kytkentäparia, joiden avulla kaksi kirjainta voitiin kytkeä yhteen, vaihtaen niiden paikkoja sekä salauksessa että purkamisessa.

Reflektori

Reflektori oli kiinteä roottori, joka palautti sähkövirran takaisin läpi roottorien mutta eri reittiä, mikä lisäsi salauksen monimutkaisuutta. Reflektoria ei voinut säätää, mutta eri koneissa oli erilaisia reflektoreita.

Näiden asetusten yhdistelmä loi valtavan määrän mahdollisia salausavaimia, mikä teki Enigma-koneen käyttämän salauksen murtamisesta äärimmäisen vaikeaa ilman oikeita asetuksia. Jokainen päivä käytettiin erilaisia asetuksia, jotka oli jaettu salaisissa avainluetteloissa Enigma-koneen käyttäjille.

Koodin murtaminen

Enigma-koodin murtamiseen johtanut prosessi oli monivaiheinen ja vaati poikkeuksellista matemaattista neroa. Keskeisessä roolissa oli brittiläinen matemaatikko Alan Turing, joka työskenteli Bletchley Parkissa, Englannissa, salaisessa koodinmurtokeskuksessa.

Turing ja hänen tiiminsä kehittivät laitteen, jota kutsuttiin "Bombe"-laitteeksi. Tämä mekaaninen laite oli suunniteltu jäljittelemään Enigma-koneen toimintaa ja nopeuttamaan roottoriasetusten kokeilemista, mikä olisi ollut käytännössä mahdotonta ilman mekaanista apua.

Tältä Bombe-laite näytti!

Tärkeä osa Enigma-koodin murtamista oli myös saaliiksi saadut vihollisen viestiliikenteen osat ja "Ultra"-projekti, joka oli koodinimi äärimmäisen salaisille tiedoille, joita saatiin Enigma-viestien murtamisen kautta. Lisäksi Puolan panos oli merkittävä; puolalaiset kryptologit Marian Rejewski, Jerzy Różycki ja Henryk Zygalski olivat jo ennen sotaa kehittäneet menetelmiä Enigma-koodin murtamiseen, ja heidän työnsä oli perusta sille, mitä Turing ja hänen tiiminsä myöhemmin jatkoivat.

Harjoitus

Olet osa koodinmurtoyksikköä toisessa maailmansodassa. Olette juuri kaapanneet saksalaisen viestin, joka on salattu Enigma-koneella. Tiedätte, että viesti sisältää kriittisiä tietoja vihollisen seuraavista liikkeistä. Onnistuneesti murtamalla koodin voitte saada strategisen edun ja mahdollisesti pelastaa tuhansia elämiä.

Vakoilunne on onnistunut kaappaamaan saksalaisen viestinviejän, joka oli matkalla komentokeskukseen. Mukanaan hänellä oli merkintöjä, jotka paljastavat käytössä olevat Enigma-koneen asetukset viestin salaukselle.

CyberChef

Käytä (sinulle valmiiksi määritetyn) CyberChef -työkalun Enigma-moduulia harjoituksen ratkaisemiseksi.

Tässä on asetukset. Ajan säästämiseksi ne pitäisi olla sinulle jo valmiiksi valittuna jos menit yllä olevasta linkistä. Kokeile ihmeessä kuitenkin leikkiä eri vivuilla :)

Roottorivalinta (valitut roottorit)

• Vasen roottori: II
• Keskimmäinen roottori: V
• Oikea roottori: III

Roottorien alkukohdat

• Vasen roottori: A
• Keskimmäinen roottori: D
• Oikea roottori: G

Roottoriasetukset

• Vasen roottori: A
• Keskimmäinen roottori: B
• Oikea roottori: C

Kytkentälevy (Steckerbrett)

AD BE CF

Reflektori

Reflektori B (AY BR CU DH EQ FS GL IP JX KN MO TZ VW)

Kaapattu viesti

UJRNF H