Rotoriai „Enigma“turėjo 26 pozicijas - pagal lotyniškos abėcėlės raidžių skaičių. Trys rotoriai, kurių kiekvienas turi unikalų kontaktų laidą ir skirtingą sukimosi greitį, pavyzdžiui, trečias rotorius po kiekvieno smūgio (koduota raidė) iškart pasuko 2 žingsnius į priekį. Vietoj paprasto vieno abėcėlės pakeitimo A → B „Enigma“šifras atrodė kaip beprasmis raidžių rinkinys, kur viena šifruoto teksto raidė gali reikšti skirtingas tikrojo teksto raides. Pirmą kartą „A“buvo galima koduoti kaip „T“, kitą kartą mašina „A“pakeitė „E“ir pan.
Norėdami perskaityti tokį pranešimą, priimančioji pusė turėjo nustatyti rotorius į tą pačią pradinę padėtį. Pradinė rotorių padėtis (dienos raktas, pavyzdžiui, QSY) buvo paslaptis, žinoma tik vokiečių „Enigma“operatoriams. Tie, kurie neturėjo rakto, bet norėjo perskaityti pranešimus, turėjo atlikti visus įmanomus derinius.
Tokių derinių buvo 26.3 = 17576. Su deramu kruopštumu ir motyvacija iššifravimo grupė galėtų pereiti ir rasti reikiamą raktą vos per dieną.
Šifro stiprumo padidėjimas dėl didesnio rotorių skaičiaus grėsė nepriimtinu mašinos masės ir matmenų padidėjimu. Tačiau tada „Enigma“kūrėjas Arthuras Scherbius ėmėsi apgauti. Jis padarė rotorius nuimamus ir keičiamus, o tai iš karto padidino derinių skaičių 6 kartus!
Ir kad priešo kodų laužytojų smegenys pagaliau užvirtų, Scherbius tarp klaviatūros ir rotorių sumontavo kištukinį skydelį, ant kurio buvo pakeistos raidės. Pavyzdžiui, raidė „A“skydelio pagalba buvo paversta „E“, o rotoriai pakeitė E → W. „Enigma“rinkinyje buvo šeši kabeliai, su kuriais operatorius sujungė 6 poras raidžių. sutartą tvarką. Kiekviena diena vis kitokia.
6 raidžių porų prijungimo parinkčių skaičius 26 simbolių skydelyje buvo 100391791500.
Bendras galimų „Enigma“raktų skaičius, naudojant tris keičiamus rotorius ir pataisos skydelį, buvo 17576 * 6 * 100391791500 = skaičius, kuris galėjo atlikti žiaurios jėgos testą, kuris gali užtrukti ilgiau nei visatos amžius!
Kodėl reikalingi rotoriai?
Pataisymo skydelyje buvo 7 kartus daugiau raktų nei didelių gabaritų rotoriuose, tačiau vien jis negalėjo užtikrinti pakankamo šifravimo stiprumo. Žinodamas kokios raidės dažniau vartojamos vokiečių kalba, ir kuris rečiau priešininkas, naudodamas dažnio analizės metodą, galėtų nustatyti, kaip vyksta pakeitimas, ir iššifruoti pranešimą. Rotoriai dėl nuolatinio sukimosi vienas kito atžvilgiu užtikrino geresnę „kokybės“šifravimą.
Kartu rotoriai ir pataisos skydelis suteikė daugybę raktų, tuo pačiu atimdami iš priešininko bet kokią galimybę naudoti dažnio analizę bandant iššifruoti pranešimus.
„Enigma“buvo laikoma visiškai neprieinama.
„Enigma“šifras buvo atrastas per daug trumpesnį laiką nei Visatos amžius
Jaunam matematikui Marianui Rejewskiui prireikė vienos puikios idėjos ir metų statistikai rinkti. Po to vokiečių šifrus pradėjo skaityti kaip rytinius laikraščius.
Trumpai tariant: Rejewskis pasinaudojo pažeidžiamumu, neišvengiamu naudojant bet kokią aparatūrą. Visą „Enigma“šifravimo stiprumą buvo per daug neapdairiai naudoti tą patį kodą (rotorių padėtis) 24 valandas - oponentai sukaupė pavojingą statistinių duomenų kiekį.
Dėl to buvo naudojami vienkartiniai kodai. Kiekvieną kartą prieš pagrindinio pranešimo pradžią siuntėjas atsiuntė pasikartojantį tekstą (pavyzdžiui, DXYDXY, užšifruotas SGHNZK) - rotorių padėtį pagrindiniam pranešimui priimti. Dubliuoti reikėjo dėl radijo trukdžių.
Žinant tai Pirma ir ketvirta raidė visada yra ta pati, kuris pirmuoju atveju yra užšifruotas kaip „S“, o vėliau kaip „N“, Rejewskis kruopščiai sukūrė korespondencijos lenteles, analizuodamas ilgas atkūrimo grandines ir bandydamas suprasti, kaip buvo sumontuoti rotoriai. Iš pradžių jis nekreipė dėmesio į kištukinį skydelį - jis monotoniškai pertvarkė tas pačias raidžių poras.
Po metų Rejewskis turėjo pakankamai duomenų, kad, naudodamas lenteles, greitai nustatytų kiekvienos dienos raktą.
Šifrai įgavo neaiškų vokiško teksto kontūrą su rašybos klaidomis - raidžių pakeitimo pataisos skydelyje pasekmė. Tačiau Rejewskiui, baigusiam Poznanės universitetą - vietovę, kuri iki 1918 m. Priklausė Vokietijai, nebuvo sunku intuityviai suvokti prasmę ir pritaikyti skydelį sujungus reikiamas raides.
Dabar atrodo paprastas dalykas, kai buvo pateikta užuomina ir paaiškinta mintis atskirti rotorių darbą nuo kištukinio skydo. „Hacking Enigma“buvo protų mūšis, reikalaujantis kruopščių pastangų ir matematinio talento.
Vokiečiai bandė padidinti šifro stiprumą
Iki 1930 -ųjų pabaigos vokiečiai patobulino „Enigma“, pridėdami du papildomus rotorius (# 4 ir # 5, kurie padidino derinių skaičių nuo 6 iki 60) ir padidino kabelių skaičių, tačiau įsilaužimas į „Enigma“jau tapo kasdienybe. Karo metais anglų matematikas Alanas Turingas surado savo gražų sprendimą, naudodamas stereotipinį pranešimų turinį (žodis „drėgnesnis“kasdienėje orų prognozėje), ir sukūrė analoginius kompiuterius, pateikdamas sraute „Enigma“pranešimų iššifravimą.
Garsusis „žmogiškasis faktorius“- vieno iš Vokietijos ryšių tarnybos darbuotojų išdavystė - suvaidino vaidmenį „Enigma“įsilaužimo istorijoje. Dar gerokai prieš karą ir užgrobtą Enigmą Vokietijos priešininkai sužinojo jungimo schemą Vermachto šifravimo mašinos rotoriuose. Beje, 1920 m. šis prietaisas buvo laisvai prieinamas civilinėje rinkoje įmonių ryšių reikmėms, tačiau jo laidai skyrėsi nuo karinės „Enigma“. Tarp perduotų dokumentų buvo instrukcijų vadovas - taip paaiškėjo, ką reiškia pirmosios šešios bet kurio pranešimo raidės (vienkartinis kodas).
Tačiau dėl veikimo principo prieiga prie pačios „Enigma“dar nieko nereiškė. Būtinos šifravimo knygos, nurodančios konkrečius nustatymus kiekvienai einamojo mėnesio dienai (rotoriaus tvarka II-I-III, rotorių padėtis QCM, raidės skydelyje prijungtos A / F, R / L ir kt.).
Tačiau „Enigma“dekoderiai atsisakė šifravimo knygų, rankiniu būdu analizuodami skaičių su 16 nulių.
Skaitmeninė tvirtovė
Kompiuterio šifravimo metodai įgyvendina tuos pačius tradicinius simbolių pakeitimo ir pertvarkymo pagal nurodytą algoritmą principus, kaip ir elektromechaninė „Enigma“.
Kompiuterių algoritmai yra labai sudėtingi. Surinkta mechaninės mašinos pavidalu, tokia sistema turėtų neįtikėtinus matmenis, nes daugybė rotorių sukasi kintamu greičiu ir kas sekundę keičia sukimosi kryptį.
Antrasis skirtumas yra dvejetainis mašinos kodas. Bet kokie simboliai paverčiami vienetų ir nulių seka, o tai leidžia pakeisti vienos raidės bitus su kitos raidės bitais. Visa tai užtikrina labai didelį kompiuterio šifrų stiprumą.
Tačiau, kaip parodė istorija su „Enigma“, tokių algoritmų laužymas yra tik skaičiavimo galios klausimas. Sudėtingiausią šifrą, pagrįstą tradiciniais permutacijos ir pakeitimo principais, netrukus „atras“kitas superkompiuteris.
Norint užtikrinti kriptografinį stiprumą, reikalingi kiti šifrai.
Šifras, kuriam įveikti reikia milijonų metų
Pastaraisiais dešimtmečiais „viešojo rakto“šifravimas buvo laikomas stipriausiu ir patikimiausiu šifravimo metodu. Nereikia keistis slaptais raktais ir algoritmus, kuriais buvo užšifruoti pranešimai. Negrįžtama funkcija yra kaip angliška spyna - norint uždaryti duris nereikia rakto. Raktas reikalingas norint jį atidaryti, ir jį turi tik savininkas (priimančioji šalis).
Raktai yra padalijimo su likusiomis milžiniškomis premjeromis rezultatas.
Funkcija yra negrįžtama ne dėl kokių nors esminių draudimų, bet dėl sunkumų per bet kokį pagrįstą laiką suskirstyti daug veiksnių į veiksnius. „Negrįžtamumo“skalę rodo tarpbankinės pervedimų sistemos, kuriose skaičiai susideda iš 10300 skaitmenų.
Asimetriškas šifravimas plačiai naudojamas bankininkystės paslaugų, momentinių pranešimų, kriptovaliutų ir visur, kur reikia, paslėpti informaciją nuo smalsių akių. Niekas patikimesnis už šią schemą dar nebuvo išrastas.
Teoriškai viską, ką sukūrė vienas žmogus, gali sulaužyti kitas. Tačiau, kaip liudija pastarieji įvykiai, valstybės reguliavimo institucijos yra priverstos ieškoti raktų iš pasiuntinių kūrėjų per įtikinėjimus ir grasinimus. Viešojo rakto šifrų stiprumas vis dar viršija šiuolaikinės kriptoanalizės galimybes.
Kvantinis telefonas už 30 mln
Straipsnio rašymo veiksnys buvo „Youtube“paskelbtas vaizdo įrašas, kuris netyčia atsidūrė peržiūros „rekomendacijų“sąraše. Autorius nėra tokių kanalų prenumeratorius dėl jų stereotipinio ir nevertingo turinio.
Tai nėra reklama. Tai nėra antireklama. Asmeninė nuomonė.
Vienas tinklaraštininkas sugriauna kito, kuris teigia apie „korupcijos sukčiavimą“, argumentus, sukūrus buitinį kvantinį telefoną.
Skeptikas-opozicijos atstovas pasakoja apie rastą „kvantinio telefono“„ViPNet QSS Phone“kopiją, kuri internete parduodama už 200 USD. Jo priešininkas prieštarauja: patys „vamzdžiai“neturi nieko bendra - kūrėjai naudojo bet kokius po ranka esančius prietaisus. Pagrindinė „ViPNet QSS Phone“savybė yra serverio „dėžutėje“, kurios viduje generuojami fotonai. Būtent „serveris“pateisina 30 milijonų rublių kainą.
Abu tinklaraštininkai demonstruoja visišką problemos nežinojimą ir nesugebėjimą mąstyti bei analizuoti informacijos. Pokalbis apie kvantinį telefoną turėtų prasidėti ne nuo „vamzdžių“ir „serverio“, bet nuo darbo principo, apie kurį viskas sakoma oficialiame pranešime.
Fotonų pagalba perduodamas tik slaptas raktas, kuris užšifruoja pagrindinį pranešimą. Taigi, kūrėjo nuomone, suteikiamas aukščiausias raktų apsaugos lygis. Pats pranešimas perduodamas užšifruotas įprastu kanalu.
„Fotonai reikalingi tik norint susitarti dėl bendro rakto, pačios derybos vyksta bet kokiu mums įprastu būdu“.
(Vaizdo įrašo momentas yra 6:09.)
Abu tinklaraštininkai į tai nekreipė dėmesio. Bet jei autorius būtų potencialus pirkėjas, jis užduotų kūrėjams keletą klausimų:
1. Kriptografija yra mokslas, kaip skaityti šifrus neturint rakto. Kitaip tariant, rakto nebuvimas negarantuoja, kad pranešimo negalima iššifruoti ir perskaityti. Ryškus pavyzdys yra „Enigma“istorija.
2. Jei mes kalbame apie bet kokio „slapto rakto“perdavimą, tai reiškia šifravimą naudojant tradicinius pakeitimo / permutacijos algoritmus. Dėl to šifras tampa dar mažiau saugus kriptografiškai, palyginti su šiuolaikiniais įsilaužimo įrankiais.
Kaip žinote, patikimiausias yra šifravimas naudojant „viešąjį raktą“, kai jokio rakto niekur nereikia perkelti. Kokia yra kvantinio kanalo vertė ir reikšmė?
Mikropasaulio mistika
Įprasti prietaisai su neįprastomis galimybėmis? Mes ginčysimės logiškai. „ViPNet QSS Phone“kūrėjai akivaizdžiai skubėjo pristatydami „kvantinį telefoną“ryšio įrenginių rinkoje. Esant galimam kanalo pločiui, kuris neleidžia perduoti viso pranešimo ir pasiekto 50 km nuotolio, tokia sistema neturi taikomos vertės.
Kartu istorija su šifravimo telefonu parodė, kad Rusijoje atliekami tyrimai, esantys šiuolaikinio mokslo ir technologijų priešakyje, kvantinių ryšių srityje.
Kvantinis bendravimas neapsiriboja įprastine kriptografija (pranešimo prasmės slėpimu) ir steganografija (paties pranešimo perdavimo fakto slėpimu). Informacijos bitai, užšifruoti kaip fotonai, gauna papildomą apsaugos sluoksnį. Tačiau tai neturi nieko bendra su šifravimu.
Pagrindiniai gamtos dėsniai neleidžia perimti pranešimo neišmatavus (taigi ir nekeičiant) fotonų parametrų. Kitaip tariant, tie, kurie veda slaptą pokalbį, iš karto žinos, kad kažkas bandė jų išklausyti. Sveiki…
