A cifra Enigma foi uma cifra de campo usada pelos alemães durante a Segunda Guerra Mundial. Enigma é uma das máquinas de criptografia mais famosas da história. A primeira máquina Enigma foi inventada por um engenheiro alemão chamado Arthur Scherbius no final da Primeira Guerra Mundial. Ele tem sido usado comercialmente desde o início da década de 1920 e também foi usado pelos serviços militares e governamentais de vários países, incluindo a Alemanha, antes e durante a Segunda Guerra Mundial para transmitir mensagens codificadas. Muitos modelos diferentes de Enigma foram produzidos, mas o modelo militar alemão e a cifra alemã "Enigma" são os mais famosos e discutidos.
Quebrando a cifra Enigma durante a Segunda Guerra Mundial
Alguns historiadores acreditam que a quebra da cifra Enigma foi a vitória mais importante para as potências aliadas durante a Segunda Guerra Mundial. A máquina Enigma permitiu bilhões de maneiras de codificar mensagens, tornando incrivelmente difícil para outros países quebrar códigos alemães durante a Segunda Guerra Mundial. Por um tempo o código pareceu invulnerável. Então Alan Turing eoutros pesquisadores exploraram várias falhas na implementação do código Enigma e obtiveram acesso a livros de códigos alemães, permitindo-lhes criar uma máquina chamada Bombe. Ela ajudou a quebrar as versões mais difíceis do Enigma. A Polônia em 2007 emitiu uma moeda em homenagem ao 75º aniversário da quebra da cifra Enigma - 2 złoty de ouro do norte. No centro está o brasão de armas da Polônia, e em um círculo há uma roda Enigma.
O significado de quebrar a cifra para aliados
Alguns historiadores acreditam que o hack da Enigma foi a vitória mais importante das Forças Aliadas durante a Segunda Guerra Mundial. Usando as informações que decifraram dos alemães, os Aliados conseguiram evitar muitos ataques. Mas para evitar suspeitas de que encontraram uma maneira de decifrar as mensagens, os Aliados tiveram que permitir alguns ataques, apesar de terem o conhecimento para detê-los. Isso é descrito no filme "O Jogo da Imitação", lançado em 2014.
Máquina "Enigma": descrição, componentes
A máquina Enigma consiste em várias partes, incluindo teclado, placa, rotores e circuitos eletrônicos internos. Alguns deles têm recursos adicionais. As mensagens codificadas eram um conjunto de letras que se transformavam em uma frase clara quando decifradas. As máquinas Enigma usam uma forma de criptografia de substituição. A criptografia de substituição é uma maneira simples de codificar mensagens, mas esses códigos são bastante fáceis de quebrar. Mas a máquina Enigma é projetada para que o rotor certo avanceuma posição imediatamente após pressionar a tecla enter. Assim, a criptografia das letras realmente começa enquanto os rotores estão na posição anterior ao AAA. Normalmente esta posição é AAZ.
Como funciona a cifra Enigma
Um exemplo simples de um esquema de criptografia de substituição é a cifra de César. Consiste em mudar o lugar de cada letra do alfabeto. Por exemplo, quando deslocada em 3 casas, a letra A tomará o lugar de G. Mas a cifra de máquina Enigma era, sem dúvida, muito mais poderosa que a simples cifra de César. Eles usam uma forma de cifras de substituição, mas cada vez que uma letra é comparada com outra, todo o esquema de codificação muda. Variantes de cifras Enigma - na foto abaixo.
Após pressionar cada botão, os rotores se movem e direcionam a corrente em um caminho diferente para outra letra aberta. Assim, para o primeiro toque de tecla, uma codificação é gerada e para o segundo toque de tecla, outra. Isso aumenta muito o número de opções de codificação possíveis, porque toda vez que uma tecla é pressionada na máquina Enigma, os rotores giram e o código muda.
O princípio da máquina Enigma
Quando uma tecla é pressionada no teclado, um ou mais rotores se movem para formar uma nova configuração de rotor que codificará uma letra como outra. A corrente flui através da máquina e uma luz na placa da lâmpada acende para indicar a letra de saída. Um exemplo de cifra Enigma ficou assim: se a tecla P for pressionada e a máquina Enigma codificar esta letra como A, emo painel da lâmpada acenderá A. A cada mês, os operadores da Enigma recebiam livros de códigos que indicavam quais configurações seriam usadas a cada dia.
Esquema de criptografia
O circuito era semelhante a um painel de telefone antigo que tem dez fios, com duas extremidades em cada fio que podem ser conectadas a uma tomada. Cada fio de plugue pode emparelhar duas letras conectando uma extremidade do fio a um slot de letra e a outra extremidade à outra letra. As duas letras do par serão trocadas, portanto, se B estiver conectado a G, G se tornará B e B se tornará G. Isso fornece uma camada extra de criptografia para os militares.
Codificação de mensagens
Cada rotor da máquina tem 2626 números ou letras. A máquina Enigma pode usar três rotores por vez, mas estes podem ser alterados de cinco conjuntos, resultando em milhares de configurações possíveis. A "chave" da cifra Enigma consiste em vários elementos: os rotores e sua ordem, suas posições iniciais e o esquema de deslocamento. Assumindo que os rotores se movem da esquerda para a direita e a letra A deve ser criptografada, então quando a letra A é criptografada, cada rotor está em sua posição original - AAA. À medida que os rotores se movem da esquerda para a direita, o caractere A passará primeiro pelo terceiro. Cada rotor realiza uma operação de substituição. Portanto, após o caractere A passar pelo terceiro, ele sai como B. Agora a letra B é inserida pelo segundo rotor, onde é substituída por J, e no primeiro J é alterado para Z. Após a passagem da cifra Enigmapor todos os rotores, vai até o defletor e passa por outra simples substituição.
Chave para descriptografar mensagens
Após sair do refletor, a mensagem é enviada através dos rotores na direção oposta, com substituição reversa aplicada. Depois disso, o símbolo A se transformará em U. Cada rotor, no aro, possui um alfabeto, para que o operador possa definir uma determinada sequência. Por exemplo, o operador pode girar o primeiro rotor para exibir D, girar o segundo para exibir K e girar o terceiro slot para exibir P. Com o conjunto inicial de três números ou letras exibidos na máquina do remetente quando ele começou a digitar a mensagem, o destinatário pode decodificá-lo configurando sua máquina Enigma idêntica para as configurações iniciais do remetente.
Desvantagens do método de criptografia Enigma
A principal desvantagem da cifra Enigma era que a letra nunca poderia ser codificada como está. Em outras palavras, A nunca será codificado como A. Essa foi uma grande falha no código da Enigma porque forneceu uma informação que poderia ser usada para descriptografar mensagens. Se os decodificadores pudessem adivinhar a palavra ou frase que provavelmente apareceria na mensagem, essa informação os ajudaria a decifrar o código. Como os alemães sempre enviavam a mensagem do tempo no início e geralmente incluíam uma frase com sua saudação tradicional no final da mensagem, foram encontradas frases que se aproximavamdecodificadores para desvendar.
Carro de Alan Turing e Gordon Welchman
Alan Turing e Gordon Welchman desenvolveram uma máquina chamada Bombe que usava circuitos elétricos para decifrar uma mensagem codificada pela Enigma em menos de 20 minutos. A máquina Bombe tentou determinar as configurações do rotor e os circuitos da máquina Enigma usados para enviar uma determinada mensagem codificada. O veículo britânico Bombe padrão era essencialmente 36 veículos Enigma ligados entre si. Assim, ela modelou várias máquinas Enigma de uma só vez.
Como era a Bomba
A maioria das máquinas Enigma tinha três rotores, e cada um dos simuladores Enigma em Bombe tinha três tambores, um para cada rotor. Os tambores do Bombe foram codificados por cores para combinar com o rotor que estavam simulando. Os tambores foram dispostos de forma que o topo dos três simulasse o rotor esquerdo da Enigma, o do meio simulasse o rotor do meio e o inferior simulasse o rotor direito. A cada rotação completa das bobinas superiores, as bobinas do meio eram aumentadas em uma posição, o mesmo acontecia com as bobinas média e inferior, elevando o número total de posições para 17.576 posições da máquina Enigma de 3 rotores.
Trabalho do decodificador
Para cada configuração de rotor, a cada volta dos tambores, a máquina Bombe fez uma suposição sobre a configuração do circuito, por exemplo, que A está conectado a Z. Se a suposição for falsa, a máquina rejeitou e não o usei novamente, e não gastei tempo verificandoqualquer um destes mais tarde. A máquina Bombe deslocou as posições do rotor e escolheu um novo palpite e repete esse processo até que apareça um arranjo de configuração satisfatório. Se a máquina "adivinhou" que A estava conectado a Z, então ela entendeu que B deve estar conectado a E, e assim por diante. Se o teste não resultasse em contradição, a máquina pararia e o decodificador usaria a configuração selecionada como chave para a mensagem.
