Zwyciężył rozum

Złamanie tajemnicy niemieckiej Enigmy było możliwe dzięki olbrzymiej wiedzy i wyobraźni matematycznej polskich kryptologów. Ich odkrycia okazały się potem bardzo przydatne w budowie pierwszych komputerów.

Złamanie tajemnicy niemieckiej Enigmy było możliwe dzięki olbrzymiej wiedzy i wyobraźni matematycznej polskich kryptologów. Ich odkrycia okazały się potem bardzo przydatne w budowie pierwszych komputerów.

Niemcy byli pewni, że nikomu nigdy nie uda się złamać szyfru Enigmy. Tak pewni, że w okresie międzywojennym sprzedawali nawet cywilne wersje tej maszyny. Handlowano nimi na terenie Niemiec, Wlk. Brytanii czy Francji (choć nie w Polsce). Służyły przedsiębiorcom do szyfrowania korespondencji handlowej. Do tych celów zresztą miała być pierwotnie Enigma wykorzystywana. Jej prototyp skonstruował ok. 1920 r. niemiecki inżynier Artur Scherbius. Wcześniej odkupił prawa patentowe od holenderskiego oficera Hugo Kocha. Liczył, że zbije majątek na jej sprzedaży przedsiębiorcom, którzy obawiali się o bezpieczeństwo swoich informacji przesyłanych drogą... telegraficzną. Maszyna oferowana przez firmę Scherbiusa miała zapobiec przedostawaniu się ważnych informacji handlowych w ręce konkurencji.

Enigmą dość szybko zainteresowały się niemieckie władze wojskowe. W niemieckiej marynarce wojennej zaczęto się nią posługiwać w 1926 r., a w wojskach lądowych dwa lata później. Szacuje się, że w trakcie działań wojennych armia niemiecka używała ok. 200 tys. maszyn szyfrujących. Cały czas w przekonaniu, że zaszyfrowane w ten sposób meldunki są całkowicie bezpieczne.

Niemcom trudno było sobie wyobrazić, że komuś uda się złamać szyfr, w którym suma wszystkich możliwych kombinacji wynosiła 400 sekstylionów (4 x 1026, a przy najbardziej zaawansowanych wersjach maszyny mogła dochodzić nawet do 3 x 10114). Do podobnego wniosku doszli również Brytyjczycy, którzy po pierwszych, nieudanych próbach złamania tajemnicy Enigmy zrezygnowali z dalszych prac, uznając je za bezowocne. Sztuka ta jednak udała się w połowie lat 30. grupie polskich kryptologów pod kierunkiem Mariana Rejewskiego, zatrudnionych przez biuro wywiadu (tzw. Oddział II) Sztabu Głównego Wojska Polskiego. W 1938 r. Polacy odczytywali już ok. trzech czwartych niemieckich depesz wojskowych.

Rozwiązanie proste i skuteczne

Enigma oczywiście nie była wówczas jedyną wykorzystywaną maszyną szyfrującą. Była jednak najdoskonalsza. Z zewnątrz przypominała zwykłą maszynę do pisania. Wyposażona była w klawiaturę składającą się z 26 klawiszy oznaczonych literami alfabetu łacińskiego. Powyżej niej znajdował się pulpit z otworami oznaczonymi również tymi samymi literami podświetlanymi przez małe żaróweczki. Na klawiaturze wpisywano tekst jawny, a szyfrogram składał się z liter podświetlanych na pulpicie.

Sercem Enigmy były trzy bębenki szyfrujące umieszczone na wspólnej osi. Każdy z nich mógł się obracać niezależnie od pozostałych. Każdy składał się z metalowego pierścienia z wyrytymi na jego obwodzie 26 literami alfabetu oraz z ebonitowego krążka wyposażonego z jednej strony w elektryczne styki stałe, a z drugiej - w styki sprężynujące. Pierścień mógł przyjmować różne położenia względem krążka. Dzięki temu możliwe było różnorodne łączenie elektryczne między literami. Bębenki można było nakładać na oś w dowolnej kolejności. Kolejność ta oraz początkowe, wyjściowe ustawienie bębenków względem siebie były zmieniane według specjalnego, trzyliterowego kodu - początkowo co tydzień, a w trakcie działań wojennych już codziennie.

Naciśnięcie przycisku z literą na klawiaturze powodowało wysłanie impulsu elektrycznego do pierwszego z bębenków i wskazanie na nim stosownej litery, innej od naciśniętej. Poprzez układ uzwojenia w bębenkach prąd płynął dalej kolejno do następnych bębenków, wskazując na każdym z nich inną literę. Wybrana na końcu litera była podświetlana na pulpicie i wpisywana do szyfrogramu. Po każdym naciśnięciu klawisza bębenki obracały się o 1/26. W ten sposób tej samej naciśniętej literze z tekstu jawnego odpowiadała za każdym razem inna litera w szyfrogramie.

Dzięki tzw. bębnowi odwracającemu można było używać tej samej maszyny zarówno do szyfrowania, jak i automatycznego deszyfrowania depesz.

Zadanie dla matematyków

W polskim Biurze Szyfrów dość szybko zorientowano się, że nadawane przez Niemców depesze są szyfrowane maszynowo. Jego dowództwo wykazało się w tym momencie dużą dalekowzrocznością i wyobraźnią. Pracujący w nim oficerowie zdali sobie sprawę, że do złamania szyfru maszynowego potrzebne będę inne metody niż stosowane dotychczas. Jako pierwsi w Europie dostrzegli potrzebę zatrudnienia nie tylko lingwistów czy szachistów, ale też matematyków.

Tradycyjnie stosowana była zazwyczaj metoda lingwistyczna. Polegała ona m.in. na ustaleniu, która głoska występuje w danym języku najczęściej. Bez względu na to jak zostanie zapisana, w zakodowanym tekście odpowiadający jej znak pojawi się też najczęściej. Wykorzystanie Enigmy wyeliminowało jednak jednoznaczne przyporządkowanie znaków i uczyniło analizę językoznawczą bezowocną. Zaszyfrowany tekst wydawał się zupełnie chaotyczny, występujące w nim litery jawiły się jako zupełnie ze sobą niepowiązane.

W 1929 r. z inicjatywy Sztabu Głównego Wojska Polskiego zorganizowano dla wybranych studentów matematyki Uniwersytetu Poznańskiego kurs kryptograficzny. Wybrano ten ośrodek zarówno ze względu na wysoki poziom wiedzy matematycznej, jak i powszechną znajomość języka niemieckiego. Trzej najbardziej wybijający się absolwenci zostali zatrudnieni następnie w Biurze Szyfrów i zajęli się pracą nad złamaniem szyfru Enigmy. Byli to: Marian Rejewski, Jerzy Różycki i Henryk Zygalski.


TOP 200