Kryptografie – bojový prostředek ve 2. světové válce (ENIGMA)

Kryptografie – bojový Kryptografie – bojový prostředek ve 2. světové válce prostředek ve 2. světové válce

(ENIGMA)(ENIGMA)

Michal MuthsamMichal Muthsam

PEF, EI, 5. ročníkPEF, EI, 5. ročník

Brno, 26.02.2005Brno, 26.02.2005

Základní výrazy

• Kryptografie – věda o šifrování tajných zpráv

• Kryptologie, kryptoanalýza – věda

o luštění šifer

• Otevřený text – text před zašifrováním

• Šifrový text – text po zašifrování

• Steganografie – věda o ukrývání tajných informací bez jejich šifrování (mikrotečky)

ENIGMA (záhada, tajenka)

• Možno nastavit stroj tak, aby se vlastní šifra nedala nikdy opakovat

• Patent – 18. 2. 1918 Arthur Scherbius• První stroj používaly banky již v roce 1922• Výrobcem byla firma na kancelářské stroje

v Berlíně• Snaha rozkódovat Enigmu od roku 1938 v Bletchley

Park ve Velké Británii• A. Turing a jeho stroj La Bombe kopírující Enigmu

Princip ENIGMYPsací stroj, který po stisku klávesy provedl několik permutací a po těchto operacích bylo rozsvíceno písmeno šifrového textu odpovídající stisknuté klávese. Enigma obvykle sestávala z 3 - 4 rotorů, 1 reflektoru a 26 sdířek, odpovídajících jednotlivým písmenům, které mohly navíc definovat dodatečnou permutaci. Po zašifrování jednoho znaku dojde k otočení nejpravějšího rotoru o jeden dílek, po jedné otáčce se otočí jeho soused o jeden dílek atd. (podobně jako např. na počítadle). Tajný klíč byl tvořen jednak výběrem rotorů, jejich nastavením a propojením sdířek. Šlo o poměrně komplikovaný stroj.

Jednoduché schéma ENIGMY

• Enigma měla 150 trilionů možných kombinací

• Tj. 150 000 000 000 000 000 000• Tým společně s Turingem byli schopni

omezit kombinace jen na 7 000 • Rok 1943 nalezena správná kombinace• Úspěch zkrátil válku o 3 – 4 roky• Až v roce 1967 se zveřejnily informace

o skupině ULTRA

Různé typy kódování ENIGMY• Různé sítě pro jednotlivé složky

německých ozbrojených sil

• Síť Kriegsmarine byla nejsložitější na rozluštění

• Každá síť měla jinou frekvenci obměny kódových knih (1 den – 1 měsíc)

• Délka zprávy max. 250 znaků

Spojenecké úspěchy• Úspěchem bylo získání enigmy z ponorky

U-505

• Získání kódovacích knih z meterologických lodí a ponorek

• A samozřejmě rozluštění šifry

Pokus o rozluštění ENIGMY I.

• Britská letadla položila miny na dohodnutá místa a tím vyprovokovala německá plavidla k vyslání varovné zprávy dalším plavidlům. Tato varování zašifrovaná Enigmou obsahovala odkaz na mapu, Britové však věděli předem, o jaké souřadnice jde, takže je bylo možné použít jako tahák (věděli, že určitá část šifrového textu představuje určitou sadu souřadnic).

• Cílem bylo, aby se Němci nedověděli, že byla prolomena šifra. To by způsobilo, že by zdokonalili Enigmu či ihned změnili kódovací knihu. Německé vedení až do konce války se domnívalo, že šifra je neprolomitelná a tudíž se domnívalo, že komunikace mezi svými složkami je zcela bezpečná.

Pokus o rozluštění ENIGMY II.

Japonsko a ENIGMA

• V roce 1934 kupují Enigmu a modernizují, používají od roku 1939, rozluštění v 1940

• Jejich kód byl pravděpodobně nejsložitější

• Označení kódu jako „purpurový“

• Zpráva o vypovězení smlouvy s USA byla rozluštěna jen několik hodin před útokem na Pearl Harbor.

Další válečný vývoj šifrování I.

• Znázornění zvuku pomocí čísel. Bylo tak činěno pomocí vzorkování zvuku několik-rát za sekundu. U každého takového vzorku byla následně měřena jeho amplituda. Tyto pokusy vedly ke zformo-vání prvních teorií o digitálním záznamu zvuku.

Další válečný vývoj šifrování II.

• Code-talkers - příslušníci indianského kmene Navajo. Často používané výrazy měly přímo definovaný kód v navajštině, u ostatních slov bylo jejich každé písmeno při šifrování nahrazeno anglickým slovem (z pevně defino-vané sady), na toto písmeno začínajícím a to bylo posléze převedeno do Navajštiny (buď jako ekvivalent nebo opis původně v tomto jazyce neexistujícího slova). Díky pečlivě volenému kódovaní slov nebylo toto šifrování během války prolomeno ani přesto, že Japonci mohli využít příslušníka kmene Navajo pro překlad zachyce-ných termínů.

Použité zdroje

• http://www.fronta.cz/index.php?action=1&sekce=1500

• http://worldwariind.wz.cz/enigma.html

• http://hisorie-sifrovani.wz.cz/sifry.html

• http://kadlec.unas.cz/purpur.htm

• a další ...

Dotazy?