наверх

криптография и бесполезная математика. часть 2

Игра в имитацию без лишних подробностей, но с важными деталями

До момента, когда нас захватят роботы, еще осталось немного времени. Поэтому мы успеем рассказать вам о криптографии в эпоху электромеханических устройств. А чтобы понять, что тут вообще происходит, советуем прочитать первую часть статьи.

Иногда человечество совершает ужасный шаг в бездну, чтобы потом выбраться и пойти вперед. Война — всегда огромная бездна. Вторая мировая дала толчок для формирования новой ветви криптографии — электромеханической.

Большинство из нас знает, как выглядит печатная машинка. Но немногие узнали бы в ней страшнейшее оружие двадцатого века. Именно так выглядела военная шифровальная машина «Энигма».

Справедливо будет сказать, что «Энигмой» называлась не конкретная машина, а целая серия машин. Они различались конфигурацией, но служили одной цели — шифровать. По сути шифрование все еще основывалось на знакомом нам принципе — шифре простой замены. Но замен было несколько, и для каждой буквы сдвиг был свой.

Внешне машина действительно была похожа на печатную: это был ящик с клавиатурой и непонятными переключателями. Внутри же творилась магия хаоса. Текст зашифровывался благодаря ротарам — так назывались диски внутри «Энигмы». У каждого такого диска было 26 контактов.

Каждый ротор принимал на себя одно значение буквы, а возвращал другое: каждый ротор проделывал эту операцию. Начальная буква, введенная на клавиатуре машины, несколько раз меняла свое значение, притом на казалось бы случайное, неподвластное расшифровки количество сдвигов. Первый ротор выдавал один шифр, потом его менял второй ротор. И так, пока не кончатся роторы. Обычно они кончались на количестве трех штук, но иногда бывало и четыре — это зависело от модели «Энигмы».

Чтобы еще сильнее запутать шифр, была придумана коммутационная панель. Она состояла из ячеек, количество которых соответствовало количеству букв в алфавите. Ячейки соединялись проводом и меняли местами значение друг друга. Воткнув провод одним концом в гнездо «А», а другим — в «Е», вы меняли эти буквы местами. После всех этих манипуляций количество возможных вариантов шифра становилось равным 150738274937250 (два в 47 степени).

«Энигма» имела очень сложный принцип работы, но легкое исполнение. Достаточно было ввести текст на клавиатуре и посмотреть, что получилось. «Энигма» была популярным устройством: за все время ее существования было выпущено около 100 тысяч копий изделия. Уже тогда стала актуальной история о дополнении устройства аксессуарами. Например, одна из комплектаций позволяла выводить шифр на панель, вместо того, чтобы следить за загорающимися лампочками. Или использовать «Энигму» удаленно, правда с помощью провода — тогда оператор на одном конце провода знал только сообщение, а на втором — только шифр. Это стало новым элементом секретности.

Блетчли Парк всегда хранил много секретов. «Энигма» не была первой машиной для зашифровки сообщений — просто она была самой известной. И когда в Германии только изобрели «Энигму», в Британии уже строили машины для дешифровки. Правда, не те.

Удивление в фильме «Игра в имитацию» касательно огромной машины — не более, чем актерская игра. Блетчли Парк к тому моменту мог похвастаться машиной под названием «Колоссиус». Уже по названию можно предположить, что здесь размеры устройства были действительно поразительными. «Колоссиус» был шкафом с переключателями и лампочками. Он разгадывал шифры из перехваченных радиоэфиров под кодовым названием “fish” и был списан с изобретением «Энигмы».

К сожалению или к счастью, он мог решать лишь узконаправленные задачи и нужно было искать что-то, что справится с «Энигмой».

И тогда была сброшена «Бомба Тьюринга».

Никакой бомбы, конечно, не было. Таково было кодовое название для машины, победившей «Энигму». Машина Тьюринга имела важнейшее значение в то время, но не меньшее и для нас. Именно она положила начало современным компьютерам. Но об этом — поговорим подробнее уже в следующий раз.