Machine Enigma

Les tableau de connexion, le clavier, des lampes et doigts roues des rotors émergents du couvercle intérieur d'un trois-rotor militaire allemand machine Enigma

L'énigme machine à décoder
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La machine Enigma était un chiffre machine utilisée pour crypter et décrypter des messages secrets. Plus précisément, Enigma était une famille de connexes électro-mécanique machines à rotor, comprenant une variété de différents modèles.

L'énigme a été utilisé commercialement à partir du début des années 1920 sur, et a également été adopté par le services gouvernementaux d'un certain nombre de pays-plus célèbre par des militaires et l'Allemagne nazie avant et pendant la Seconde Guerre mondiale .

Le modèle militaire allemand, le Wehrmacht Enigma, est la version la plus couramment discuté. La machine a gagné en notoriété, car Allié cryptographes ont pu décrypter un grand nombre de messages qui ont été chiffrées sur la machine. Décryptage a été rendue possible en 1932 par Cryptographes polonais Marian Rejewski, Jerzy Różycki et Henryk Zygalski partir Bureau Cipher. À la mi-1939 méthodes de reconstruction et de décryptage ont été livrés à partir de la Pologne à la Grande-Bretagne et de France . Le l'intelligence acquise par cette source, le nom de code ULTRA, était une aide significative à l'effort de guerre des Alliés. L'influence exacte de ULTRA est débattue, mais une évaluation typique est que le fin de la guerre européenne a été accélérée par deux ans à cause de la décryptage des chiffres allemands.

Bien que le chiffrement Enigma a des faiblesses cryptographiques, dans la pratique ce ne est qu'en combinaison avec d'autres facteurs importants (erreurs commises par les opérateurs, les vices de procédure, une machine occasionnelle ou capturé dictionnaire) qui codebreakers alliées étaient en mesure de déchiffrer les messages.

Description

Enigma schéma montrant la circulation du courant. La touche "A" est codé à la lampe "D". D donne A, mais A ne cède jamais A.

L'action de brouillage des rotors Enigma indiqués pour deux lettres consécutives courant est passé dans ensemble de rotors, autour du réflecteur, et à l'arrière à travers les rotors à nouveau. Les lignes grisées représentent d'autres circuits possibles dans chaque rotor, qui sont câblés à des contacts sur chaque rotor. Lettre A crypte différemment avec touches consécutives, premier à G, puis à C. Ce est parce que le rotor de droite a renforcé, en envoyant le signal sur une voie complètement différente.

Comme les autres machines du rotor, la machine Enigma est une combinaison de systèmes mécaniques et électriques. Le mécanisme mécanique est constitué d'un Clavier; un ensemble de disques rotatifs appelé rotor s disposé le long d'une côte à côte broche; et un mécanisme pas à pas pour mettre un ou plusieurs des rotors à chaque pression de touche. Le mécanisme exact varie, mais la forme la plus commune est pour le rotor de droite à l'étape une fois avec chaque coup clé, et parfois le mouvement des rotors voisins est déclenchée. Le mouvement continuel des rotors en résulte une transformation cryptographique différent après chaque pression de touche.

Les pièces mécaniques agissent de manière à former un variant circuit électrique du chiffrement réelle d'une lettre est effectué électriquement. Quand une touche est enfoncée, le circuit est complété; courant circule à travers les différents composants et les lumières finalement l'un des nombreux différents lampes, indiquant la lettre de sortie. Par exemple, lors du cryptage d'un message à partir ANX ..., l'opérateur serait d'abord appuyer sur la touche A, et la lampe Z pourrait lumière; Z serait la première lettre du texte chiffré. L'opérateur devrait alors procéder à chiffrer N de la même façon, et ainsi de suite.

Pour expliquer l'énigme, nous utilisons le schéma de câblage sur la gauche. Pour simplifier l'exemple, seulement quatre composants de chacun sont présentés. En réalité, il ya 26 lampes, touches, prises et câblages à l'intérieur des rotors. Le courant circule de la batterie (1) par l'intermédiaire du commutateur lettre-bi-directionnel enfoncé (2) au tableau de connexion (3). Le tableau de connexion permet de recâblage les connexions entre le clavier (2) et la roue d'entrée fixe (4). Ensuite, le produit actuel à travers le-utilisé, donc fermé bouchon (3) par l'intermédiaire de la roue (4) d'entrée à travers les câblages des trois (Wehrmacht Enigma) ou quatre (Kriegsmarine M4 ou variante Abwehr) rotors (5) et entre dans le réflecteur (6). Le réflecteur renvoie le courant, par l'intermédiaire d'une autre voie, en arrière à travers les rotors (5) et la roue d'entrée (4) et produit par le bouchon "S" reliée à un câble (8) pour brancher «D», et une autre bidirectionnelle Commutateur (9) à la lumière de la lampe.

Le changement continu de trajets électriques à travers l'unité du fait de la rotation des rotors (qui provoquent les contacts à broches pour changer avec chaque lettre tapée) met en œuvre le cryptage polyalphabétique qui a fourni de haute sécurité d'Enigma.

Rotors

Ensemble de rotor Enigma. Les trois rotors mobiles sont pris en sandwich entre deux roues fixes: la roue d'entrée sur la droite et le réflecteur (ici marqué "B") sur la gauche.

Les rotors (alternativement roues ou tambours - Walzen en allemand) forment le cœur d'une machine Enigma. A environ 10 cm de diamètre, chaque rotor est un disque dur fait de caoutchouc ou bakélite avec une série de laiton broches à ressort sur une face disposés en cercle; de l'autre côté sont d'un nombre correspondant de contacts électriques circulaires. Les broches et les contacts représentent l' alphabet -typiquement les 26 lettres A-Z (ce sera assumée pour le reste de la description). Lorsqu'ils sont placés côte-à-côté, les broches d'un reste de rotor contre les contacts du rotor voisin, formant une connexion électrique. A l'intérieur du corps du rotor, un ensemble de câbles 26 relie chaque broche d'un côté à un contact de l'autre selon un motif complexe. Le câblage diffère pour chaque rotor.

Trois rotors Enigma et l'arbre sur lequel ils sont placés lors de l'utilisation.

En soi, un rotor ne effectue qu'un type très simple de chiffrement simple chiffrement par substitution. Par exemple, l'axe correspondant à la lettre E peut être raccordé au contact pour la lettre T sur la face opposée. La complexité provient de l'utilisation de plusieurs rotors en série, généralement trois ou quatre, et la régularité du mouvement des rotors; cela fournit un type beaucoup plus forte de cryptage.

Lorsqu'il est placé dans la machine, un rotor peut être réglé sur l'une des 26 positions. Il peut être tourné à la main au moyen d'un doigt roue à gorge qui fait saillie à partir du couvercle intérieur en position fermée, comme représenté sur la Figure 2 . Alors que l'opérateur connaît la position, chaque rotor a un pneu alphabet (ou lettre anneau) fixée autour de l'extérieur du disque, avec 26 lettres ou de chiffres; l'un d'eux peut être vu à travers une fenêtre indiquant la position du rotor à l'opérateur. Dans les premiers modèles Enigma, l'anneau de l'alphabet est fixe; une complication introduite dans les versions ultérieures est la facilité pour ajuster la bague de l'alphabet par rapport au câblage de base. La position de la bague est connu comme le Ringstellung ("bague de réglage").

Les rotors comportent chacun une encoche (parfois plusieurs encoches), utilisé pour commander l'étagement des rotors. Dans les versions militaires les encoches sont situées sur l'anneau d'alphabet.

Les Enigmes Armée et la Force aérienne est venu équipé de plusieurs rotors; lors de la première délivré n'y avait que trois. Sur 15 Décembre 1938 cela a changé à cinq, dont trois ont été choisis pour l'insertion dans la machine. Ils ont été marqués par des chiffres romains pour les distinguer: I, II, III, IV et V, le tout avec les crans simples situés à différents points sur l'anneau de l'alphabet. Ce doit avoir été conçu comme une mesure de sécurité, mais finalement permis à la polonaise Méthode Horloge et de la Colombie les attaques de Banburismus.

La version navale du Wehrmacht Enigma avait toujours été émis avec plusieurs rotors que les autres services: d'abord, six, puis sept et finalement huit. Les rotors supplémentaires ont été nommé VI, VII et VIII, le tout avec un câblage différent, et a eu deux encoches coupées en eux à N et A, résultant en un chiffre d'affaires plus fréquentes.

Le quadri-rotor Naval Enigma (M4) la machine logé un rotor supplémentaire dans le même espace que la version trois-rotor. Ceci a été accompli en remplaçant le réflecteur d'origine avec un réflecteur diluant et en ajoutant un quatrième rotor spécial. Le quatrième rotor peut être l'un des deux types, "bêta" ou "Gamma", et jamais les étapes, mais il peut être placé manuellement dans l'une des 26 positions.

Mouvement Stepping

Stepping mouvement de l'Enigma.

Pour éviter simplement la mise en œuvre d'une simple (et facilement cassable) chiffrement par substitution, certains rotors tournés avec des presses consécutives d'une clé. Cela a permis la substitution cryptographique serait différent à chaque position, produisant une formidable polyalphabétique chiffrement par substitution.

L'arrangement le plus commun utilisé un cliquet et mécanisme à cliquet. Chaque rotor avait un cliquet avec 26 dents; un groupe de cliquets en prise avec les dents du rochet. Les cliquets poussés vers l'avant à l'unisson avec chaque pression de touche sur la machine. Si un cliquet en prise les dents d'un rochet, ce rotor a avancé d'un pas.

Dans la Wehrmacht Enigma, chaque rotor avait une bague crantée réglable. Les cinq rotors de base (I-V) avait un cran chacun, tandis que les rotors navales supplémentaires VI, VII et VIII ont deux encoches. À un certain moment, l'encoche un rotor finalement aligné avec le cliquet, ce qui lui permet d'engager le cliquet du rotor prochain avec la pression de touche suivante. Lorsque un cliquet ne était pas aligné avec l'encoche, il a glissé sur la surface de l'anneau sans engager le cliquet. Dans un système de rotor unique cran, le second rotor avancé d'une position toutes les 26 avancées du premier rotor. De même, le troisième rotor avance un poste pour chaque 26 avances du second rotor. Le second rotor a également progressé en même temps que le troisième rotor, ce qui signifie le second rotor peut intervenir à deux reprises sur la touche suite Presses- «double stepping" -resulting dans une période réduite.

Cette double stepping causé les rotors de se écarter d'une normale odomètre. Un double pas eu lieu comme suit: le premier rotor est intervenu, et a pris le second rotor un peu plus loin. Si le second rotor ému par cette étape dans son propre cran-position, le troisième cliquet descend. Sur la prochaine étape de ce cliquet serait pousser le cliquet de la troisième rotor et de faire progresser, mais poussé dans l'encoche du second rotor, l'avancement de la deuxième rotor une deuxième fois d'affilée.

Avec trois roues seulement et simples encoches dans les première et seconde roues, la machine a une période de 26 × 25 × 26 = 16.900 (pas 26 × 26 × 26 en raison de la double pas à pas du second rotor.) Par le passé, les messages ont été limitées à quelques centaines de lettres, et ainsi il y avait très peu de risque de répéter une position quelconque dans un seul message.

Pour faire de la place pour les navales quatrième rotors "Beta" et "Gamma", introduites en 1942, le réflecteur a été modifiée, en le rendant beaucoup plus mince et la mince quatrième rotor spéciale a été placée contre elle. Pas de changements ont été apportés reste du mécanisme. Comme il n'y avait que trois cliquets, le quatrième rotor jamais mis les pieds, mais pourrait être réglé manuellement dans une de ses 26 positions.

Lorsque vous appuyez sur une touche, les rotors intensifiées avant que le circuit électrique est connecté.

roue d'entrée

La roue d'entrée (Eintrittswalze en allemand), ou l'entrée stator, relie le tableau de connexion, si elle est présente, ou autrement, le clavier et lampboard, à l'ensemble de rotor. Alors que le câblage exact utilisé est de relativement peu d'importance à la sécurité, il se est avéré un obstacle au progrès de la polonaise cryptanalyste Marian Rejewski lors de sa déduction des câblages de rotor. L'énigme commerciale relie les touches dans l'ordre de leur séquence sur le clavier: Q A, W B, E C et ainsi de suite. Cependant, l'Enigma militaire les relie par ordre alphabétique droite: A A, B B, C C, etc. Il a fallu une pièce inspirée de devinettes pour Rejewski pour réaliser la modification, et il a ensuite été en mesure de résoudre ses encore plus inspirés équations .

Réflecteur

À l'exception du début des modèles A et B, le dernier rotor est venu devant un réflecteur (allemand: Umkehrwalze, qui signifie «inversion rotor"), une fonction brevetée distinctif de la famille Enigma entre les différentes machines à rotor conçus dans la période. Le réflecteur connecté sorties du dernier rotor par paires, la réorientation actuelle à travers les rotors par une voie différente. Le réflecteur est assuré que Enigma auto-réciproque: idéalement, le cryptage est le même que le déchiffrement. Toutefois, le réflecteur a également donné Enigma la propriété qu'aucune lettre jamais chiffré à elle-même. Ce était une erreur conceptuelle grave et une erreur cryptologique puis exploités par codebreakers.

Dans le modèle commercial Enigma C, le réflecteur peut être inséré dans une de deux positions différentes. Dans le modèle D réflecteur pourrait être réglée en 26 positions possibles, même si elle n'a pas bougé pendant le cryptage. Dans l'Abwehr Enigma, le réflecteur est intervenu lors du chiffrement d'une manière comme les autres roues.

Dans le Enigma Armée et la Force aérienne allemande, le réflecteur a été fixé et ne tourne pas; il y avait quatre versions. La version originale a été marquée A, et a été remplacé par Umkehrwalze B 1 Novembre 1937 . Une troisième version, Umkehrwalze C a été brièvement utilisé en 1940, peut-être par erreur, et a été résolu par Hut 6. La quatrième version, d'abord observée sur 2 Janvier 1944 avaient un réflecteur recâblé, appelé Umkehrwalze D, permettant à l'opérateur de modifier Enigma les connexions dans le cadre des paramètres clés.

Plugboard

Le tableau de connexions (Steckerbrett) a été positionné à l'avant de la machine, en dessous des touches. Lors de l'utilisation, il y avait jusqu'à 13 connexions. Dans la photo ci-dessus, deux paires de lettres ont été échangés (SO et JA).

Le tableau de connexion (Steckerbrett en allemand) a permis câblage variable qui pourrait être reconfiguré par l'opérateur (visible sur la face avant de la figure 1; certains des cordons de brassage peut être vu dans le couvercle). Il a été introduit sur les versions de l'armée allemande en 1930 et a rapidement été adopté par la Marine ainsi. Le tableau de connexions a contribué beaucoup à la force de l'cryptage de la machine: plus de un rotor supplémentaire aurait fait. Enigma sans un méthodes de main relativement utilisant carrément plugboard- "unsteckered" Enigma-peut être résolu; ces techniques sont généralement battus par l'ajout d'un tableau de connexion, et cryptanalystes alliées recours à des machines spéciales pour le résoudre.

Un câble placé sur les lettres tableau de connexion connecté en paires, par exemple, E et Q pourrait être un "steckered" paire. L'effet était d'échanger ces lettres avant et après l'unité de rotor principal de brouillage. Par exemple, lorsqu'un opérateur appuie sur E, le signal a été détourné pour Q avant d'entrer dans les rotors. Plusieurs de ces paires steckered, jusqu'à 13, peuvent être utilisés en même temps.

Courant coulait à partir du clavier à travers le tableau de connexion, et a procédé à l'entrée-rotor ou Eintrittswalze. Chaque lettre sur le tableau de connexion avait deux prises. Insertion d'une fiche débranché la prise supérieure (à partir du clavier) et la prise inférieure (à l'entrée du rotor) de cette lettre. La fiche à l'autre extrémité du câble crosswired a été inséré dans les prises d'une autre lettre, de commutation ainsi les connexions des deux lettres.

Le "Schreibmax" était une unité d'impression qui pourrait être attachée à la Enigma, supprimant la nécessité pour laborieusement écrire les lettres indiquées sur le panneau lumineux.

Accessoires

L'attachement Enigma Uhr

Une caractéristique qui a été utilisé sur la M4 Enigma était le "Schreibmax", un peu imprimante qui pourrait imprimer les 26 lettres sur un petit ruban de papier. Ce fait disparaître la nécessité d'un deuxième opérateur de lire les lampes et écrire les lettres vers le bas. Le Schreibmax a été placé sur le dessus de la machine Enigma et a été connecté au panneau de lampe. Pour installer l'imprimante, le couvercle de la lampe et toutes les ampoules ont dû être enlevés. Outre son confort, il pourrait améliorer la sécurité opérationnelle; l'imprimante pourrait être installé à distance tels que l'agent de signal fonctionner la machine ne avait plus pour voir le décrypté informations en clair.

Un autre accessoire était le panneau d'éclairage à distance. Si la machine a été équipée d'un panneau supplémentaire, le cas du bois Enigma était plus large et pourrait stocker le panneau supplémentaire. Il y avait une version du panneau de lampe qui pourrait être reliée après, mais que nécessaire, tout comme avec le Schreibmax, que le panneau de lampe et ampoules être enlevés. Le panneau à distance a permis à une personne pour lire le texte en clair décrypté sans que l'opérateur voir.

En 1944, la Luftwaffe a introduit un commutateur plugboard supplémentaire, appelé le Uhr (horloge). Il y avait une petite boîte, contenant un commutateur avec 40 positions. Il a remplacé les fiches par défaut. Après avoir connecté les bouchons, telle que déterminée dans la feuille de touches quotidienne, l'opérateur se l'interrupteur dans l'une des 40 positions, chaque position produisant une combinaison différente de câblage de la prise. La plupart de ces connecteurs étaient, contrairement aux bouchons de défaut, pas par paire.

Description mathématique

La transformation Enigma pour chaque lettre peut être défini mathématiquement comme un produit de permutations . En supposant un trois-rotor de la Force armée allemande / Air Enigma, laissez désigner la transformation tableau de connexion, désigner le réflecteur, et désigner les actions de la gauche, au milieu et à droite rotors. Ensuite, le cryptage peut être exprimée comme

Après chaque pression de touche les rotors tournent, en changeant la transformation. Par exemple, si le rotor de droite est mis en rotation positions, la transformation devient Où est le permutation cyclique application A à B, de B à C, et ainsi de suite. De même, les moyennes et gauche rotors peuvent être représentés comme et rotations et . La fonction de cryptage peut alors être décrit comme:

Procédures pour l'utilisation du Enigma

En utilisation, le Enigma nécessaire une liste de paramètres clés quotidiens ainsi qu'un certain nombre de documents auxiliaires. Les procédures pour naval allemand Enigma étaient plus élaborée, et sécurisé, que les procédures utilisées dans d'autres services. La Marine dictionnaires ont également été imprimés en, encre rouge soluble dans l'eau sur papier rose afin qu'ils puissent être facilement détruits se ils étaient à risque d'être saisi par l'ennemi. Le répertoire ci-dessus a été prise à partir capturé Sous-marin allemand U-505.

Dans l'usage militaire allemande, les communications ont été divisés en un certain nombre de différents réseaux, tout en utilisant des réglages différents pour leurs machines Enigma. Ces filets de communication ont été appelés à touches Bletchley Park, et ont été assignés noms de code, comme Red, Pinson des arbres et Shark. Chaque unité d'exploitation sur un réseau a été affecté une liste des paramètres pour sa Enigma pour une période de temps. Pour un message à être correctement chiffré et déchiffré, à la fois émetteur et le récepteur ont dû mettre en place leur Enigma de la même manière; la sélection et l'ordre de rotor, la position de départ et les connexions tableau de connexion doivent être identiques. Tous ces paramètres (ainsi que la clé en termes modernes) doit avoir été préalablement établis, et ont été distribués dans dictionnaires.

État initial d'une machine Enigma, le clé cryptographique, a plusieurs aspects:

• Afin de roue (Walzenlage) -le choix de rotors et de l'ordre dans lequel ils sont équipés.
• Position initiale des rotors choisie par l'opérateur, différent pour chaque message.
• paramètres de sonnerie (Ringstellung) -La position de la bague de l'alphabet par rapport au câblage du rotor.
• paramètres de plug (Steckerverbindungen) -les connexions des bouchons dans le tableau de connexion.
• Dans les versions très fin, le câblage du réflecteur reconfigurable.

Enigma a été conçu pour être sécurisé même si le câblage du rotor était connu à un adversaire, même si dans la pratique il y avait des efforts considérables pour garder le secret de câblage. Si le câblage est secret, le nombre total de configurations possibles a été calculée pour être d'environ 10 ¹¹⁴ (environ 380 bits); avec le câblage connue et d'autres contraintes opérationnelles, ce est réduit à environ 10 ²³ (76 bits). Les utilisateurs de Enigma étaient convaincus de sa sécurité en raison du grand nombre de possibilités; il ne était pas alors possible pour un adversaire de même commencer à essayer toutes les configurations possibles d'une attaque par force brute .

Indicateurs

La plupart des touches ont été maintenues constantes pendant une période de temps déterminée, généralement un jour. Toutefois, une position initiale du rotor différent a été choisi pour chaque message, un concept similaire à une vecteur d'initialisation de la cryptographie moderne, parce que si un certain nombre de messages sont envoyés chiffrés avec des paramètres identiques ou quasi-identiques, avec un cryptanalyste plusieurs messages «en profondeur», pourrait être en mesure d'attaquer les messages à l'aide analyse de fréquence. La position de départ a été transmis juste avant le texte chiffré. La méthode exacte utilisée a été appelé la «procédure d'indicateur" des procédures d'indicateurs -faible permis aux pauses initiales dans Enigma.

Figure 2. Avec le couvercle intérieur vers le bas, l'énigme était prêt à l'emploi. Les roues de doigts des rotors saillie à travers le couvercle, permettant à l'opérateur de régler les rotors, et leur position-ici actuelle RDKP -Est visible à l'opérateur à travers un ensemble de fenêtres.

Une des procédures de premiers indicateurs a été utilisé par cryptanalystes polonais de faire les pauses initiales dans l'Enigma. La procédure était pour l'opérateur de mettre en place sa machine en conformité avec sa liste de paramètres, qui comprenait une position initiale mondial pour les rotors (Grundstellung - "mise en terre"), AOH, peut-être. L'opérateur a tourné ses rotors jusqu'à AOH était visible à travers les fenêtres du rotor. À ce moment, l'opérateur a choisi son propre arbitraire, position de départ pour ce message particulier. Un opérateur peut sélectionner EIN, et cela est devenu les paramètres de message pour cette session de cryptage. L'opérateur puis EIN tapé à la machine, deux fois, pour permettre la détection d'erreurs de transmission. Les résultats ont été un indicateur-la crypté EIN tapé deux fois pourrait se transformer en XHTLOA, qui serait transmis avec le message. Enfin, l'opérateur ensuite filé les rotors à ses paramètres de message, EIN dans cet exemple, et tapé le texte en clair du message.

A la réception, l'opération a été inversée. L'opérateur régler la machine aux réglages initiaux et tapé dans les six premières lettres du message (XHTLOA). Dans cet exemple, Einein est dégagé sur les lampes. En déplaçant ses rotors à EIN, l'opérateur de réception puis tapé dans le reste du texte chiffré, déchiffrer le message.

La faiblesse de ce système d'indicateurs est venue de deux facteurs. Tout d'abord, l'utilisation d'un terrain mondiale réglage-ce plus tard a été changé pour que l'opérateur sélectionné sa position initiale pour crypter l'indicateur, et envoyé la position initiale en clair. Le deuxième problème était la répétition de l'indicateur, qui était une faille de sécurité grave. Le paramètre de message a été codé deux fois, ce qui entraîne un rapport entre le premier et quatrième, deuxième et cinquième, et troisième et sixième caractère. Ce problème de sécurité a permis à la Cipher Bureau polonais de se introduire dans le système Enigma avant-guerre dès 1932. Cependant, dès 1940, les Allemands a modifié les procédures pour augmenter la sécurité.

Pendant la Seconde Guerre mondiale dictionnaires II ont été utilisés uniquement pour mettre en place les rotors et paramètres de sonnerie. Pour chaque message, l'opérateur choisi une position de départ aléatoire, disons WZA, et aléatoire message clé, peut-être SXT. Il a déplacé les rotors à l'WZA commencent position et la clé codée de message SXT. Supposons que le résultat était UHL. Il a ensuite mis en place le message clé SXT que la position de départ et le message crypté. Ensuite, il a transmis l'WZA de position de départ, le message codé UHL clé, puis le texte chiffré. Le récepteur mis en place la position de départ selon la première trigramme, WZA et décodé le second trigramme, UHL, pour obtenir le réglage de message SXT. Ensuite, il a utilisé ce message d'SXT définissant comme la position de départ pour décrypter le message. De cette façon, chaque paramètre de terrain était différent et la nouvelle procédure évité la faille de sécurité de doubles paramètres de messages codés.

Cette procédure a été utilisée par la Wehrmacht et la Luftwaffe seulement. Les procédures de la Kriegsmarine sur l'envoi de messages avec l'Enigma étaient beaucoup plus complexe et élaboré. Avant de chiffrement avec l'Enigma, le message a été codé en utilisant le code Kurzsignalheft livre. Le Kurzsignalheft contenait tables pour convertir phrases en groupes de quatre lettres. Un grand nombre de choix ont été inclus, par exemple, les questions logistiques tels que le ravitaillement et rendez-vous avec des navires de ravitaillement, les positions et les listes de la grille, les noms de port, les pays, les armes, les conditions météorologiques, les positions ennemies et des navires, la date et les horaires. Un autre dictionnaire contenait le Kenngruppen et Spruchschlüssel: l'identification et le message Touche. Plus de détails sur Kurzsignale sur U-Boats allemands

Abréviations et des lignes directrices

La machine Enigma Armée uniquement utilisé les 26 caractères alphabétiques. Signes ont été remplacés par des combinaisons de caractères rares. Un espace a été omis ou remplacé par un X. Le X a été généralement utilisé comme point ou un arrêt complet. Certains signes étaient différents dans d'autres parties des forces armées. La Wehrmacht remplacé par une virgule ZZ et le signe de question par FRAGE ou FRAQ. La Kriegsmarine cependant remplacé la virgule par Y et le signe de question par UD. Le CH de combinaison, comme dans "Acht" (huit) ou "Richtung" (direction) ont été remplacés par Q (AQT, RIQTUNG). Deux, trois et quatre zéros ont été remplacés par CENTA, MILLE et MYRIA.

La Wehrmacht et la Luftwaffe transmis des messages à des groupes de cinq caractères. La Kriegsmarine, en utilisant les quatre rotor Enigma, avait des groupes de quatre caractères. Noms ou des mots fréquemment utilisés étaient de faire varier le plus possible. Des mots comme Minensuchboot (dragueur de mines) pourraient être écrites comme MINENSUCHBOOT, MINBOOT, MMMBOOT ou MMM354. Pour rendre plus difficile la cryptanalyse, plus de 250 caractères dans un message ont été interdits. Les messages plus longs ont été divisés en plusieurs parties, en utilisant sa propre clé de message à chaque. Pour plus de détails voir les traductions de "Procédure générale" et "de la direction et du personnel procédure" de Tony Sale.

Histoire et évolution de la machine

Loin d'être une conception unique, il existe de nombreux modèles et variantes de la famille Enigma. Les premières machines Enigma étaient des modèles commerciaux datant du début des années 1920. À partir du milieu des années 1920, les différentes branches de l'armée allemande ont commencé à utiliser Enigma, faisant un certain nombre de changements afin d'accroître sa sécurité. En outre, un certain nombre d'autres nations soit adopté ou adapté la conception Enigma pour leurs propres machines de chiffrement.

Une sélection de sept machines et tout l'attirail Enigma exposé à la CUA Musée National Cryptologic. De gauche à droite, les modèles sont les suivants: 1) Commercial Enigma; 2) Enigma T; 3) Enigma G; 4) non identifié; 5) Luftwaffe (Armée de l'Air) Enigma; 6) Heer (armée) Enigma; 7) Kriegsmarine (Marine) Enigma-M4.

Enigma commerciale

Enigma le brevetage de Scherbius US Patent 1,657,411, accordé en 1928.

Sur 23 Février 1918 ingénieur allemand Arthur Scherbius a déposé un brevet pour une machine de chiffrement utilisant des rotors, et, avec Richard E. Ritter, a fondé le cabinet Scherbius & Ritter. Ils se sont approchés de l'Office de la Marine et des Affaires étrangères allemand, avec leur conception, mais ni était intéressé. Ils ont ensuite attribué les droits de brevet à Gewerkschaft Securitas, qui a fondé la Chiffriermaschinen Aktien-Gesellschaft (Machines Cipher Stock Corporation) sur 9 Juillet 1923 ; Scherbius et Ritter étaient sur le conseil d'administration.

Chiffriermaschinen AG a commencé la publicité Enigma modèle A d'un rotor -qui a été exposée lors du Congrès de la Union postale internationale en 1923 et 1924. La machine était lourd et encombrant, incorporant une machine à écrire . Il mesurait 65 × 45 × 35 cm et pesait environ 50 kg. Un modèle B a été introduit, et était d'une construction similaire. Tout en gardant le nom Enigma, les deux modèles A et B étaient tout à fait contrairement aux versions ultérieures: ils différaient en taille physique et la forme, mais aussi cryptographique, en ce qu'ils ne avaient pas le réflecteur.

Le réflecteur, une idée suggérée par le collègue de Scherbius Willi Korn-a été introduit dans le Enigma C (1926) modèle. Le réflecteur est un élément clé des machines Enigma.

Une rare impression 8-rotor Enigma.

Modèle C était plus petit et plus portable que ses prédécesseurs. Il manquait une machine à écrire, en se appuyant plutôt sur l'opérateur de lire les lampes; d'où le nom alternatif de "glowlamp Enigma» pour distinguer des modèles A et B. L'énigme C est rapidement devenu éteint, laissant la place à l'Enigma D (1927). Cette version a été largement utilisé, avec des exemples allant à la Suède , les Pays-Bas , Royaume-Uni , Japon , Italie , Espagne , États-Unis et la Pologne .

Enigma militaire

La Marine était la première branche de l'armée allemande à adopter Enigma. Cette version, nommée Funkschlüssel C (Radio chiffrement C), avait été mis en production, en 1925, et a été mis en service en 1926. Le clavier et lampboard contenaient 29 lettres-AZ, A, O et U-qui ont été classés par ordre alphabétique, par opposition pour la commande Qwertzu. Les rotors avaient 28 contacts, par la lettre X câblé pour contourner les rotors non cryptés. Trois rotors ont été choisis à partir d'un ensemble de cinq et le réflecteur pourraient être insérées dans l'une des quatre positions différentes, notée α, β, γ et δ. La machine a été légèrement révisé en Juillet 1933.

Par 15 Juillet 1928 , l'armée allemande ( Reichswehr) avait introduit leur propre version de l'Enigma Enigma-G, révisé à la Enigma I par Juin 1930. Je Enigma est également connu comme la Wehrmacht, ou les Services Enigma, et a été largement utilisé par les services militaires allemands et d'autres organismes gouvernementaux (comme le chemins de fer), à la fois avant et pendant la Seconde Guerre mondiale . La principale différence entre les modèles commerciaux Enigma Enigma I et a été l'ajout d'un tableau de connexion pour échanger paires de lettres, ce qui augmente considérablement la force cryptographique de la machine. D'autres différences ont inclus l'utilisation d'un réflecteur fixe, et le déplacement pas à pas des encoches du corps de rotor pour les anneaux mobiles de lettres. La machine mesure 28 × 34 × 15 cm (11 "× 13,5" x 6 ") et pesait environ 12 kg (26 lb).

Un modèle Enigma T (Tirpitz) -a modifié Enigma commerciale K fabriqué pour être utilisé par les Japonais.

En 1930, l'armée avait suggéré que la Marine adopter leur machine, citant les avantages de l'augmentation de la sécurité (avec le tableau de connexion) et plus faciles communications interservices. La Marine a finalement accepté en 1934 et mis en service la version marine de l'Armée Enigma, désigné Funkschlüssel M ou M3. Alors que l'armée utilisé seulement trois rotors à cette époque, pour plus de sécurité la Marine précisé un choix de trois à partir d'une possibilité de cinq.

En Décembre 1938, l'armée a publié deux rotors supplémentaires de sorte que les trois rotors ont été choisis à partir d'un ensemble de cinq. En 1938, la Marine a ajouté deux autres rotors, puis une autre en 1939 pour permettre un choix de trois rotors d'un ensemble de huit. En Août 1935, la Force aérienne a également introduit la Wehrmacht Enigma pour leurs communications. Un à quatre rotors Enigma a été introduit par la Marine pour le trafic U-bateau sur 1 Février 1942 , appelé M4 (le réseau était connu comme Triton ou Shark aux Alliés). Le rotor supplémentaire a été installé dans le même espace en divisant le réflecteur dans une combinaison d'un réflecteur mince et un quatrième rotor mince.

Il y avait aussi un grand modèle d'impression huit rotor, l'Enigma II. Au cours de 1933, cryptographes polonais détecté qu'il était utilisé pour les communications militaires de haut niveau, mais qu'il a été rapidement retiré de la circulation après avoir été jugée fiable et confiture fréquemment.

Enigma G, utilisé par le Abwehr, eu quatre rotors, pas plugboard, et de multiples encoches sur les rotors.

Le Abwehr utilisé l'Enigma G (l'Abwehr Enigma). Cette variante était une machine Enigma unsteckered quatre roues avec de multiples encoches sur les rotors. Ce modèle est équipé d'un compteur qui incrémenté à chaque pression sur une touche, et ainsi est également connu comme la machine de comptoir ou l'Zählwerk Enigma.

Le quatre roues suisse Enigma K, fabriqué en Allemagne, utilisé rotors re-câblé.

D'autres pays également utilisés machines Enigma. La marine italienne a adopté le Enigma commerciale comme «Marine Cipher D"; l'espagnol a également utilisé Enigma commerciale au cours de leurs Guerre Civile. codebreakers britanniques réussi à briser ces machines, qui ne disposaient pas un tableau de connexion. Le Suisse a utilisé une version de Enigma appelé modèle K ou Swiss K pour l'usage militaire et diplomatique, qui était très similaire à la commerciale Enigma D. La machine a été brisée par un certain nombre de parties, y compris la Pologne, la France, la Grande-Bretagne et les États-Unis ( celui-ci le nom de code Indigo). Un Enigma T modèle (nom de code Tirpitz ) a été fabriqué pour être utilisé par les Japonais.

L'énigme était pas parfait, surtout après les Alliés mis la main dessus, permettant ainsi aux Alliés pour décoder les messages allemands, qui se sont avérés vital dans la bataille de l'Atlantique.

Il a été estimé que 100 000 machines Enigma ont été construits. Après la fin de la Seconde Guerre mondiale, les Alliés ont capturé sold machines Enigma, encore largement considéré comme sûr, à un certain nombre de pays en développement.

Survivre machines Enigma

US Enigma réplique exposée au National Cryptologic Museum à Fort Meade, Maryland, USA.

L'effort pour briser l'énigme n'a pas été divulguée jusqu'à ce que le 1970. Depuis lors, l'intérêt pour la machine Enigma a considérablement augmenté et un certain nombre d'énigmes sont sur ​​l'affichage public dans les musées aux États-Unis et en Europe. Le Deutsches Museum de Munich a à la fois les trois et quatre roues allemandes variantes militaires, ainsi que plusieurs âgé civile versions. A Enigma fonctionnelle est sur ​​l'affichage dans le NSA National Cryptologic Museum à Fort Meade, dans le Maryland, où les visiteurs peuvent essayer leur main à chiffrer les messages et de déchiffrer le code. Le Armémuseum à Stockholm en Suède dispose actuellement d'une Enigma sur l'affichage. Il ya aussi des exemples au Computer History Museum aux Etats-Unis, à Bletchley Park, dans le Royaume-Uni, à l' Australian War Memorial, et dans le hall de la Direction Defence Signals, tous deux situés à Canberra en Australie, ainsi que d'un certain nombre de d'autres sites en Allemagne, les États-Unis, du Royaume-Uni et ailleurs. La désormais défunte San Diego Computer Museum avait une énigme dans sa collection, qui a depuis été donné à la San Diego State University Library. Un certain nombre sont également en mains privées. Parfois, machines Enigma sont vendus aux enchères; prix de 20.000 $ US ne sont pas inhabituelles.

Des répliques de la machine sont disponibles en différentes formes, y compris une copie reconstruite exacte du modèle Naval M4, une énigme en œuvre dans l'électronique (Enigma-E), divers simulateurs de logiciels et papier-ciseaux analogues.

Une machine Enigma Abwehr rare, désigné G312, a été volé dans le musée Bletchley Park sur 1 Avril 2000 . En Septembre, un homme se présentant comme "The Master" a envoyé une note demandant £ 25,000 et a menacé de détruire la machine si la rançon n'a pas été payée. Au début Octobre 2000, les fonctionnaires Bletchley Park ont annoncé qu'ils allaient payer la rançon, mais la date limite passée sans un mot de la maître chanteur. Peu de temps après la machine a été envoyé anonymement au journaliste de la BBC Jeremy Paxman , mais trois rotors manquait. En Novembre 2000, un antiquaire nommé Dennis Yates a été arrêté après avoir téléphoné le Sunday Times d'organiser le retour des pièces manquantes. La machine Enigma a été retourné à Bletchley Park après l'incident. En Octobre 2001 Yates a été condamné à dix mois de prison après avoir admis la manipulation de la machine volée et chantage directeur Bletchley Park Trust Christine Grand, même si il a maintenu qu'il avait agi comme un intermédiaire pour un tiers. Yates a été libéré de prison après avoir purgé trois mois.

Dérivés Enigma

Un clone Enigma japonais, le nom de code VERT par des cryptographes américains.

La machine à rotor Enigma inspiré de Tatjana van Vark.

L'énigme était influent dans le domaine de la conception de la machine de chiffrement, et un certain nombre d'autres machines à rotor sont dérivées. Les Britanniques Typex a été à l'origine dérivé de brevets Enigma; Typex comprend même des caractéristiques des descriptions de brevets qui ont été omis de la machine Enigma réelle. En raison de la nécessité de garder le secret sur ​​ses systèmes de chiffrement, pas de redevances ont été versées pour l'utilisation des brevets par le gouvernement britannique. Un clone Enigma japonais a été baptisée GREEN par des cryptographes américains. Peu utilisé, il contenait quatre rotors montés verticalement. Aux États-Unis, cryptologist William Friedman a conçu le M-325, une machine semblable à Enigma en opération logique, mais pas dans la construction.

Une machine à rotor unique a été construit en 2002 par Bas van Tatjana Vark de. Ce dispositif inhabituel a été inspiré par Enigma, mais fait usage de 40 points rotors, permettant lettres, des chiffres et certains signes de ponctuation à être utilisé; chaque rotor contient 509 parties.

Fiction

Le jeu, Briser le code , par Hugh Whitemore est sur ​​la vie et la mort de Alan Turing , qui était la force centrale dans la rupture du Enigma dans la Grande-Bretagne pendant la Seconde Guerre mondiale . Turing a été joué par Derek Jacobi, qui a également joué dans une adaptation de Turing 1996 de la télévision de la pièce. L'adaptation de la télévision est généralement disponible (mais actuellement seulement sur ​​VHS). Bien qu'il soit un drame et prend ainsi la licence artistique, il est néanmoins un compte fondamentalement précis. Il contient deux minutes, la parole en bégayant-nerveux par Jacobi qui est très proche de l'encapsulation tout l'effort de codebreaking Enigma.

Robert Harris de 1996 roman Enigma est réglé dans le contexte de la Seconde Guerre mondiale Bletchley Park et cryptologists travailler à lire Naval Enigma dans Hut 8. Le livre, avec des changements importants dans l'histoire, a été faite dans le film de 2001, Enigma , dirigé par Michael Apted et interprété par Kate Winslet et Dougray Scott; le film a été critiqué pour de nombreuses inexactitudes historiques et négliger le rôle de biuro szyfrów à briser le code Enigma. Un film polonais antérieure portant sur ​​les aspects polonais de l'objet était de 1979 Sekret Enigmy (L'énigme secrète).

Le roman de Neal Stephenson Cryptonomicon dispose également cryptographie militaire Seconde Guerre mondiale, y compris l'Enigma et Bletchley Park. Il prend des libertés historiques considérables.

En 1989,Doctor Whohistoire The Curse of Fenricdispose cryptographes britanniques, y compris un personnage basé surAlan Turing, en utilisant un dispositif similaire appelé ULTIMA qui est finalement utilisé pour déchiffrer les runes anciennes Viking et déclencher une invasion de vampires.

Une jeu interactif fiction Jigsaw par Graham Nelson contient un puzzle dans lequel le joueur doit déchiffrer un message avec une version simplifiée de l'Enigma. Le puzzle est généralement admis que le plus ennuyeux dans le jeu, ce qui est peut-être une certaine mesure de la façon dont il était difficile de décrypter les messages produits par la machine (s) d'origine.

2000 films de Jonathan Mostow U-571 décrit une patrouille fictive par les sous-mariniers américains qui ont détourné un sous-marin allemand pour obtenir une machine Enigma. La machine utilisée dans le film était une énigme authentique obtenu auprès d'un collectionneur. Les libertés historiques prises sont grandes, pour les Polonais se brise en Enigma (commencent en Décembre 1932) n'a pas besoin d'une machine capturé, la Royal Navy a capturé plusieurs énigmes ou des parties devant la US entrés dans la guerre, et la capture des États-Unis d'un U-boat a eu lieu quelques jours seulement avant D-Day en 1944. Le film a provoqué des protestations considérables quand il a été libéré en Grande-Bretagne, car il a effectivement transféré les exploits de la vie réelle HMS Bulldog à un bateau américain fictif.

1986 (. 1999 trans) de Friedrich KittlerGramophone, Film, Typewriter examine l'utilisation de l'Enigma et des dispositifs similaires dans le cadre del'ordre symbolique deJacques Lacan.

1981 film de Wolfgang Petersen Das Boot comprend une machine Enigma, qui est évidemment un à quatre rotors Kriegsmarine variante. Il apparaît dans de nombreuses scènes qui capturent probablement ainsi la saveur de la journée-à-jour Enigma utilisation à bord d'un Seconde Guerre mondiale U-Boat.

La Bête, la ligne casse-têtejeu en réalité alternée (ARG) créé par une équipe deMicrosoftpour promouvoir leSteven Spielbergle film AI: Artificial Intelligence, nécessaires aux joueurs d'utiliser un simulateur en ligne Enigma pour résoudre l'une des énigmes.