8. Enigma a jazyk kmene Navajo

Enigma a jazyk kmene Navajo

V roce 1918 založil německý vynálezce Arthur Scherbius spolu se svým přítelem Richardem Ritterem firmu Scherbius & Ritter. Scherbius studoval poznatky svých předchůdců, kteří se kryptografií zabývali, a postupem času vynalezl stroj, který uměl šifrovat obr. 1.

Obr. 1 Enigma

Pro usnadnění pochopení je na obrázcích zjednodušená verze - abeceda má „jenom“ šest znaků.

Hlavní části enigmy jsou principielně tři. Klávesnice, kterou je písmeno po písmenu zadáván otevřený text.Scrambler, jehož vnitřní zapojení přesně definovalo, které písmeno se bude jak šifrovat. Důležité zde je, že scramblery rotovaly. Principielně je to zachyceno na obrázku. V konečné verzi Enigmy byly použity tři scramblery vzájemně propojeny, všechny se stejnou funkcí. To znásobilo možnost kombinací písmen.

Reflektor, který zadaná písmena z klávesnice, která prošla přes scramblery, poslal zpět na signalizační desku již zašifrovaná. Díky reflektoru taky nikdy nemohlo dojít k tomu, že by písmeno otevřeného textu bylo v šifrované podobě totožné (A nikdy nemohlo být v šifrované abecedě A). Další částí byla propojovací deska. Každá Enigma měla k dispozici šest kabelů, takže mohla propojit až šest písmen a prohodit je mezi sebou. A denní klíče, které byly pečlivě tvořeny a zapisovány do kódových knih se, již podle názvu, měnily každých 24 hodin.

Klíč k Enigmě

Pro zajímavost si vypočteme počet možných klíčů:

rotující scrambler má 26 poloh, do kterých se může dostat. Scramblery jsou v původní Enigmě tři (26 x 26 x 26).
Scramblery, protože se dají měnit, mají 6 možností, jak mohou být uspořádány (pro pochopení si je označíme a, b, c - možnosti jsou tedy: abc, acb, bac, bca, cab, cba)
Propojovací deska umožňuje až 100 391 791 500 prohození.
Když všechna čísla mezi sebou vynásobíme, dostaneme 1*10^15 možných klíčů.

Enigma se dostala do rukou německých vojáků v roce 1925. Během svého „života“ byla neustále zdokonalována a odolávala útokům kryptoanalytiků. V roce 1939 jí byly přidány další dva scramblery, počet kabelů se ze šesti zvýšil na deset - počet klíčů se zvýšil na 159*10^17.

Jak je ale možné, že takto silná šifra mohla být kdy prolomena...

dvojí zakódování klíče na počátku každé šifrované zprávy
příliš jednoduché klíče, popřípadě jejich opakování (únava kryptografů)
cilky (z angl. cillies) - iniciály přítelkyň, zkratky jmen
Alan Turing a jeho taháky
a především sami tvůrci, když eliminovali možnosti zašifrování písmen

Rejewského bomby a Turingovy taháky

O prolomení Enigmy se pokoušelo několik týmů matematiků, lingvistů či kryptoanalytiků. Povedlo se to polskému kryptoanalytickému oddělení Biura Szyfrow. Klíčovou postavou zde byl Marian Rejewski, kterému trvalo „pouhý rok“ než zjistil všechna možná schémata denních klíčů a postavil tzv. Rejewského stroje přezdívané bomby. Bomby byly prototypy stroje Enigma, generovaly denní klíče a byly schopny dešifrovat přijaté depeše. Rejewski tohoto úspěchu dosáhl tím, že rozdělil problém scramblerů a propojovací desky.

Po porušení paktu Ribentrop-Molotov a napadení Ruska Německem byla Enigma obrněna proti útokům a všechno, co dokázali v Polsku, bylo najednou málo. Bylo potřeba dešifrovat pět scramblerů a propojovací deska měla deset kabelů. Zde přichází na scénu Alan Turing.

Alan Turing si byl vědom pokroku, kterého dosáhli polští kryptoanalytici, nicméně byl si také vědom toho, že x tisíc zadržených depeší leží v archivech. Věděl, že Němci posílají ve stejný čas stejnou informaci každý den. Našel si tedy všechny šifrované texty a hledal. Výsledkem toho byly jakési taháky, díky nimž se dalo částečně dešifrovat nové zprávy. Enigma se prozradila sama.

Spojenci a „mládě jestřába“

Na druhé straně světa se ale rovněž vedla kryptografická válka.

Kódem pro komunikaci, který Spojenci využívali, se zde považoval jazyk kmene Navajo, původních obyvatel Ameriky. Pro každé písmeno měli svůj navažský ekvivalent. V době 2. světové války byl součástí každé americké divize jeden radista, domluva probíhala přes vysílačky. Kryptoanalytici při pokusu o rozluštění nazvali jazyk:

„...podivnou posloupností hrdelních, nosových a jazykolomných zvuků, nemohli jsme je ani přepsat, natož rozlomit kód.“ [1]

Velitel diktoval zprávu, radista hlásku po hlásce diktoval na druhou stranu dalšímu radistovi ze svého kmene, a ten potém překládal do angličtiny. Každý voják, který se chtěl stát radistou, musel umět anglicky a projít několika testy - poté byl vybrán jako člen divize. Navažští členové divizí měli i své „bodyguardy“, kteří se starali o jejich bezpečnost. A kromě abecedy pro hlásky měli i speciální označení pro bojová vozidla.Navajové, kteří se stali členy divizí, však byli pod přísahou a nikdo se nesměl o jejich působení v armádě dozvědět. Navenek měli působit jako řadoví vojáci. První zmínky o jejich „kryptografickém přínosu“ jsou až ze 70. let, kdy bylo dávno po válce, a jedinou odměnou pro ně může být to, že jejich jazyk byl tak silnou šifrou, že nikdy nebyl rozluštěn.

Shrnutí

Článek navazuje na historický vývoj kryptologie. Setkali jsme se s Enigmou jako šifrovacím strojem, který byl používán v době 2. světové války. Na straně USA se šifrovalo rovněž a to jazykem kmene Navajo.Enigma byla rozluštěna po několika letech, ale jazyk původních obyvatel Ameriky nikoli.

Zdroje

Další podrobnosti o historii se můžete dále dozvědět v publikaci, ze které je zde citováno:[1] - SINGH, Simon. Kniha kódů a šifer: tajná komunikace od starého Egypta po kvantovou kryptografii. 2. vyd. v českém jazyce. Praha: Dokořán, 2009. ISBN 978-807-3632-687.Či v americkém válečném filmu Kód Navajo, kde si v jedné z hlavních rolí zahrál Nicolas Cage.