Zdravím všechny! Dnes pro vás mám připravené další vlákno, tentokrát o tom, jakým způsobem dešifrovat kód vytvořený Enigmou. Vlákno navazuje na předchozí, doporučuju číst je chronologicky. Přikládám předchozí vlákno zde:
Připomenutí: Enigma sestávala z klávesnice, která vedla ke tří rotorům, které díky vnitřnímu nastavení zakódovaly jednotlivá písmena do jiných. Pro větší bezpečí měl přístroj ještě prohozené dvojice písmen na tzv. plugboardu, viz obrázek (a vysvětlení viz předch. vlákno). 
Co je tedy potřeba znát, aby člověk kód prolomil? Jednak které rotory jsou používány a v jakém pořadí. Dále jaká je frekvence otáček rotorů, resp. které písmeno na kterém rotoru slouží jako trigger k natočení dalšího rotoru. Opět doporučuji předch. vlákno, pokud tápete.
Last but not least - člověk musel znát propojení na plugboardu, které prohazovalo šifrování dvou písmen. Je navíc důležité zmínit, že Enigma nebyla jen jedna. Původně přístroj vznikl jako způsob šifrování “normálních” neválečných zpráv, většinou komerčních.
Byl to však tak dobrý přístroj, že se nacisté brzy rozhodli využít jej pro svoje účely. Za války se tak šifrovací metody nacistů víc a víc komplikovaly a to jednak přidáním samotného plugboardu, ale hlavně vícero rotory, z nichž bylo možné vybírat.
Proto také existovalo vícero pokusů na prolomení, které se od sebe trochu lišily. Dnes se zaměřím hlavně na britské pokusy o dešifrování, ale je důležité zmínit, že Britům velice pomohli polští matematici, hlavně Marian Rejewski, Jerzy Różycki a Henryk Zygalski.
Začněme chybami šifrovacího přístroje. Za prvé, písmeno se nikdy nezakódovalo samo do sebe, což automaticky vylučuje spoustu možností. Pokud jste tušili, jaká slova mohou být obsažena v šifře, mohli jste tímto způsobem vyloučit mnoho možností jen porovnáváním textu.
Příklad: pokud jste věděli, že je příchozí zpráva o počasí a hlásí bouřku, pak se ve zprávě rozhodně objevila slova jako Wetter, Sturm, heute atd. Mohli jste tak skládat možné věty a srovnávat je se šifrou.
A pokud se v šifře a ve vašem pokusném textu objevilo stejné písmeno na stejném místě, věděli jste, jaká nastavení můžete s jistotou vyloučit. Největší dírou každého kryptosystému je ale vždycky nedostatek disciplíny. Platilo to tehdy a platí to i dnes.
Bezpečnost Enigmy totiž spočívala především v tom, že generovala text, který měl vysokou míru “nepředvídatelnosti”. To znamená, že by se hacker v teorii neměl čeho chytit, v praxi však nacističtí operátoři často kódovali vysoce předvídatelný text a to často jen z lenosti.
Posílali podobné zprávy pořád dokola, případně při psaní zpráv, které měly několik dílů, neprohodili rotory, aby nemuseli posílat nový klíč. Také měli tendenci spojovat na plugboardu pouze šest dvojic, takže 14 písmen zůstávalo neprohozených.
Takové chyby se zdají nepodstatné, ale pokud se sečtou, mohou značně snížit počet možností, které musíte vyzkoušet, abyste šifru prolomili. A bylo to díky těmto chybám, že v Bletchley Parku nakonec Enigmu dešifrovali.
Této snaze také značně pomáhaly snahy dostat se ke codebooku, kde měli nacisté na určitou dobu dopředu napsán rozpis nastavení rotorů a plugboardu. Jenže kvůli značné opatrnosti byl při sebemenším podezření krádeže/ztráty codebook vyměněn a člověk pak začínal nanovo.
Tím se dostáváme k jádru věci, což je samozřejmě The Bombe, dešifrovací mašina, která byla pojmenovaná po polském přístroji “bomba kryptologiczna”. Ten pomáhal polským matematikům dešifrovat zprávy ve třicátých letech.
Bombe sestávala z vícero Enigm (jak se tohle slovo skloňuje??) za sebou. Pointou bylo rapidní vyzkoušení co nejvíce možných nastavení a hledat, jestli se netrefím. Jenže vzhledem ke gigantickému číslu možností nebylo možné prolomit šifru náhodně, člověk musel vědět, co hledá.
Na začátku používání britské bomby byla většina pokusů naslepo. Postupně však bylo vynalezeno několik metod, díky nimž se počet kombinací, které bylo nutno vyzkoušet, zmenšil o tolik řádů, že matematikům stačilo o mnoho méně času na prolomení.
Jednu z takových metod vynalezl právě Turing. Opíral se o statistiku výskytu určitých písmen v německy psaném textu. Při daném nastavení přístroje, který generuje více zpráv za sebou, bylo pak možné najít jakási uskupení písmen, která mohla prozradit pravděpodobná nastavení.
Tento způsob porovnávání zpráv byl dále zjednodušen, pokud byla písmena reprezentována pomocí děr na dlouhém papíře, viz obrázek. Porovnání více zpráv pak znamenalo položit tyto papíry na sebe a hledat shodu děrování. Tento způsob dešifrování byl pojmenován bamburismus.
Bamburismus snižoval počet kombinací natolik, že byla Bomb schopna rozluštit dané nastavení Enigmy ještě v ten stejný den. V rozpoznávání těchto shod byl prý extrémně dobrý Hugh Alexander, který se objevil i ve filmu Kód Enigmy.
Jako nejlepší šachový hráč v Británii zřejmě dokázal v hlavě udržet velké množství různých kombinací a nalézt tak opakující se vzorec tam, kde ostatní viděli jen náhodná uskupení. Díky jeho talentu bylo pak vyloučeno velké množství nastavení a Bombe pak mohla kód prolomit.
Na závěr je dobré zmínit několik věcí. První z nich je disclaimer, že výše uvedený popis je neskutečně zjednodušené vysvětlení opravdové kryptoanalýzy, která probíhala. Za zmínku stojí fakt, že dešifrování by se neobešlo bez polských matematiků.
Neobešlo by se ani bez pomoci lidí, kteří postavili samotný hardware. Faktem je, že Turing díky bamburismu snížil čas, který Bombe potřebovala k prolomení, z desítek let na desítky hodin, rozhodně však není pravda, že by se o rozlousknutí tohoto oříšku zasloužil sám.
Takže děti, nezapomínejte, že týmová práce je esenciální pro každý projekt a ve vědě to platí dvojnásob. Pokud jste to dočetli až sem, díky moc! Příště se posuneme v čase o trochu dál a povíme si, jak jsme se od Bomby dostali k dnešním šifrovacím a dešifrovacím algoritmům. <3
