Detaily rotoru záhady - Enigma rotor details

Tento článek obsahuje technické podrobnosti o rotorech motoru Enigma stroj. Porozumění způsobu šifrování stroje vyžaduje zohlednění aktuální polohy každého rotoru, nastavení prstence a jeho vnitřního zapojení.

Fyzické provedení rotorů

Detail vnitřní struktury rotoru a kabeláže na displeji u Americké národní kryptologické muzeum
Rozložený pohled na rotor Enigmy Tři rotory za sebou
Enigma rotor explodoval view.png
  1. vroubkovaný prsten
  2. značkovací tečka pro kontakt „A“
  3. abeceda pneumatika
  4. deskové kontakty
  5. drátové připojení
  6. pin kontakty
  7. nastavovací páka s pružinovým kroužkem
  8. rozbočovač
  9. prstové kolo
  10. rohatkové kolo
Sada rotoru Enigma.png

Elektrický pohled na rotor

Míchací akce rotorů Enigma zobrazená na dvě po sobě jdoucí písmena - proud prochází rotory, kolem reflektoru a zpět skrz rotory. Poznámka: Šedé čáry představují další možné obvody uvnitř každého rotoru, které jsou pevně připojeny ke kontaktům na každém rotoru.

Žádné písmeno nemůže být mapováno samo o sobě, kryptografická slabost způsobená stejnými dráty, které se používají pro přední a zadní nohy.

Posun rotoru

Vliv rotace na rotory lze demonstrovat na několika příkladech.

Jako příklad si vezměme rotor typu I Enigmy I (viz tabulka níže) bez jakéhokoli posunutí nastavení kroužku. Je vidět, že A je zakódován jako E, a B zakódováno jako K.a K. je zakódován jako N. Všimněte si, že každé písmeno je zakódováno do jiného.

V případě reflektorů, v tomto příkladu Wide B (reflektor B v tabulce níže), kde an A se vrací jako Y a Y se vrací jako A. Všimněte si, že vodiče jsou spojeny jako smyčka mezi dvěma písmeny.

Když rotor vystoupil, je třeba vzít v úvahu posun, abyste věděli, jaký je výstup a kde vstupuje do dalšího rotoru.

Pokud je například rotor I v B-pozice, an A vstupuje do dopisu B který je připojen k K.. Kvůli vyrovnání to K. vstupuje do dalšího rotoru v J pozice.

S rotory I, II a III (zleva doprava), široké B-reflektor, všechna nastavení vyzvánění v Pozice, a počáteční pozice AAA, psaní na stroji ááááá vytvoří kódovanou sekvenci BDZGO.

Nastavení vyzvánění

Nastavení vyzvánění, nebo Ringstellung, se používají ke změně polohy vnitřního vedení vzhledem k rotoru. Nezmění zářez ani abecední prsten na exteriéru. Ty jsou připevněny k rotoru. Změna nastavení prstence proto změní polohy kabeláže vzhledem k bodu obratu a počáteční poloze.

Nastavení vyzvánění otočí kabeláž. Kde rotor I v A-pozice normálně kóduje A do E, s posunem nastavení prstenu B-02 do kterého bude zakódováno K.

Jak již bylo zmíněno dříve, k těmto kódováním dochází až po stisknutí klávesy a otočení rotoru. Sledování signálu na rotorech AAA je tedy možné pouze tehdy, když je stisknuto tlačítko, zatímco byly rotory v poloze AAZ.

S rotory I, II, III (zleva doprava), široké B-reflektor, všechna nastavení vyzvánění v B-pozice, a počáteční pozice AAA, psaní na stroji ááááá vytvoří kódovanou sekvenci EWTYX.

Tabulky zapojení rotoru

Tato tabulka ukazuje, jak vnitřní zapojení spojuje pravou stranu rotoru (s pružinovými kontakty) s levou stranou. Každý rotor je jednoduchá substituční šifra. Písmena jsou uvedena jako připojená k abecednímu pořadí. Pokud je první písmeno rotoru E, to znamená, že A je připojen k E. To neznamená, že E je připojen k A; takové smyčkové zapojení je pouze případ reflektorů.

Terminologie
  • Reflektor je také známý jako reverzní buben nebo z Německa Umkehrwalze nebo UKW.
Zapojení rotoru
Číslo rotoruABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZDatum představeníNázev a číslo modelu
CDMTWSILRUYQNKFEJCAZBPGXOHV1924Komerční záhada A, B
IICHQZGPJTMOBLNCIFDYAWVEUSRKX1924Obchodní Enigma A, B
IIICUQNTLSZFMREHDPXKIBVYGJCWOA1924Obchodní Enigma A, B
Číslo rotoruABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZDatum představeníNázev a číslo modelu
JGDQOXUSCAMIFRVTPNEWKBLZYH7. února 1941Německá železnice (raketa)
IINTZPSFBOKMWRCJDIVLAEYUXHGQ7. února 1941Německá železnice (raketa)
IIIJVIUBHTCDYAKEQZPOSGXNRMWFL7. února 1941Německá železnice (raketa)
UKWQYHOGNECVPUZTFDJAXWMKISRBL7. února 1941Německá železnice (raketa)
ETWQWERTZUIOASDFGHJKPYXCVBNML7. února 1941Německá železnice (raketa)
Číslo rotoruABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZDatum představeníNázev a číslo modelu
Já-K.PEZUOHXSCVFMTBGLRINQJWAYDKÚnor 1939Swiss K.
II-K.ZOUESYDKFWPCIQXHMVBLGNJRATÚnor 1939Swiss K.
III-K.EHRVXGAOBQUSIMZFLYNWKTPDJCÚnor 1939Swiss K.
UKW-K.IMETCGFRAYSQBZXWLHKDVUPOJNÚnor 1939Swiss K.
ETW-K.QWERTZUIOASDFGHJKPYXCVBNMLÚnor 1939Swiss K.
Číslo rotoruABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZDatum představeníNázev a číslo modelu
EKMFLGDQVZNTOWYHXUSPAIBRCJ1930Enigma I.
IIAJDKSIRUXBLHWTMCQGZNPYFVOE1930Enigma I.
IIIBDFHJLCPRTXVZNYEIWGAKMUSQO1930Enigma I.
IVESOVPZJAYQUIRHXLNFTGKDCMWBProsince 1938Armáda M3
PROTIVZBRGITYUPSDNHLXAWMJQOFECKProsince 1938Armáda M3
VIJPGVOUMFYQBENHZRDKASXLICTW1939M3 a M4 Naval (únor 1942)
VIINZJHGRCXMYSWBOUFAIVLPEKQDT1939M3 a M4 Naval (únor 1942)
VIIIFKQHTLXOCBJSPDZRAMEWNIUYGV1939M3 a M4 Naval (únor 1942)
Číslo rotoruABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZDatum představeníNázev a číslo modelu
BetaLEYJVCNIXWPBQMDRTAKZGFUHOSJaro 1941M4 R2
GamaFSOKANUERHMBTIYCWLQPZXVGJDJaro 1942M4 R2
Reflektor AEJMZALYXVBWFCRQUONTSPIKHGD
Reflektor BYRUHQSLDPXNGOKMIEBFZCWVJAT
Reflektor C.FVPJIAOYEDRZXWGCTKUQSBNMHL
Reflektor B TenkýENKQAUYWJICOPBLMDXZVFTHRGS1940M4 R1 (M3 + tenký)
Reflektor C TenkýRDOBJNTKVEHMLFCWZAXGYIPSUQ1940M4 R1 (M3 + tenký)
ETWABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZEnigma I.

Technické komentáře týkající se modifikací Enigma 1939-1945.

Swiss K.

V roce 1941 švýcarům bylo známo, že část jejich provozu Enigma čte Francouzi. Bylo rozhodnuto provést několik konstrukčních úprav.

  • Jedna z úprav spočívala v úpravě šlapání kol na stroji švýcarské armády. Pomalé levé kolo bylo během provozu zastaveno, zatímco druhé kolo šlapalo při každém stisknutí klávesy.
  • Třetí kolo a UKW by šly normálním způsobem, Enigma šlape za třetí kolo.
  • Stacionární, ale otočné levé kolo bylo určeno k vyrovnání chybějících steckerových spojení na komerčním stroji.

Jediné upravené stroje byly stroje švýcarské armády Enigma. Přežívající stroje švýcarského letectva nevykazují žádné známky modifikace. Zjevně také nedošlo ke změně strojů používaných diplomatickou službou.

Obratové pozice

Jediný zářez obratu umístěný na levé straně (strana konektoru desky) rotoru spouští krokový pohyb zapojením rohatkové zuby kola vlevo. Pozdější rotory měly dva výkyvy obratu. V tabulce níže je uveden výřezový bod obratu každého rotoru.

RotorZářezÚčinek
QPokud rotor přechází z Q do R, je posunut další rotor
IIEPokud rotor přechází z E na F, je posunut další rotor
IIIPROTIPokud rotor přechází z V do W, je další rotor vpřed
IVJPokud rotor přechází z J na K, je posunut další rotor
PROTIZPokud rotor přechází ze Z do A, postupuje další rotor
VI, VII, VIIIZ + MPokud rotor přechází ze Z do A nebo z M do N, je posunut další rotor

Normalizované sekvence záhady

V následujících příkladech můžete sledovat normální krokovou sekvenci a dvojitou krokovou sekvenci. Použité rotory jsou (zleva doprava) I, II, III se zapnutými obraty Q, E a PROTI. Zde pozorujeme chování správného rotoru (obrat PROTI).

Normální sekvence:
  • AAU - normální krok pravého rotoru
  • AAV - pravý rotor (III) jde do polohy V - zářez
  • ABW - pravý rotor posouvá střední rotor o krok dále
  • ABX - normální krok pravého rotoru
Sekvence dvou kroků:
  • ADU - normální krok pravého rotoru
  • ADV - pravý rotor (III) jde do polohy V - zářez
  • AEW - kroky pravého rotoru, posouvá střední rotor (II) o krok dále, který je nyní ve své vlastní poloze E - vrubu
  • BFX - normální krok pravého rotoru, dvojitý krok středního rotoru, normální krok levého rotoru
  • BFY - normální krok pravého rotoru

Čtvrtý rotor

4-rotor německého námořnictva Enigma stroj (M4), který byl zaveden pro provoz ponorek dne 1. února 1942.

Předpokládalo se zavedení čtvrtého rotoru, protože zachycený materiál z ledna 1941 odkazoval na vývoj čtvrtého rotoru;[1] elektroinstalace nového čtvrtého rotoru již byla skutečně vypracována.

1. února 1942 byly zprávy Enigmy začaly kódovány pomocí nové verze Enigma, která byla uvedena do provozu. Předchozí 3-rotor Enigma model byl upraven tak, že starý reflektor byl nahrazen tenkým rotorem a novým tenkým reflektorem. Rozbití žraloka na bombách se třemi rotory by trvalo průměrně 50 až 100krát déle než průměrná zpráva letectva nebo armády. Zdálo se tedy, že efektivní a rychlé 4-rotorové bomby jsou jedinou cestou vpřed. Kódování chyb šifrovými úředníky umožnilo Britům určit zapojení nového reflektoru a jeho rotoru.[1]

Reference

  1. ^ A b Mahon 1945, str. 62
  • Mahon, A. P. (1945), Historie chýše 8 1939–1945, Kew, Richmond, Surrey, TW9 4DU: National Archives, Reference HW 25/2CS1 maint: umístění (odkaz)

externí odkazy