Тьюринг смог. Как взломали немецкий код Enigma во время Второй Мировой войны

Машина «Bombe», разработанная британским математиком Аланом Тьюрингом, имела огромное значение в ходе Второй Мировой войны. Изобретение Тьюринга помогло взломать закодированные легендарной машиной Enigma немецкие сообщения.

Машина Тьюринга существенно увеличила скорость декодирования перехваченных немецких сообщений. Это позволило силам союзников реагировать на секретные данные в течение нескольких часов, а не недель.

Много было рассказано о гениальности Тьюринга, его беспокойной личной жизни и трагически ранней смерти. В Голливуде даже был снят фильм о нем. Но как много вы знаете о машине, которую он построил, о принципе взлома машины, и о влиянии, которое она оказала на ход войны?

Делимся неизвестными фактами об изобретении Тьюринга. 1. Тьюринг придумал свою машину не сам



На самом деле гениальное изобретение Тьюринга, машина Bombe, является продолжением работы польских математиков Мариана Реевского, Генрика Жигальского и Ежи Розыцкого.

Польская Bombe преуспела благодаря дефекту немецкого шифрования, который дважды шифровал первые три буквы в начале каждого сообщения, позволяя взломщикам кода искать шаблоны.

Как работала именно машина Bombe, остаётся загадкой, но при использовании шести таких машин параллельно, важнейший Enigma Ringstellung (порядок расположения кодирующего кольца) мог быть обнаружен всего за пару часов. 2. Немцы усовершенствовали Enigma



В какой-то момент немецкие шифровальщики обнаружили и устранили слабость двойного шифрования. Тогда британцам потребовалось более продвинутое решение, и к работе подключился Тьюринг и его команда.

Используя информацию, предоставленную поляками, Тьюринг начал взламывать сообщения Enigma с помощью своего собственного «компьютера».

Его методы основывались на предположении, что в каждом сообщении содержится шпаргалка — известный фрагмент немецкого открытого текста в знакомом месте сообщения.

В одном примере это был прогноз погоды в Атлантике, который каждый день записывался в одном и том же формате. Оборудование для определения местоположения на прослушивающих станциях позволило взломщикам кода определить, откуда исходит сообщение, и, если оно совпадает с расположением метеостанции, вполне вероятно, что слово «wettervorhersage» (прогноз погоды) будет присутствовать в каждом сообщении.

Другой любопытной подсказкой для Тьюринга была неспособность Enigma закодировать букву как саму себя. То есть S никогда не могла быть S. 3. Enigma стала практически идеальной



Даже с учётом всех минусов Enigma, взломать код было практически нереально. Не хватало времени или рабочей силы для проработки всех возможных комбинаций. Это связано с тем, что каждое письмо в момент ввода в машину Enigma, каждый раз шифровались по-разному.

Таким образом, даже если угадать одно ключевое слово, предлагающее подсказки, для взлома кода потребовалось сократить шансы 158 962 555 217 826 360 000 к 1 — точное число способов настройки машин Enigma.

Мало того, каждый день нужно было взламывать новый код, чтобы учесть изменение настроек немцами в полночь. 4. Команда Тьюринга пошла от обратного



Вместо того, чтобы угадывать ключ, Bombe использовал логику, чтобы отклонить определённые возможности. Как сказал Артур Конан Дойл: «Когда вы исключили невозможное, все, что остаётся, каким бы невероятным оно ни было, должно быть правдой».

Этот метод, хотя и был успешным, все же предоставлял целый ряд возможных правильных ответов для настроек немецкого кольца. Поэтому необходимо было проделать дополнительную работу, чтобы сузить его до правильного.

С помощью проверочной машины процесс повторялся до тех пор, пока не был найден правильный ответ.

Это дало взломщикам часть ключа, но не весь. Затем приходилось использовать полученные знания и выяснить остальную часть ключа.

После того, как код взламывался, команда Тьюринга устанавливала машину Enigma с правильным ключом дня и расшифровали каждое сообщение, перехваченное в тот день. 5. Машина Тьюринга сегодня стоит 320 миллионов рублей



«Бомбы» были 7 футов в ширину, 6 футов 6 дюймов в высоту и весили тонну, в буквальном смысле. У них было 12 миль проводов (!) и 97 000 различных деталей.

Прототип декодера был построен за 100 000 фунтов стерлингов, что сегодня составляет около 4 миллионов фунтов стерлингов. Почти 320 миллионов рублей по текущему курсу!

По сути, бомба Тьюринга представляла собой электромеханическую машину, состоящую из 36 различных машин Enigma, каждая из которых содержала точную внутреннюю проводку немецкого аналога.

Когда «Бомба» включена, каждой из загадок выделяется пара букв из полученного текста шпаргалки (например, когда D становится T в угаданном слове).

Каждый из трёх роторов движется со скоростью, имитирующей саму Enigma, проверяя приблизительно 17 500 возможных позиций, пока не находится совпадение. 6. Гений Тьюринга повлиял на исход войны



После того, как машина Enigma была взломана, 211 машин Bombe были построены и работали круглосуточно. Они были размещены в разных местах по всей Британии, на случай возможных взрывов, которые могли уничтожить эти очень сложные и дорогие образцы.

Из-за нехватки захваченных машин Enigma британские шифровальные машины Typex были преобразованы в работающие машины Enigma.

Полностью расшифрованные сообщения переводились с немецкого на английский, а затем передавались британской разведке.

На своём пике машина Bombe могла взламывать до 3000 немецких сообщений в день. К концу войны она справилась с 2,5 миллионами сообщений, многие из которых дали союзникам жизненно важную информацию о позициях и стратегии Германии.
Предполагается, что эти знания сыграли важную роль в ключевых битвах.

По мнению многих экспертов, изобретение Тьюринга позволило сократить войну на два года. Банк Англии выпустит купюру номиналом 50 фунтов в честь Тьюринга



За заслуги Алана Тьюринга Национальный банк Англии к концу 2021 года выпустит купюру с лицом ученого. Номинал — 50 фунтов стерлингов.

Также на банкноте разместят цитату математика и ленту с его датой рождения, записанные в двоичном коде.