Каталог карт (криптология) - Card catalog (cryptology)

В карточный каталог, или "каталог характеристик" в криптография, была система, разработанная Польский Бюро шифров математик-криптолог Мариан Реевски, и впервые завершено около 1935 или 1936 года, чтобы облегчить расшифровка Немецкий Enigma шифры.^[1]

История

Польское бюро шифров использовало теорию перестановки чтобы начать взламывать шифр Enigma в конце 1932 года. Бюро признало, что сдвоенный ключ машины Enigma (см. Гриль (криптология) ) перестановки образуют циклы, и эти циклы можно использовать для взлома шифра. С помощью немецких ключей шифрования, предоставленных французским шпионом, Бюро смогло перепроектировать Enigma и начать читать немецкие сообщения. В то время немцы использовали только 6 Steckers, а польский метод гриля было возможно. 1 августа 1936 года немцы начали использовать 8 Steckers, и это изменение сделало метод гриля менее осуществимым. Бюро нуждалось в улучшенном способе взлома немецкого шифра.

Хотя Steckers изменит, какие буквы были в цикле сдвоенного ключа, Steckers не изменит количество циклов или длину этих циклов. Стеккерса можно было игнорировать. Если не брать в расчет переходы между клавишами, машина Enigma имела только 26³ различные настройки трех роторов, и три ротора могут быть размещены только в машине 3!=6 способами. Это означало, что было всего 105456 возможных перестановок с двойным ключом. Бюро приступило к определению и каталогизации характеристик каждой из этих вероятных перестановок. Каждая буква ключа может быть одной из номер раздела 13 = 101 возможное значение, а 3 буквы ключа означают, что существует 1030301 возможный ключ. В среднем, ключ может найти одну настройку роторов, но может найти несколько возможных настроек.

Тогда польский криптоаналитик сможет собрать достаточно трафика, чтобы определить все циклы ежедневного ключа. Обычно на это уходило около 60 сообщений. Результатом может быть:

${ displaystyle { begin {align} AD & = { texttt {(pjxroquctwzsy) (kvgledmanhfib)}} BE & = { texttt {(kxtcoigweh) (zvfbsylrnp) (ujd) (mqa)}} CF & = { texttt {(yvxqtdhpim) (skgrjbcolw) (un) (fa) (e) (z)}} конец {выровнено}}}$

Он использовал бы длину циклов (13²;10²-3²;10²-2²-1²), чтобы посмотреть порядок колес (II I III) и стартовые положения ротора в карточном каталоге. Затем он использовал Enigma для вычисления не-управляемый циклы:

${ displaystyle { begin {align} AD & = { texttt {(sjxroqtcuzwpy) (kngledamvhifb)}} BE & = { texttt {(kxucofgzeh) (wnibpylrvs) (tjd) (aqm)}} CF & = { texttt {(ynxqudhsfa) (pkgrjbcolz) (tv) (im) (e) (w)}} конец {выровнено}}}$

Сравнивая управляемый циклы от немецкого трафика и не-управляемый циклов, криптоаналитик может определить Steckers. В этом примере CF перестановка (д) (г) и (д) (ш). Это требует, чтобы е неSteckered и WZ Stecker. Затем циклы можно выровнять на е и W-Z для определения других управляемый и не-управляемый буквы.

(pjxroquctwzsy) (kvgledmanhfib) / (kxtcoigweh) ...

(sjxroqtcuzwpy) (kngledamvhifb) / (kxucofgzeh) ...

(!_____!_!**!_)(_!__=_!!!_!!_)/(__!__!_*=_)...

Где = это известный не-управляемый письмо, * это известный управляемый письмо, и ! недавно обнаруженный Stecker.Повторение производит Steckers A-M, F-I, N-V, P-S, T-U, W-Z.

Составление карточного каталога с использованием циклометр то, что Реевский изобрел примерно в 1934 или 1935 году, было трудоемкой задачей, на выполнение которой ушло больше года. Но когда каталог был готов, получение ежедневных ключей Enigma стало делом примерно пятнадцати минут.^[2][3]

Когда немцы изменили машину Enigma "отражатель, или «реверсивный барабан», 1 ноября 1937 г. Бюро шифров было вынуждено начать заново с нового каталога карточек: «задача, - пишет Реевски, - которая потребляла из-за нашего большего опыта, вероятно, несколько меньше чем через год ".^[2]

15 сентября 1938 года немцы полностью изменили процедуру шифрования ключей сообщений, сделав бесполезным метод карточного каталога. Это стимулировало изобретение Реевского криптологическая бомба и Хенрик Зыгальский "s"перфорированные листы."^[4]

Примечания

Рекомендации

Польское бюро шифров
Biuro Szyfrów

Методы и технологии
"ANX" Энигма "двойник" Гриль Часы Циклометр Каталог карт Криптологическая бомба Зыгальские листы Lacida
Локации
Саксонский дворец Кабати Вудс ПК Бруно Cadix
Персонал
Главный Гвидо Лангер Заместитель начальника Начальник радиоразведки Начальник немецкого отдела Максимилиан Ченки Немецкое отделение криптологов Мариан Реевски Ежи Ружицкий Хенрик Зыгальский Антони Паллут Виктор Михаловски Начальник русского отдела Ян Гралински Шифровальщик русского отдела Петр Смоленский Другие Ян Ковалевски Станислав Лесьневский Стефан Мазуркевич Францишек Покорный Вацлав Серпинский

Загадка шифровальная машина
Энигма машина Роторы Enigma Разрушая загадку Польское бюро шифров Парные Гриль Часы Циклометр Бомба Зыгальские листы Bletchley Park Банбуризм Наконечник Herivel детская кроватка Бомба Хижина 3 Хижина 6 Хижина 8 ПК Бруно Cadix Ультра

• Владислав Козачук, Загадка: как немецкий машинный шифр был взломан и как его прочитали союзники во время Второй мировой войны, отредактировал и перевел Кристофер Каспарек, Фредерик, доктор медицины, Университетские публикации Америки, 1984, ISBN  0-89093-547-5.
• Мариан Реевски, «Краткое изложение наших методов восстановления ENIGMA и восстановления ежедневных ключей, а также попыток Германии воспрепятствовать этим методам», Приложение C к Владислав Козачук, Enigma1984. С. 241–45.
• Мариан Реевски, «Как польские математики разгадывали загадку», Приложение D к Владислав Козачук, Enigma1984. С. 246–71.
• Мариан Реевски, «Математическое решение шифра загадки», Приложение E к Владислав Козачук, Enigma1984. С. 272–91.