Погоня за "Энигмой". Как был взломан немецкий шифр

После войны никто из польских криптоаналитиков так и не смог вспомнить, почему несколько соединенных вместе «Энигм» назвали «Бомбой». По одной из версий, Режевский, Зыгальский и Розицкий, когда их осенила эта идея, сидели в кафе и ели фирменное мороженое под названием «Бомба». По другой версии, в изобретенном ими устройстве весьма своеобразным датчиком служили несколько небольших грузил, которые, подобно бомбе, падали вниз, когда вскрывались искомые ключевые установки для «Энигмы». Первая «Бомба» была изготовлена в ноябре 1938 года и состояла из шести «Энигм» — по одной для каждого варианта расположения дисков в «Энигме». Чтобы определить порядок следования дисков в «Энигме», требовалось не более двух часов работы «Бомбы». К этому времени производительность «Бомбы» стала решающим фактором, который обеспечил полякам успех в работе над взломом «Энигмы». Если в начале 1933 года, когда Режевский сумел восстановить внутренние соединения всех дисков и рефлектора «Энигмы», немцы меняли порядок следования дисков каждые три месяца, то в 1936 году это уже делалось сначала ежемесячно, а потом и ежедневно.

Однако уже тогда было совершенно ясно, что успех Режевского и его коллег весьма скоротечен. «Бомба» срабатывала, только если количество соединенных между собой штекерных разъемов коммутационной панели было относительно невелико. До 1938 года число таких соединений обычно колебалось в пределах от 10 до 16. Тем не менее немецкие операторы связи в любой момент могли получить приказ увеличить это число сверх 16, и тогда «Бомба» перестала бы в приемлемые сроки справляться с определением ключевых установок для «Энигмы».

Перфокарты представляли собой второе хитроумное приспособление, придуманное поляками для ускорения процесса вскрытия ключевых установок для «Энигмы». Автором этого изобретения был Зыгальский, однако понадобилось довольно много времени, чтобы воплотить его идею в жизнь.

Зыгальский первым заметил, что количество различных индикаторов, которые присутствовали в немецких шифровках, перехваченных за сутки, было относительно невелико. Эти индикаторы, как правило, были чем-то схожи: в них совпадали или первая и четвертая буквы, или вторая и пятая, или третья и шестая. Такие индикаторы на жаргоне польских криптоаналитиков назывались «самками». Самая существенная особенность «самок» состояла в том, что немецкие операторы были весьма ограничены в выборе ключевых установок (угловых положений дисков, порядка их следования и расположения на них колец), чтобы в результате шифрования примененного разового ключа получить эти «самки». Поэтому, как только поляки отмечали появление «самки» в перехваченной немецкой шифровке, они могли не рассматривать ключевые установки, с помощью которых невозможно было получить данную «самку». В среднем количество таких отбракованных ключевых установок, приходящихся на одну «самку», составляло порядка 40 процентов. Однако чтобы это правило начало действовать, необходимо было найти по крайней мере две «самки». Соответственно, с ростом числа обнаруженных «самок» уменьшалось число ключевых установок для «Энигмы», которые польским криптоаналитикам приходилось проверять.

С помощью перфокарт поляки автоматизировали этот процесс. Если определенная ключевая установка могла привести к появлению «самки», то в соответствующем месте соответствующей перфокарты пробивалось отверстие. Если появление «самки» было исключено, отверстие не пробивалось. Перфорация производилась заранее и предшествовала попытке вскрыть ключевые установки. Перфокарты, имевшие отношение к «самкам», появление которых было отмечено за текущие сутки, складывались стопкой на столе. В этой стопке каждая «самка» была представлена отдельной перфокартой. Сквозное отверстие в стопке соответствовало ключевой установке для «Энигмы», которая могла породить «самок», обнаруженных в течение суток. Отверстий было немного. Небольшим было и количество ключевых установок, среди которых необходимо было ручным способом отыскать ту единственную, которая использовалась немцами для шифрования своих сообщений.

Интересная особенность метода вскрытия ключевых установок для «Энигмы» с помощью перфокарт состояла в том, что он совершенно не зависел от соединений на ее коммутационной панели. Если бы немцы соединяли шнуром каждое гнездо коммутационной панели с каким-то другим ее гнездом, то количество таких соединений равнялось бы примерно восьми триллионам. Изготовить набор перфокарт для каждого соединения было бы совершенно нереально. Однако оказалось, что если «самка» порождалась какой-то ключевой установкой, когда соединения между гнездами на коммутационной панели отсутствовали, то «самка» возникала и при соединении некоторых или даже всех гнезд между собой. Менялись лишь буквы, входившие в состав «самки». Скажем, если бы гнездо A было подсоединено к гнезду В, то «самка» выглядела бы как ВАН BIC, а в отсутствие каких-либо соединений на коммутационной панели «самка» представляла бы собой LAH LIC.