Кто и когда взломал код Энигма? Шифровка Код enigma во время второй мировой войны

Войны ведутся с помощью оружия. Однако только оружия мало. Побеждает тот, кто владеет информацией! Чужую информацию нужно получить, а свою защитить. Этот особый вид борьбы ведется постоянно.

Древние египтяне защищали свои секреты шифр-иероглифами, римляне — шифром Цезаря, венецианцы — шифровальными дисками Альберти. С развитием техники поток информации увеличился, и ручное шифрование стало серьезной обузой, да и не обеспечивало должной надежности. Появились шифровальные машины. Самая знаменитая среди них — Энигма, получившая распространение в нацистской Германии. Вообще-то «Энигма» — это целое семейство из 60 электромеханических роторных шифровальных устройств, работавших в первой половине XX века в коммерческих структурах, армиях и службах многих стран. Ряд книг и фильмы типа голливудского блок-бастера «Enigma» познакомили нас с немецкой военной «Энигмой» (Enigma Wehrmacht). У нее — дурная слава, поскольку английские криптоаналитики смогли читать ее сообщения, и нацистам это вышло боком.

В этой истории были гениальные идеи, уникальные достижения техники, сложнейшие военные операции, пренебрежение человеческими жизнями, мужество, предательство. Она показала, как умение предвидеть действия противника нейтрализует грубую силу оружия.

Появление «Загадки»

В 1917 году голландец Кох запатентовал электрическое роторное шифрующее устройство для защиты коммерческой информации. В 1918 году немец Шербиус купил этот патент, доработал его и построил шифровальную машину Энигма (от греч. ανιγμα — «загадка»). Создав фирму Chiffriermaschinen AG, деловой берлинец стал поднимать спрос на свою еще не секретную новинку, выставив ее в 1923 году на международном почтовом конгрессе в Берне, через год — в Стокгольме. «Загадку» рекламировали германские пресса, радио, австрийский институт криминологии, но желающих купить ее почти не было — дороговата. Штучные «Энигмы» ушли в Швецию, Нидерланды, Японию, Италию, Испанию, США. В 1924 году машину взяли англичане, зарегистрировав ее в своем патентном бюро, и их криптографическая служба (Room 40) заглянула в ее внутренности.

А они просты. Это своего рода электрическая пишущая машинка: клавиатура на 26 букв латинского алфавита, регистр на 26 лампочек с буквами, коммутационная панель, батарея 4,5 вольта, кодирующая система в виде роторов с шифровальными дисками (3-4 рабочих плюс 0-8 сменных). Роторы связаны между собой, как шестерни в одометре (автомобильный счетчик пробега). Но здесь в отличие от одометра крайний правый диск при вводе буквы поворачивается на переменный шаг, величина которого задается по расписанию. Сделав полный оборот, он передает поворот на шаг на следующий ротор и т. д. Правый диск — самый быстрый, а передаточное отношение редуктора — переменное, т. е. схема коммутации меняется с каждой введенной буквой (одна и та же буква шифруется по-разному). На роторы нанесен алфавит, что позволяет менять их начальную установку по заранее оговоренным правилам. Изюминка «Энигмы» — отражатель, статически закрепленный ротор, который, получив сигнал от вращающихся роторов, посылает его обратно и в 3-роторной машине сигнал преобразовывается 7 раз.
Оператор работает так: нажимает клавишу с очередной буквой шифруемого сообщения — на регистре загорается лампочка, соответствующая (лишь в данный момент!) этой букве — оператор, видя букву на лампочке, вписывает ее в текст шифровки. Ему не нужно понимать процесс шифрования, оно совершается полностью автоматически. На выходе — полная абракадабра, которая уходит радиограммой адресату. Прочесть ее может лишь «свой», имеющий синхронно настроенную «Энигму», т. е. знающий, какие именно роторы и в каком порядке используются для шифрования; его машина дешифрует послание тоже автоматически, в обратном порядке.
«Загадка» резко ускорила процесс связи, исключив применение таблиц, шифр-блокнотов, журналов перекодирования, долгие часы кропотливой работы, неизбежные ошибки.
С точки зрения математики такое шифрование — это результат перестановок, которые невозможно отследить, не зная стартовой установки роторов. Функция шифрования Е самой простой 3-роторной «Энигмы» выражается формулой E = P (pi Rp-i) (pj Mp-j) (pk Lp-k)U (pk L-1 p-k) (pj M-1 p-j) (pi R-1 p-i) P-1, где P — коммутационная панель, U — отражатель, L, M, R — действия трех роторов, средний и левый ротор — это j и k вращений M и L. После каждого нажатия клавиши трансформация меняется.
Для своего времени «Энигма» была достаточно проста и надежна. Ее появление не озадачило никого из возможных противников Германии, кроме польской разведки. Немецкие военные и МИД, новинку проигнорировав, продолжили работать вручную (метод ADFGX, шифровальные книги).
А потом в 1923 году британское Адмиралтейство выпустило «Историю Первой мировой войны», поведав всему миру о своем преимуществе в той войне благодаря взлому германского кода. В 1914 году русские, потопив немецкий крейсер «Магдебург», выловили труп офицера, прижимавшего к груди журнал с военно-морским кодом. Находкой поделились и с союзником Англией.

Немецкая военная элита, испытав шок и проанализировав ход боевых действий после того случая, сделала вывод, что подобной фатальной утечки информации впредь допускать нельзя. «Энигма» сразу же стала востребованной, массово закупалась военными, исчезла из свободной продажи. А когда Гитлер начал готовить новую войну, шифровальное чудо вошло в обязательную программу. Повышая защищенность связи, конструкторы постоянно добавляли в машину новые элементы. Даже в первой 3-роторной модели каждая буква имеет 17576 вариантов (26x26x26). При применении в произвольном порядке 3 рабочих роторов из 5, входящих в комплект, число вариантов составляет уже 1054560. Добавление 4-го рабочего ротора усложняет шифрование на порядки; при использовании сменных роторов число вариантов измеряется уже миллиардами. Это и убедило немецких военных.

Орудие блицкрига

Энигма — всего лишь один из видов электромеханического дискового шифратора. Но вот ее массовость… С 1925 года и до конца Второй мировой войны было выпущено около 100 тысяч машин.
В этом все дело: шифровальная техника других стран была штучной, работая в спецслужбах, за закрытыми дверями. «Энигма» же — орудие блицкрига — воевала в полевых условиях на уровнях выше дивизии, на борту бомбардировщика, корабля, подлодки; была в каждом порту, на каждой крупной ж.-д. станции, в каждой бригаде СС, каждом штабе гестапо. Количество перешло в качество. Не слишком сложный прибор стал опасным оружием, и борьба с ним была принципиально важнее перехвата отдельной, даже очень секретной, но все же не массовой переписки. Компактную по сравнению с зарубежными аналогами машину можно было быстро уничтожить в случае опасности.

Первая — модель А — была большой, тяжелой (65x45x35 см, 50 кг), похожей на кассовый аппарат. Модель В уже выглядела как обычная пишущая машинка. Рефлектор появился в 1926 году на действительно портативной модели С (28x34x15 см, 12 кг). Это были коммерческие приборы с шифрованием без особой стойкости к взлому, интереса к ним не было. Он появился в 1927 году с модели D, работавшей потом на железной дороге и в оккупированной Восточной Европе. В 1928 году появилась Enigma G, она же Enigma I, она же «Энигма вермахта»; имея коммутационную панель, отличалась усиленной криптостойкостью и работала в сухопутных войсках и ВВС.
Но первым «Энигму» начал использовать ВМФ Германии. Это была модель Funkschlьssel C 1925 года. В 1934 году флот взял на вооружение морскую модификацию армейской машины (Funkschlьssel M или M3). Армейцы использовали на тот момент всего 3 ротора, а в М3 для большей безопасности можно было выбирать 3 ротора из 5. В 1938 году в комплект добавили еще 2 ротора, в 1939 году еще 1, так что появилась возможность выбирать 3 из 8 роторов. А в феврале 1942 года подводный флот Германии оснастили 4-роторной М4. Портативность сохранилась: рефлектор и 4-й ротор были тоньше обычных. Среди массовых «Энигм» М4 была самой защищенной. Она имела принтер (Schreibmax) в виде удаленной панели в каюте командира, а связист работал с зашифрованным текстом, без доступа к секретным данным.
Но была еще и спец-спец-техника. абвер (военная разведка) применял 4-роторную «Энигму G». Уровень шифрования был так высок, что другие немецкие инстанции читать ее не могли. Ради портативности (27x25x16 см) Абвер отказался от коммутационной панели. В результате англичанам удалось взломать защиту машины, что сильно осложнило работу немецкой агентуры в Британии. «Энигму Т» («Тирпиц-машина») создали специально для связи с союзником Японией. При 8 роторах надежность была очень высока, но машина почти не использовалась. На базе М4 разработали модель М5 с комплектом из 12 роторов (4 работающих/8 сменных). А на М10 был принтер для открытого/закрытого текстов. В обеих машинах было еще одно новшество — ротор для заполнения промежутков, значительно повышавший надежность шифрования. Армия и ВВС шифровали сообщения группами по 5 символов, ВМФ — по 4 символа. Для усложнения дешифровки перехватов противником тексты содержали не более 250 символов; длинные разбивали на части и шифровали разными ключами. Для повышения защиты текст забивался «мусором» («буквенный салат»). Перевооружить все рода войск на М5 и М10 планировали летом 45-го года, но время ушло.

«Бомба Реевского»

Итак, соседи «ослепли» в отношении военных приготовлений Германии. Активность радиосвязи немцев возросла во много раз, а расшифровать перехваты стало невозможно. Первыми встревожились поляки. Следя за опасным соседом, в феврале 1926 года они вдруг не смогли читать шифровки немецкого ВМФ, а с июля 1928 года — и шифровки рейхсвера. Стало ясно: там перешли на машинное шифрование. В январе 29-го варшавская таможня нашла «заблудившуюся» посылку. Жесткая просьба Берлина ее вернуть привлекла внимание к коробке. Там была коммерческая «Энигма». Лишь после изучения ее отдали немцам, но это не помогло вскрыть их хитрости, да и у них уже был усиленный вариант машины. Специально для борьбы с «Энигмой» военная разведка Польши создала «Шифровальное бюро» из лучших математиков, свободно говоривших по-немецки. Повезло им лишь после 4 лет топтания на месте. Удача явилась в лице офицера минобороны Германии, «купленного» в 1931 году французами. Ганс-Тило Шмидт («агент Аше»), отвечая за уничтожение устаревших кодов тогдашней 3-роторной «Энигмы», продавал их французам. Добыл им и инструкции на нее. Разорившийся аристократ нуждался в деньгах и был обижен на родину, не оценившую его заслуги в Первой мировой. Французская и английская разведки интереса к этим данным не проявили и передали их союзникам-полякам. В 1932 году талантливый математик Мариан Реевский с командой взломал чудо-машину: «Документы Аше стали манной небесной: все двери моментально открылись». Информацией агента Франция снабжала поляков до самой войны, и тем удалось создать машину-имитатор «Энигмы», назвав ее «бомбой» (популярный в Польше сорт мороженого). Ее ядром были 6 соединенных в сеть «Энигм», способных за 2 часа перебрать все 17576 положений трех роторов, т. е. все возможные варианты ключа. Ее сил хватало для вскрытия ключей рейхсвера и ВВС, а вот расколоть ключи ВМФ не получалось. «Бомбы» делала фирма AVA Wytwуrnia Radiotechniczna (это она в 1933 году воспроизвела немецкую «Энигму» — 70 штук!). За 37 дней до начала Второй мировой поляки передали союзникам свои познания, дав и по одной «бомбе». Раздавленные вермахтом французы машину потеряли, а вот англичане сделали из своей более продвинутую машину-циклометр, ставшую главным инструментом программы «Ультра». Эта программа противодействия «Энигме» была самым охраняемым секретом Британии. Расшифрованные здесь сообщения имели гриф Ultra, что выше Top secret.

Блетчли-Парк: Station X

После Первой мировой англичане своих криптологов сократили. Началась война с нацистами — и пришлось срочно мобилизовать все силы. В августе 1939 года в имение Блетчли-Парк в 50 милях от Лондона под видом компании охотников въехала группа специалистов по взлому кодов. Сюда, в центр дешифровки Station X, бывший под личным контролем Черчилля, сходилась вся информация со станций радиоперехвата на территории Великобритании и за ее пределами. Фирма «British Tabulating Machines» построила здесь первую дешифровочную машину «бомба Тьюринга» (это был главный британский взломщик), ядром которой были 108 электромагнитных барабанов. Она перебирала все варианты ключа шифра при известной структуре дешифруемого сообщения или части открытого текста. Каждый барабан, вращаясь со скоростью 120 оборотов в минуту, за один полный оборот проверял 26 вариантов буквы. При работе машина (3,0 x2,1 x0,61 м, вес 1 т) тикала, как часовой механизм, чем подтвердила свое название. Впервые в истории шифры, массово создаваемые машиной, ею же и разгадывались.

"Enigma" auf U-Boot U-124

Для работы было необходимо до мельчайших деталей знать физические принципы работы «Энигмы», а немцы ее постоянно изменяли. Британское командование поставило задачу: во что бы то ни стало добывать новые экземпляры машины. Началась целенаправленная охота. Сначала на сбитом в Норвегии «юнкерсе» взяли «Энигму-люфтваффе» с набором ключей. Вермахт, громя Францию, наступал так быстро, что одна рота связи обогнала своих и попала в плен. Коллекцию «Энигм» пополнила армейская. С ними разобрались быстро: шифровки вермахта и люфтваффе стали ложиться на стол британского штаба почти одновременно с немецким. Позарез была нужна самая сложная — морская М3. Почему? Главным фронтом для англичан был фронт морской. Гитлер пытался задушить их блокадой, перекрыв островной стране подвоз продовольствия, сырья, горючего, техники, боеприпасов. Его орудием был подводной флот рейха. Групповая тактика «волчьих стай» наводила ужас на англосаксов, их потери были огромны.О существовании М3 знали: на подлодке U-33 были захвачены 2 ротора, на U-13 — инструкция по ней. Во время рейда коммандос на Лофотенские острова (Норвегия) на борту немецкого сторожевика «Краб» захватили 2 ротора от М3 и ключи за февраль, машину немцы успели утопить. Более того, совершенно случайно выяснилось, что в Атлантике ходят немецкие невоенные суда, на борту которых есть спецсвязь. Так, эсминец королевского флота «Грифон» досмотрел у берегов Норвегии якобы голландское рыболовное судно «Поларис». Состоявший из крепких ребят экипаж успел бросить за борт две сумки, одну из них англичане выловили. Там были документы для шифрующего устройства.
Кроме того, в войну международный обмен метеоданными прекратился — и из рейха в океан пошли переоборудованные «рыбаки». На их борту были «Энигма» и настройки на каждый день 2-3 месяцев, в зависимости от срока плавания. Они регулярно передавали погоду, и запеленговать их было легко. На перехват «метеорологов» вышли специальные оперативные группы Royal Navy. Быстроходные эсминцы буквально брали противника «на пушку». Стреляя, они старались не потопить «немца», а вогнать его экипаж в панику и не дать уничтожить спецтехнику. 7 мая 1941 года был перехвачен траулер «Мюнхен», но радист успел выбросить за борт «Энигму» и майские ключи. Но в сейфе капитана нашли ключи на июнь, шифровальную книгу ближней связи, кодовый метеожурнал и координатную сетку ВМФ. Для сокрытия захвата английская пресса писала: «Наши корабли в бою с немецким «Мюнхеном» взяли в плен его экипаж, который покинул судно, затопив его». Добыча помогла: время от перехвата сообщения до его дешифровки сократилось с 11 дней до 4 часов! Но вот срок действия ключей истек, были нужны новые.

Ошибка капитана Лемпа

Сдача немецкой подводной лодки U-110 в плен к англичанам. 9 мая 1941г.

Главный улов был сделан 8 мая 1941 г. при захвате подлодки U-110 капитан-лейтенанта Юлиуса Лемпа, атаковавшего конвой ОВ-318. Отбомбившись по U-110, суда охранения заставили ее всплыть. Капитан эсминца HMS Bulldog пошел на таран, но, увидев, что немцы в панике прыгают за борт, вовремя отвернул. Проникнув в полузатопленную лодку, абордажная группа обнаружила, что команда даже не пыталась уничтожить секретные средства связи. В это время другой корабль поднял из воды выживших немцев и запер их в трюме, чтобы скрыть происходящее. Это было очень важно.
На U-110 взяли: исправную «Энигму М3», комплект роторов, ключи на апрель-июнь, инструкции по шифрованию, радиограммы, журналы (личного состава, навигационный, сигнальный, радиопереговоров), морские карты, схемы минных полей в Северном море и у побережья Франции, инструкцию по эксплуатации лодок типа IXB. Добычу сравнили с победой в Трафальгарской битве, эксперты назвали ее «даром небес». Награды морякам вручал сам король Георг VI: «Вы достойны большего, но сейчас я не могу этого сделать» (через систему награждений немецкая агентура могла бы выйти на факт потери машины). Со всех была взята подписка, захват U-110 не разглашался до 1958 года.
Выпотрошенную лодку утопили ради сохранения секретности. Капитан Лемп погиб. Допрос остальных немцев выявил, что они не знают об утрате секрета. На всякий случай были приняты меры по дезинформации, при пленных сетовали и сожалели: «Высадиться на лодку не удалось, она внезапно затонула». Ради секретности даже закодировали ее захват: «Операция Примула». Потрясенный успехом, первый морской лорд Паунд радировал: «Сердечно поздравляю. Ваш цветок редкостной красоты».
Трофеи с U-110 принесли много пользы. Получив свежую информацию, взломщики из Блетчли-Парка стали регулярно читать связь между штабом подводных сил рейха и лодками в океане, расколов большинство сообщений, защищенных шифром «Гидра». Это помогло вскрыть другие коды ВМФ: «Нептун» (для тяжелых кораблей), «Зюйд» и «Медуза» (для Средиземного моря) и т. д. Удалось разгромить в Атлантике немецкую сеть судов разведки и снабжения подводного флота («дойные коровы»). Оперативный разведцентр узнал детали каботажного плавания немцев, схемы минирования прибрежных вод, сроки рейдов подлодок и т. д. Морские конвои стали идти в обход «волчьих стай»: с июня по август «волки Деница» нашли в Атлантике лишь 4% конвоев, с сентября по декабрь — 18%. А немцы, считая, что U-110 унесла свою тайну в пучину, систему связи не сменили. Адмирал Дениц: «Лемп исполнил свой долг и погиб как герой». Однако после выхода в 1959 году книги Роскилла «The Secret Capture» герой стал в глазах немецких ветеранов негодяем, запятнавшим свою честь: «Он не выполнил приказ об уничтожении секретных материалов! Были потоплены сотни наших лодок, напрасно погибли тысячи подводников», «не умри он от рук англичан, его должны были бы расстрелять мы».
А в феврале 1942 года 4-роторная М4 заменила на лодках 3-роторную М3. Блетчли-Парк снова натолкнулся на стену. Оставалось надеяться на захват новой машины, что и произошло 30 октября 1942 года. В этот день U-559 капитан-лейтенанта Хайдтманна северо-восточнее Порт-Саида была сильно повреждена английскими глубинными бомбами. Увидев, что лодка тонет, экипаж прыгнул за борт, не уничтожив шифровальную технику. Ее нашли моряки с эсминца «Петард». Как только они передали добычу подоспевшей абордажной группе, искореженная лодка внезапно перевернулась, и двое смельчаков (Colin Grazier, Antony Fasson) ушли с нею на километровую глубину.
Добычей были М4 и брошюрки «Краткий журнал позывных»/«Краткий метеошифр», напечатанные растворимой краской на розовой промокательной бумаге, которую радист должен бросать в воду при первых признаках опасности. Именно с их помощью 13 декабря 1942 года были вскрыты коды, тут же давшие штабу точные данные о позициях 12 немецких лодок. После 9 месяцев перерыва (black-out) снова началось чтение шифрограмм, не прерывавшееся уже до конца войны. Отныне уничтожение «волчьих стай» в Атлантике было лишь вопросом времени.

Сразу после подъема из воды, немецких подводников полностью раздевали и отбирали всю одежду на предмет поиска документов, представляющих интерес для разведки (например, кодовых таблиц шифровальной машины Энигма).

Последствия

Взлом кодов «Энигмы» обеспечил англосаксам доступ почти ко всей секретной информации Третьего рейха (все вооруженные силы, СС, СД, МИД, почта, транспорт, экономика), дал большие стратегические преимущества, помог одерживать победы малой кровью.
«Битва за Британию» (1940 г.): с трудом отражая воздушный напор немцев, в апреле англичане начали читать радиограммы люфтваффе. Это помогло им правильно оперировать последними резервами, и битву они выиграли.Без взлома «Энигмы» вторжение немцев в Англию было бы очень вероятно.
«Битва за Атлантику» (1939-1945 гг.): не взяв врага с воздуха, Гитлер душил его блокадой. В 1942 году было потоплено 1006 судов водоизмещением 5,5 млн. брутто-тонн. Казалось, еще чуть-чуть — и Британия упадет на колени. Но англичане, читая шифрсвязь «волков», стали их нещадно топить и выиграли битву.
Операция «Оверлорд» (1945 г.): перед высадкой в Нормандии союзники знали из расшифровки обо ВСЕХ немецких контрмерах по отражению десанта, каждый день получали точные данные по позициям и силам обороны.
Немцы постоянно совершенствовали «Энигму».Операторов натаскивали на ее уничтожение в случае опасности.Ключи во время войны меняли каждые 8 часов. Шифродокументы растворялись в воде. Правы были и создатели «Загадки»: расшифровать ее сообщения вручную невозможно в принципе. А что, если противник противопоставит этой машине свою? А ведь он так и поступил; захватывая новые экземпляры техники, совершенствовал свою «антиЭнигму».
Работу ему облегчали сами немцы. Так, у них была «индикаторная процедура»: в начале шифрограммы дважды отправлялась настройка (№ роторов/их стартовые позиции), где было видно закономерное сходство между 1-м и 4-м, 2-м и 5-м, 3-м и 6-м символами. Поляки заметили это еще в 1932 году и взломали код. Существенной трещиной в безопасности были метеосводки. Подводники получали их с базы «надежно» зашифрованными. На суше эти же данные шифровались обычным путем — и вот в руках взломщиков уже набор известных комбинаций, и уже ясно, какие роторы работают, как построен ключ. Расшифровку облегчал стандартный язык сообщений, где выражения и слова часто повторялись. Так, ежедневно в 6:00 метеослужба давала зашифрованный прогноз. Слово «погода» было обязательным, а неуклюжая немецкая грамматика ставила его на точное место в предложении. Еще: немцы часто употребляли слова «фатерланд» и «рейх». У англичан были сотрудники с родным немецким языком (native speakers). Ставя себя на место вражеского шифровщика, они перебрали массу шифровок на наличие этих слов — и приблизили победу над «Энигмой». Помогло и то, что в начале сеанса радист всегда указывал позывной лодки. Зная все их позывные, англичане определяли роторную схему, получая примерные шифркомбинации некоторых символов. Использовалась «принудительная информация». Так, англичане бомбили порт Кале, и немцы давали шифровку, а в ней — уже известные слова! Дешифровку облегчала лень некоторых радистов, по 2-3 дня не менявших настройки.

Нацистов подвела склонность к сложным техническим решениям там, где надежнее обойтись более простыми методами. Они даже понятия не имели о программе «Ультра». Зацикленные на идее арийского превосходства, считали «Энигму» непробиваемой, а информированность врага — результатом шпионажа и предательства. Они сумели влезть в сеть правительственной связи Лондон-Вашингтон, читали все перехваты. Раскрыв коды морских конвоев, наводили на них «волчьи стаи» подлодок, что обошлось англосаксам в 30 000 жизней моряков. Однако при образцовом порядке в организации дел у них не было единой службы дешифровки. Этим занималось 6 ведомств, не только не работавших вместе, но и скрывавших свои навыки от коллег-конкурентов. Систему связи на стойкость к взлому оценивали не криптографы, а техники. Да, расследования подозрений об утечке по линии «Энигмы» были, но спецы не смогли открыть начальству глаза на проблему. «Главный подводник рейха адмирал Дениц так и не понял, что не радары, не пеленгация, а чтение шифрограмм позволило находить и уничтожать их лодки» (послевоенный доклад Army Security Agency/США).
Говорят, что без взлома главной шифровальной машины нацистов война продлилась бы на два года дольше, стоила бы больших жертв и, возможно, не была бы закончена без атомной бомбардировки Германии. Но это преувеличение. Конечно, приятнее играть, заглядывая в карты противника, и расшифровка очень важна. Однако нацистов победила не она. Ведь с февраля по декабрь 42-го, не имея ни одной дешифровки, союзники уничтожили 82 германские субмарины. А на суше немцы в огромном количестве операций отправляли информацию по проводам, фельдъегерями, собаками или голубями. Такими способами во время Второй мировой передавалась половина всех сведений и распоряжений.
…Летом 45-го парни из TICOM (Target Intelligence Committee, англо-американская контора по изъятию немецких информационных технологий) конфисковали и вывезли новейшие «Энигмы» и специалистов по ним. Но машину (Schlьsselkasten 43) продолжали выпускать: в октябре — 1000, в январе 46-го — уже 10 000 штук! Ее взлом остался секретом, а миф об абсолютной надежности продукта «немецкой гениальности» расползся по всей планете. Тысячи «Энигм» англосаксы продали в десятки стран «Британского содружества наций» на всех континентах. Там они работали до 1975 года, а «благодетели» читали секреты любого правительства.
«Энигму» использовали многие: испанцы — коммерческую, ВМФ Италии — Navy Cipher D, швейцарцы — «Энигму K». Японским клоном «Энигмы» была 4-роторная GREEN. Англичане сделали свою Typex по чертежам и даже из деталей «Энигмы», пиратски использовав патент.
На сегодня в мире есть до 400 рабочих экземпляров «Энигмы», и желающий может приобрести ее за 18-30 тысяч евро.

Болтун будет расстрелян!

Меры по сокрытию программы «Ультра» были беспрецедентны. Немецкие суда и подлодки после потрошения топили, чтобы противник не догадался об их захвате. Пленных изолировали на годы, их письма домой перехватывались. Своих моряков-болтунов ссылали служить в тьмутаракань типа Фолклендских островов. Полученные разведданные проходили доработку/искажение, и лишь потом передавались в войска. В полном объеме овладение «Загадкой» скрывалось в течение всей войны даже от «большого брата» США. Зная из шифровки о предстоящей 14 ноября 1940 г. бомбардировке Ковентри, население города не эвакуировали, чтобы немцы не догадались, что их «читают». Это стоило жизней полутысячи горожан.
В разгар войны в программе «Ультра» работало до 12 тысяч человек: математики, инженеры, лингвисты, переводчики, военные эксперты, шахматисты, специалисты по ребусам, операторы. Две трети персонала составляли девушки-военнослужащие wrens (Women’s Royal Naval Service). Выполняя свою крошечную часть работы, никто не знал, чем они занимаются в целом, и слово «Enigma» никогда не слышал. Людям, не знавшим, что происходит за соседней дверью, постоянно напоминали: «За болтовню о работе — расстрел». Лишь через 30 лет, после снятия секретности некоторые из них отважились признаться, чем занимались во время войны. А. Тьюринг написал книгу о взломе «Энигмы»: правительство Великобритании не разрешало ее выпуск до 1996 года!
Своего «крота» у нацистов в Блетчли-Парке не было. А вот для СССР происходящее там секрета не представляло. Малые дозы информации категории «ультра» Москва получала по прямому распоряжению Черчилля, несмотря на протесты его штаба. Кроме того, офицер британской разведки Джон Кэрнкросс, имевший доступ к секретным данным, снабжал русских ими уже без ограничения, в т. ч. и расшифровками «Энигмы».

Успех взломщиков «Энигмы» базировался всего лишь на нескольких вовремя высказанных гениальных идеях. Без них «Энигма» так бы и осталась «Загадкой». Стюарт Милнер-Берри, чемпион Британии по шахматам, один из главных взломщиков Блетчли-Парка: «Подобного примера нет с античных времен: война велась так, что один противник постоянно мог читать самые важные сообщения армии и флота другого».
После войны «бомбы Тьюринга» разрушили из соображений безопасности. Через 60 лет общество Enigma & Friends попыталось воссоздать одну из них. Лишь сбор комплектующих занял 2 года, а сборка самой машины — 10 лет.

Тема внеклассного занятия: История одного кода.

Тип занятия: открытие новых знаний

Используемые на уроке средства ИКТ:

Персональный компьютер (ПК) учителя, мультимедийный проектор, экран;

ПК учащихся, раздаточный материал.

Характеристика учебных возможностей группы:

Учащиеся владеют ууд:

предметными:

способами кодирования информации, умеют работать с шифром Цезаря (из курса начальной школы).

метапредметными:

познавательными: -

умеют структурировать полученные знания

регулятивными :

планируют деятельность на уроке;

способны к самооценке результатов работы.

коммуникативными:

умеют с достаточной полнотой и точностью выражать свои мысли.

личностными:

умеют строить коммуникативные отношения в группе единомышленников, способны к рефлексии.

владеют навыками учебно-исследовательской деятельности.

Цель:

провести исследование истории создания шифра Цезаря и результаты представить в форме ментальной карты.

Задачи:

научить работе с ментальной картой

научить поиску информации;

научить извлекать необходимую информацию;

формировать коммуникативные компетентности;

В ходе занятия учитель создает такие условия, при которых дети получат возможность:

почувствовать себя частью команды, объединенной работой в сетевом проекте “В мире кодов”;

научиться безопасной работе в Интернете;

научиться работать в сервисе ;

научиться структурировать полученную информацию.

Планируемые образовательные результаты :

предметные:

развитие умений работать с учебным текстом, выделять главное:

1) представлено название шифра;

3) указано сражение, год, кто вел войну и с кем;

4) есть иллюстрация данного шифра;

5) представлен ключ к разгадке шифра.

формирование навыков и умений безопасной работы с компьютерными программами и в Интернете;

1) равильно указаны настройки доступа к карте (доступно всем в Интерненте без права редактирования)

формирование умения соблюдать нормы информационной этики и права

метапредметные:

познавательные -

формулирование познавательной цели;

осуществление поиска необходимой информации в открытом информационном пространстве;

фиксировать информацию с помощью средств ИКТ.

регулятивные -

планирование деятельности на уроке;

взаимооценивание результатов работы.

коммуникативные -

умение организовывать учебное сотрудничество (распределение обязанностей участников);

умение аргументировать и отстаивать свое мнение.

личностные:

пунктуальность в работе (задания выполнялись строго в срок);

проявление самостоятельности в поиске информации;

проявление самостоятельности в создании ментальной карты.

Основные понятия, изучаемые на уроке:

Код, шифр, алфавит, ключ.

Краткая аннотация внеурочного занятия “История одного кода”

Главный герой проекта “В мире кодов”, в рамках которого проходит занятие, кот Кодфилд приглашает ученых криптографов помочь ему в изучении истории возникновения шифров. На время занятия ученики становятся учеными кртптографами, помогающими коту Кодфилду изучить историю возникновения шифра Цезаря. В рамках занятия ученики исследуют материалы по теме истории кодирования информации, учатся пользоваться безопасным интернетом и структурировать полученную информацию используя сервис создания ментальных карт . Работа на занятии требует от учеников составления алгоритма действий, принятия решений в ходе работы с картой, умения оценить действие товарища по заданным критериям.

В ходе занятия учащиеся могут обращаться к презентации для работы со ссылками самостоятельно. Презентация создана в Google, что позволяет учителю разрешить с ней работать определенному кругу учеников, предоставляя им доступ редакторов.

В течении занятия слайды демонстрируются в следующей последовательности

Слайд 1. Тема урока.

Слайд 2. Просмотр мультфильма “ Машины сказки - Али-Баба”. После просмотра выясняется значение слова код .

Слайд 3. Ученики с помощью учителя выясняют кто такой криптограф, чем он занимается, какими качествами обладает. Учитель предлагает ученикам рассказать, какими качествами они уже обладают и чему еще им нужно научиться.

Слайд 4. Целеполагание. Постановка проблемы. .

Слайд 5. Ученики составляют план действий. На слайде план действий учеников расположен не по порядку. Ученики самостоятельно формируют алгоритм деятельности и озвучивают его. По щелчку на экране появляется правильный план работы.Ученики формулируют цель урока.

Слайд 6. После обсуждения правил дорожного движения, выясняется, кто их придумал. На слайде изображение Цезаря и краткая информация о нем. Идет обсуждение, чем прославился Юлий Цезарь, учитель выясняет,что знают ученики о шифровании, его назначении.

Слайд 7 . Знакомство с сервисом . Учитель объясняет правила работы с сервисом. Через ссылку в заголовке слайда происходит переход на обучающую страничку на сайте nachalka.com.

Слайд8 . Учитель демонстрирует шаблон ментальной карты, по которому ученики создают свою карту, дают доступ другим участникам.

Слайд 9. Пользуясь ссылкой в презентации ученики переходят в детскую поисковую систему, для проведения исследования и нахождения ответов на предложенные вопросы.

Слайд 10. Динамическая пауза “Гимнастика для глаз”

Слайд 11 . Работа с картой. Ученики создают карту по шаблону, заполняют поля карты собранной информацией. Размещают ссылки на созданные карты.

Слайд 12. Используя ссылки на форму “Лист взаимооценки "Работа с ментальной картой”, ученики переходят на форму Google, при помощи которой оценивают работу товарищей. Возвращаются на слайд №10, переходят по ссылкам на карты и оценивают работу друг друга.

Слайд 13. Проводится рефлексия деятельности учащихся. На слайде размещены вопросы, которые помогут ученикам разобраться, в чем они испытали трудность при выполнении заданий и с чем они справились легко. Выясняется, какие качества они приобрели за время работы и приблизились ли они к образу ученого криптографа.

Слайд 14. Представлены ссылки на таблицы с оценками учеников и учителя. Перейдя по ссылкам ученики увидят итоговые оценки за свою работу. Итоговая оценка складывается из оценки учеников и учителя. Работа, набравшая большее количество баллов, размещается на сайте проекта “В мире кодов”

Слайд 15. Слова благодарности.

Слайд16. Список полезных сайтов, используется при затруднении нахождения информации.

Слайд 17. «Ссылки на электронные ресурсы». Не демонстрируется.

Ход занятия:

Мотивационно -целевой этап

Организационный момент

Учитель:

Здравствуйте, ребята! Сегодня наше занятие мы начнем с просмотра мультфильма про Машеньку, где она сочиняет сказку про Али - Бабу.

Демонстрируется видеоролик “

Ребята, что знал Али-Баба, что ему позволило зайти в пещеру и, чего не знал жадный брат, чтобы выбраться из пещеры?

Ученики:

Забыл волшебное слово.

Учитель:

Как можно по другому назвать волшебное слово? Этот термин вам знаком он присутствует в названии нашего занятия.

Ученики:

Он забыл код

Учитель:

Скажите, что такое код?

Ученики:

Зашифрованное слово.

Учитель:

Кодом называется отдельная комбинация символов (знаков). Ребята, уже второе занятие мы мы участвуем в проекте “В мире кодов”, на первом мы с Вами познакомились с котом Кодфилдом, который пригласил нас в увлекательный мир кодов. Сегодня он зовет нас в мир истории и собирает группу ученых-криптографов, изучающих историю возникновения шифра Цезаря. В творческую группу ему нужны молодые (это про нас), творческие(это тоже про нас), но при этом ИКТ- компетентные и глубоко знающие кодирование информации девочки и мальчики. Ребята, а каким вы его себе представляете молодого ученого криптографа? Что он изучает, какую науку? Какими качествами он должен обладать?

Ученики:

Криптограф - ученый изучающий методы шифрования информации. Он должен быть умным, интересующимся предметом, исследователем, наблюдательным, общительным, коммуникабельным, любящим свое дело, настойчивым, не бояться трудностей.

Учитель:

Наверняка этот ученый много знает о кодировании информации и умеет пользоваться любыми сервисами в сети интернет.

А какими из названных качеств вы уже обладаете?

Ученики:

Мы любознательные, умеем пользоваться компьютером, любим узнавать новое и изучать новые сервисы, любим работать в Интернете.

Учитель:

Тогда это путешествие для нас.

Целеполагание. Ребята, давайте попробуем определить цель нашего занятия.

Кодфилд поставил перед нами нелегкую задачу. Он попросил ребят из разных школ объединиться в поисках информации об истории создания шифров и кодов. А полученные данные обработать и разместить в карте ума, которую мы сделаем с Вами с помощью сервиса SpiderScribe.net.

Лучшие работы Кодфилд разместит на сайте проекта “В мире кодов”.

А что вы знаете о шифре Цезаря?

Ученики: (если ученики не знают ответ, дополняет учитель)

Его создал древнеримский полководец Гай Юлий Цезарь.

Каждый символ в тексте заменяется символом, находящимся на некотором постоянном числе позиций левее или правее него в алфавите.

Учитель:

Хорошо, молодцы, эти знания вы получили в начальной школе.

Проблема: Можно ли, зная материал наполовину, серьезно заняться проблемой? Что для этого нужно знать? Попробуйте спланировать действия в правильном порядке: они представлены на слайде. Расположите их в правильном порядке.

Ученики:

найти информацию по заданной теме,

выделить главное,

ответить на заданные вопросы,

научиться работать с ментальной картой,

разместить полученную информацию в ментальной карте.

Цель нашего занятия исследовать историю создания шифра Цезаря, представить информацию в ментальной карте.

Актуализация знаний

Учитель:

Вы знаете, что в обычной жизни нас окружает информация, закодированная в знаки, символы, звуки и большинство этих кодов мы можем расшифровать и понять их значение. Например, дорожные знаки. О чем они говорят?

Ученики:

Они говорят о правилах дорожного движения. Как нужно вести себя на дороге, чтобы не попасть в ДТП.

Учитель:

А знаете ли Вы, кто первым придумал ввести правила дорожного движения?

Ученики:

Нет

Да, Цезарь.

Учитель:

Гай Юлий Цезарь - первый римский полководец, который ввел правила дорожного движения. Но прославился он как выдающийся полководец, который выиграл не одно сражение. А для переписки со своими генералам он придумал шифр, который стал носить его имя - шифр Цезаря.

Ознакомление с новым материалом

Учитель:

Шифр помогал скрыть информацию от посторонних глаз. А кто мог прочитать послания?

Ученики:

Тот, у кого был ключ к шифру.

Учитель:

Правильно, шифр не имеет никакого смысла, если к нему нет ключа. Информация в процессе шифрования проходит два этапа: первый - процесс кодирования, когда мы применяем кодировочную азбуку к тексту, второй - декодирования, когда мы к зашифрованной информации применяем ключ шифра, чтобы узнать истинный смысл послания.

Сегодня мы узнаем историю создания шифра Цезаря, и расскажу ее не я, расскажите и покажите историю шифра вы, используя сервис

сервис для создания ментальных карт. Это новая для вас программа, в которой вы научитесь работать и представлять информацию.

Ментальная карта - это карта ума, которая представляет информацию визуально. Она поможет вам представить информацию в виде схемы.

Прежде, чем мы начнем поиск интересующей нас информации, познакомимся с программой и создадим ментальную карту.

Слово учителя

Используя обучающую инструкцию на сайте nachalka.com. учитель объясняет правила работы с сервисом.

Настройка доступа к карте

Демонстрирует как образец для создания карты учениками.

После того как учитель познакомил учеников с правилами работы в сервисе и дал шаблон заполнения карты, ученики приступают к выполнению задания.

Действия учеников по алгоритму

запустите Google Chrome

введите в поисковой строке название сервиса

зарегистрируйтесь в сервисе на получение трех бесплатных карт

Динамическая пауза. Гимнастика для глаз.

Практический этап:

Задание для учеников: создание ментальной карты “История одного кода”

Поиск ответов на вопросы

1) Найдите ответы на вопросы. Для получения информации воспользуйтесь детской поисковой системой на сайте nachalka.com.

Название шифра (кода).

Кто создал и в каком году?

Алфавит (изображение алфавита шифра)

Ключ к разгадке шифра (изображение).

В каком сражении использовался шифр?

Работа в группах

Распределение обязанностей учащимися

После того, как дети нашли нужную информацию, они делятся на группы для совместной работы с ментальной картой. (группа 3 человека)

Распределение ролей

Ученикам предлагается составить план действий группы и распределить обязанности между собой.

При разделении группы распределяются обязанности:

1) 1 ученик дает доступ другим участникам к карте;

2) участники распределяют между собой поля для заполнения

Работа с картой

1) Оформите ментальную карту согласно образцу.

2) Заполните поля карты информацией.

3) Сделайте вывод, ответив на вопрос: Как помогает шифровка выиграть войну? (Напишите своими словами 1,2 предложения).

Рефлексивно - оценочный этап

Учитель:

Ребята, Вы создали ментальную карту “История одного кода”. Вам понравилось? Что было самым сложным в задании? Что Вам больше всего понравилось в работе? Как вы думаете, вам удалось приблизиться к образу ученого - криптографа? Какими качествами вы сейчас стали обладать, чему научились?

Ученики:

Мы попробовали быть исследователями, были наблюдательными когда находили нужную информацию, обсуждали свои обязанности, были настойчивыми в создании ментальной карты.

Учитель:

Молодцы, вы справились с задачами урока,В одиночку это было делать сложнее. Я предлагаю Вам оценить работу товарищей используя форму Google.Пройдя по ссылкам на слайде №12 “Взаимооценка”.

Я оценила Вашу работу и тоже поставила баллы за задание. Учитель оценивает работу учеников пользуясь формой

Приложение 1.

Работа с ментальной картой.

Настройки доступа.

Приложение 2.

Шаблон ментальной карты “История одного кода”

Алан мог бы родиться в Индии: его отец Юлиус работал в Индийской гражданской службе, и семья как раз жила в Индии, когда Этель Сара забеременела. Но пара решила, что ребенку лучше появиться на свет в Лондоне. Алан так и сделал.

С самого рождения Алан был, что называется, странным ребенком и при этом гениальным. По некоторым версиям, он научился читать всего за три недели, а в семь лет Алан во время пикника захотел собрать мед диких пчел. Для этого он рассчитал траектории полета насекомых среди вереска и отыскал таким образом улей.

В шесть лет Алан Тьюринг пошёл в школу, а в 13 стал учеником известной частной школы Шерборн. Любопытно, что в Шерборне гораздо больше ценили гуманитарные дисциплины, а увлечение Алана математикой не поощряли. Директор школы писал родителям:

«Я надеюсь, что он не будет пытаться усидеть на двух стульях разом. Если он намеревается остаться в частной школе, то он должен стремиться к получению „образования“. Если же он собирается быть исключительно „научным специалистом“, то частная школа для него — пустая трата времени».

Там же, в Шерборне, Алан познакомился с тем, кто стал его близким другом и, возможно, первой любовью, — Кристофером Маркомом. К сожалению, молодой человек скончался от осложнения после бычьего туберкулеза, оставив Алана в отчаянии. Именно эта смерть заставила Тьюринга отказаться от религиозных воззрений и сделала его атеистом.

«Я уверен, что не встречу больше компаньона, столь одаренного и вместе с тем столь обаятельного, — писал Алан матери Маркома. — Я делился с ним своим интересом к астрономии(с которой он меня познакомил), и он делал то же в отношении меня… Я знаю, что должен вложить в мою работу столько же энергии, если не столько же интереса, сколько вложил бы, будь он жив, — это то, чего бы он хотел».

Переписка с матерью его друга продолжалась еще много лет после смерти Моркома, и все письма были наполнены нежными воспоминаниями и Кристофере.

Алан поступил в Королевский колледж Кембриджа, где его таланты уже приняли всерьез. Там же он придумал идею универсальной машины — это пока была абстрактная идея, из которой позже родилась концепция компьютера. Алан изучал математику и криптографию.

Блетчли-парк, «Девочки Дилли» и «Бомба Тьюринга»

Блетчли-парк также называли« Станция Х» или просто« БП» — это был большой особняк в центре Англии, который во время Второй мировой использовали для нужд главного шифровального подразделения Британии. Аса Бриггз, историк и шифровальщик времен войны, сказал: «В Блетчли нужны были исключительные таланты, нужен был гений. Тьюринг был этим гением».

Как любой гений, он был странным. Коллеги называли его коротким прозвищем Проф.

Историк Рональд Левина пишет, что Джек Гуд, криптоаналитик, работавший с Тьюрингом, так рассказывал об Алане:

«В первую неделю июня каждый год у него случался сильный приступ сенной лихорадки, и он ездил на работу на велосипеде в противогазе для защиты от пыльцы. Его велосипед был сломан: цепь слетала через равные промежутки времени. Вместо того чтобы его починить, он посчитал количество оборотов педалей, через которое слетала цепь, сходил с велосипеда и вручную поправлял ее. В другой раз он приковал свою кружку к трубам радиатора, чтобы ее не украли».

Из-за того, что британские мужчины воевали, большая часть работников Блетчли были женщинами. Шифровальщицы работали по много часов, декодируя перехваченные сообщения.

«В 1939 году работа шифровальщика, хотя и требовала мастерства, была скучной и монотонной, — написано в книге Эндрю Ходжеса „Вселенная Алана Тьюринга“. — Однако шифрование являлось неотъемлемым атрибутом радиосвязи. Последняя использовалась в войне в воздухе, в море и на земле, и радиосообщение для одного становилось доступно всем, поэтому сообщения необходимо было превратить в неузнаваемые. Их не просто делали „секретными“, как у шпионов или контрабандистов, — засекречивалась вся система коммуникации. А это означало ошибки, ограничения и многочасовую работу над каждым сообщением. Однако выбора не было».

Одной из самых известных команд была группа женщин, которых называли« Девочки Дилли». Они работали под руководством криптоаналитика Дилвина Нокса. Именно эти женщины и расшифровали знаменитый код« Энигма», а Тьюринг работал над созданием криптоаналитической машины. Одной из «девочек Дилли» была Джоан Кларк.

Джоан Кларк

Тьюринг невероятно сблизился с Джоан — девушкой довольно замкнутой. Она занималась дешифровкой морских кодов в режиме реального времени — это была одна из самых стрессовых работ в Блетчли.

«Мы проводили время вместе, — вспоминала она в интервью 1992 года для BBC Horizon. — Ходили в кино, но для меня стало большим сюрпризом, когда он сказал: „Согласишься ли ты выйти за меня замуж?“ Я удивилась, но ни секунды не сомневалась, я ответила „да“, и он встал на колено перед моим стулом и поцеловал меня, хотя у нас не было физического контакта. На следующий день мы пошли прогуляться после обеда. И тогда он сказал, что у него есть гомосексуальные наклонности. Естественно, это меня немного беспокоило — я точно знала, что это навсегда».

Спустя несколько месяцев Тьюринг разорвал помолвку, но, несмотря на это, они остались близкими друзьями.

Грэхэм Мур, сценарист фильма« Игра в имитацию», уверен, что именно их странность объединила Алана и Джоан: «Они оба были изгоями, и это было их общее, они смотрели на вещи иначе».

Грубая непристойность

В декабре 1951 года 39-летний Тьюринг встретил Арнольда Мюррея. Ему было 19. Безработный симпатичный молодой человек, худой, с большими голубыми глазами, светлыми волосами. Алан пригласил Арнольда в ресторан. Через некоторое время они увиделись снова и провели вместе ночь.

Хотя Алан пытался предложить Арнольду денег, тот сказал, что не хочет, чтобы с ним обращались как с проституткой. Несколько раз он «занимал» у Тьюринга деньги, а спустя некоторое время кто-то ограбил дом Алана.

Арнольд признался своему любовнику, что это сделал его друг. Алан сообщил об ограблении в полицию, но ему пришлось признаться в своей гомосексуальности.

Алан был уверен, что парламент вскоре узаконит гомосексуальные отношения.

Арнольд и Алан предстали перед судом. Им выдвинули обвинение в «грубой непристойности», оба были признаны виновными. Арнольд получил условное освобождение, а Алану предоставили выбор: тюремный срок или лечение гомосексуализма гормонами.

Тьюринг написал своему другу Филиппу Холлу: «Я приговорен к условной мере наказания в течение года и обязан проходить лечение в течение того же периода. Предполагается, что препараты уменьшают сексуальное влечение, пока оно продолжается… Психиатры, похоже, решили, что бесполезно связываться с психотерапией».

А еще он говорил: «Без сомнения, из всего этого выйдет другой человек, но кто именно, я не знаю».

Отравленное яблоко

8 июня 1954 года экономка Тьюринга нашла его мертвым в его комнате. Рядом с ним лежало надкушенное яблоко, которое, скорее всего, и стало причиной смерти. Алан очень любил диснеевскую« Белоснежку». По словам биографов Ходжеса и Дэвида Ливитта, он получал« особенно острое удовольствие в сцене, где Злая Королева погружает свое яблоко в ядовитый напиток».

Вероятнее всего, Алан отравил яблоко цианидом и съел его.

В августе 2009 года британский программист Джон Грэм-Камминг написал петицию, призывающую британское правительство принести извинения за преследование Тьюринга за его гомосексуальность. Он собрал более 30 000 подписей, и премьер-министр Гордон Браун опубликовал заявление с извинениями:

«Тысячи людей потребовали справедливости для Алана Тьюринга, потребовали признать, что отношение к нему было ужасающим. С Тьюрингом поступали по закону того времени, и мы не можем повернуть время вспять, то, что делали с ним было, конечно, несправедливо. Я и все мы глубоко сожалеем о том, что случилось с ним. От имени британского правительства и всех тех, кто живет свободно благодаря работе Алана, я говорю: «Прости нас, ты заслужил большего».

Фото: Getty Images, REX

Очень странный памятник перед входом в Императорский дворец Познани – памятник польским криптографам, дешифровщикам кода Энигма. Стела в виде равносторонне-треугольной призмы, высотой 3,10 метра, покрыта кажущимися случайными последовательностями чисел. На каждой стороне памятника - 21 строка из двенадцати цифр, без какого-либо видимого смысла. В центре каждой грани - буквы, которые складываются в имена.

Памятник был открыт здесь в 2007 году, к 75-ой годовщине дешифровки Enigma тремя польскими криптоаналитиками Марианом Реевским (1905-1980), Ежи Рожицким (1909-1942) и Генрихом Зыгальским (1908-1978). Церемония открытия состоялась 10 ноября 2007 года (во всех источниках упоминается, что шифр вскрыли в декабре 1932 года, без указания точной даты) в присутствии дочери Реевского, сына Рожицкого, г-на Яна Януша Рожицкого и двух родственников Генриха Зыгальского. Присутствовали другие родственники трех ученых, их бывшие руководители и коллеги из BS (Biuro Szyfrów) в Варшаве, фирм «PC Bruno » и «Cadix» (французский филиал бюро после немецкой оккупации 39-года).

Дело в том, что часть помещений дворца после окончания Первой Мировой войны были отданы Познанскому университету. В 1929 году в комнатах математического факультета начали работать курсы по криптографии, организованные польским Biuro Szyfrów (BS). Трое учеников - Ре(ж)евский, Рожицкий и Зыгальский были особенно успешными.

Код Энигма был изобретен немецким криптологом Артуром Шербиусом (Arthur Scherbius) в 1918 году, и с середины 1920-х годов начал использоваться в Веймарской республике. Сначала экспериментально, а с 1930 года все чаще. Соседи Германии, особенно Франция, Великобритания и Польша, с подозрением относились к этому, особенно когда в 1933 году к власти в Германии пришли нацисты. В рамках перевооружения вермахта шифровальные машинки Шербиуса (к тому времени, в результате серьезной модификации она из 50-килограммовой модели А превратилась в модель С размером с пишущую машинку) стали использоваться для шифрования во всех родах войск.

Французы и англичане не смогли дешифровать код Энигма (греческое Загадка), и называли его «нерушимым». Однако 27-летний Реевский в своей работе в подразделении BS4 уже в 1932 году взломал код. Этому помогла серьезная ошибку, допущенная самим Шербиусом. Кому интересно – можно ознакомиться со статьей на Вики (у меня лично там очень многое вызывает реакцию в виде фейспалма)

Еще одна статья – про британский музей, посвященный этой проблеме . Только там поляки не упоминаются ВООБЩЕ, что в общем, не удивительно для англичан.

Вообще, в этой истории «прекрасно» все, начиная от то ли изобретения Энигмы самим Шербиусом, то ли все-таки покупки патента у голландца Хьюго Коча, и заканчивая «химической кастрацией» и самоубийством выдающегося британского ученого Алана Тюринга, который известен всему миру, как дешифратор «Энигмы».

Но вернемся к полякам. Когда летом 1939 года всем уже было ясно, что Польша вот-вот падет, все работы польских ученых были переданы британской и французской разведке. Несомненно (для меня лично, ггг), что эти сведения были решающими для работы британских дешифраторов. Английский математик и криптоаналитик Гордон Уэлчман, который был одним из ведущих сотрудников Парке Блетчли (см. ссылку про британский музей), прямо упоминал польский вклад и помощь, написав: «... если бы они этого не сделали, британский взлом Enigma вполне мог бы не произойти вообще…..». Считается, что расшифровка кода Энигмы британскими криптографами сократила сроки войны примерно на 2 года и сберегла много миллионов жизней.

Сейчас рядом с памятником работает небольшой музей

Здесь вы можете пройти короткие курсы криптологии:)

Мы, к сожалению, в музей не попали, потому что были там после закрытия всего вообще но у меня есть википедия!

Дмитрий Александрович рвался к памятнику всеми фибрами души (я вообще до въезда в Позань понятия не имела о том, что он там вообще есть 0_0) и был полностью удовлетворен, в принципе отсюда мы могли бы уже идти и обратно в номер *кажется*

Но я рада, что узнала всю эту историю (про польскую часть, про Тюринга-то я знала и раньше, надо бы теперь фильм с Камбербетчем нашим посмотреть)

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

В современном мире кодирование (защита) информации имеет немаловажное значение для людей, для защиты собственности человека и государства. Защита информации - это защита целостности страны. В век информатизации защищенной является та страна, которая может сохранить свои информационные ресурсы.

До недавнего времени все исследования в этой области были только закрытыми, но в последние несколько лет у нас и за рубежом стало появляться всё больше публикаций в открытой печати. Отчасти смягчение секретности объясняется тем, что стало уже невозможным скрывать накопленное количество информации. С другой стороны, шифрование всё больше используется в гражданских отраслях, что требует раскрытия сведений.

Цель : Познакомиться с историей становления криптографии во время Великой Отечественной войны, освоить алгоритма шифрования, криптоанализа сообщения.

Задачи :

Узнать, что такое шифрование, какие шифры преимущественно использовались в годы ВОВ.

Выяснить, какие шифровальные машины использовались в российской и немецкой разведке.

Изучить историю создания и использования шифровальных машин в России в годы ВОВ.

И на основании исследуемого материала попытаться создать свой код или шифр.

Основная часть

История криптографии времен Второй Мировой войны

За многовековую историю использования шифрования информации человечеством изобретено множество методов шифрования или шифров. Методом шифрования (шифром) называется совокупность обратимых преобразований открытой информации в закрытую информацию в соответствии с алгоритмом шифрования. Большинство методов шифрования не выдержали проверку временем, а некоторые используются и до сих пор.

Во время ВОВ сложные технические и криптографические средства зашиты информации стали во многом ключевыми, ведь ценность информации возросла кратно. К июню 1941, когда немецкие армии вторглись на территорию СССР, наша система защиты государственной тайны была практически полностью сформирована. Она успешно выполняла целый ряд поставленных перед ней задач. От любых иностранных разведок надежно защищались все информационные ресурсы: мобилизационные, технические, военные, политические, идеологические и природные.

Не стояло на месте развитие технической защиты информации. Еще несколько лет назад повсеместно применялись ручные методы шифрования, которые занимали огромное количество времени и были недостаточно эффективны. Так, шифрование небольшого приказа занимало до 6 часов работы, примерно столько же требовалось на то, чтобы расшифровать полученное сообщение.

В 1937 году в Ленинграде на заводе «209», был образован комбинат техники особой секретности. Его основной задачей стало создание шифровальной техники для скрытого управления войсками: в 1939 году была создана шифровальная машина, которая получила название М-100. Основным недостатком этой машины был их огромный вес. Устройство весило 141 килограмм.

В 1939 году была запущенна в серийное производство шифровальная машина К-37 «Кристалл», которая упаковывалась в ящик весом всего 19 килограмм. К началу войны на вооружение шифр органов СССР было принято свыше 150 комплектов шифровальных устройств К-37.

В годы войны на машинную шифросвязь легли огромные нагрузки. Только шифровальной службой РККА (8-й отдел) за период войны было отработано 1,5 миллиона шифротелеграмм и кодограмм. Очень часто сотрудникам управления приходилось обрабатывать до 1500 шифрограмм в день, тогда как суточная норма составляла всего 400 шифрограмм. За все время войны 8-е управление Генштаба разослало нижестоящим подразделениям и войскам почти 3,3 миллиона комплектов шифров.

Все эти недостатки затрудняли работу разведчиков, которые находились на передовой или в тылу врага. Необходима была несколько иная техника, которая была бы более мобильной.

В конце первой мировой войны и в первые годы после нее возникает несколько изобретений, созданных любителями, для которых это было своеобразным хобби.

По мнению англо-американских историков, если бы не это хобби, война длилась бы на два года дольше.

Одним из этих изобретений является шифровальная машина под названием «Энигма». Для широкой публики слово «Энигма» (по-гречески - загадка) является синонимом понятий «шифровальная машина» и «взлом кода», о которых можно узнать из фильмов про подводные лодки и аналогичные романы, имеющие мало общего с действительностью. О том, что были и другие шифровальные машины, для «взлома» которых создавались специальные машины для расшифровки, и о тех последствиях, какие это имело во Второй Мировой войне, об этом широкой публике известно мало.

Первая — модель А — была большой, тяжелой (65x45x35 см, 50 кг), похожей на кассовый аппарат. Модель В уже выглядела как обычная пишущая машинка. Рефлектор появился в 1926 году на действительно портативной модели С (28x34x15 см, 12 кг). Это были коммерческие приборы с шифрованием без особой стойкости к взлому, интереса к ним не было. Он появился в 1927 году с модели D, работавшей потом на железной дороге и в оккупированной Восточной Европе. В 1928 году появилась Enigma G, она же Enigma I, она же «Энигма вермахта»; имея коммутационную панель, отличалась усиленной криптостойкостью и работала в сухопутных войсках и ВВС.

Энигма в переводе на русский язык — "загадка". Само появление этой шифровальной машины тоже загадка. Ее изобретатель, голландец Гуго Кох де Дельфт, задумавший ее еще в 1919 году, предполагал использовать шифровальную машину в гражданских целях. Несколько позже немец Артур Шернбус приобрел патент на нее и назвал машину "Энигма". Штаб рейхсвера проявил живой интерес к ее оригинальному способу кодирования. В качестве эксперимента несколько экземпляров "Энигмы" были установлены в 1926 году на некоторых боевых кораблях. После первых испытаний решили оснастить ими три армии. Устройство этой шифровальной машины довольно простое. В один из ее отделов вводят незашифрованное сообщение. Пройдя через машину, под воздействием различных электрических импульсов оно превращается в зашифрованный текст и выводится из другого отдела машины. Ключом, который постоянно меняется, обладает другая "Энигма", принимающая сообщение. Через нее оно проходит в обратном направлении, и текст из зашифрованного превращается в обычный. В эксплуатации машина несложна. Главное ее преимущество — безопасность. Даже заполучив машину, противник не сможет ею воспользоваться: она надежно хранит свои тайны, а регулярно меняющийся ключ очень скоро, максимум через месяц, сделает ее трофейным музейным экспонатом.

Как и почему удалось разработать машинные способы «взлома» и успешно их использовать.

Об этом имеется слишком мало информации, она засекречена. А имеющаяся информация обычно либо недостаточна, либо недостоверна. Это тем более заслуживает сожаления, потому что взлом шифровальных кодов имел исключительно важное историческое значение для хода войны, так как союзники (по антигитлеровской коалиции) благодаря полученной таким образом информации имели существенные преимущества, они смогли компенсировать некоторые упущения первой половины войны и смогли оптимально использовать свои ресурсы во второй половине войны.

В сентябре 1932 года разведка Польши привлекает к разработке трех молодых людей - математиков, специалистов высшего класса - Мариана Режевского, Тадеуша Лисицкого и Генриха Зыгальского. После ряда безуспешных опытов они все же определяют механические процессы, происходящие в "Энигме". В соответствии с их инструкциями польская фирма АВА воспроизводит 17 экземпляров немецкой шифровальной машины, а также отдельные ее части. Но пока все это лежит мертвым грузом в лабораториях отдела Р, а перехваченные немецкие шифровки пылятся в архиве.

Удача пришла неожиданно. В июне 1931 года во французское посольство в Берлине явился некий Ганс-Тило Шмидт, предложивший передать инструкцию по использованию шифровальной машины и шифровальные таблицы, используемые рейхсвером после 1 июня 1930 года. Лучшего не надо было и желать.

В декабре 1938 года немцы значительно усовершенствовали "Энигму", вмонтировав в нее два дополнительных барабана. Но Режевский, Лисицкий и Зыгальский делают огромные успехи: они создали настоящую счетную машину, предка ЭВМ, нареченную ими "Бомбой". Однако этим открытием экспозитура поделилась с французами лишь 30 июня 1939 года, за два месяца до начала войны.

В результате совместных усилий к марту 1940 года дешифровальные машины заработали на полную мощность. В Англии это был источник "Ультра" — эквивалент французскому "Зэд".

27 февраля 1940 года на встрече в Лугано (Швейцария) с французским разведчиком Наварром Шмидт сообщил, что СД удалось получить в Варшаве свидетельство того, что поляки сумели сконструировать аналог машины "Энигма", и теперь шифрирштелле (служба шифрования) ведет соответствующее расследование.

На рассвете 10 мая 1940 года танковые корпуса под командованием Рудольфа Шмидта, Рейнхарда и Гудериана начали наступление. 22 июня все было кончено, и Франция подписала капитуляцию в том самом вагоне, в котором в ноябре 1918 года капитуляцию подписали немцы.

Хотя поражение летом 1940 года не было предотвращено, усилия разведслужб Польши, Франции и Великобритании не пропали даром, а сослужили службу в ходе дальнейших военных действий. В Блетчли-Парке Тьюринг закончил создание "Колосса" — счетно-вычислительной машины, способной намного ускорить расшифровку шифров "Энигмы", теперь до 24 часов.

1 и 8 августа 1940 года были перехвачены приказы штаба Геринга о подготовке люфтваффе к массированной атаке на военно-воздушные базы Англии, а 12 августа приказ о первом таком налете. Командование королевских ВВС сумело оказать необходимое противодействие.

В дальнейшем английская ПВО регулярно получала сведения о предстоящих налетах. Но для конспирации англичанам однажды пришлось даже пожертвовать целым городом и его населением. Это случилось тогда, когда было перехвачено сообщение о предстоящем массированном налете на Ковентри. С целью не допустить утечки информации о том, что англичане читают немецкие радиограммы, для обороны Ковентри не было принято никаких мер, и город был полностью разрушен.

Немцы так никогда и не узнали, что секрет "Энигмы" известен союзникам.

Начиная с 1939 года сначала поляки, а вслед за ними французы и особенно англичане имели возможность использовать дешифрованные сообщения "Энигмы" и в течение всей войны с Германией знать наиболее важные планы вермахта, в том числе и на восточном фронте. Союзническими обязательствами предусматривался обмен подобной информацией с СССР, несшим на своих плечах основную тяжесть войны.

Взлом кодов «Энигмы» обеспечил англосаксам доступ почти ко всей секретной информации Третьего рейха (все вооруженные силы, СС, СД, МИД, почта, транспорт, экономика), дал большие стратегические преимущества, помог одерживать победы малой кровью.

«Битва за Британию» (1940 г.): с трудом отражая воздушный напор немцев, в апреле англичане начали читать радиограммы люфтваффе. Это помогло им правильно оперировать последними резервами, и битву они выиграли. Без взлома «Энигмы» вторжение немцев в Англию было бы очень вероятно.«Битва за Атлантику» (1939-1945 гг.): не взяв врага с воздуха, Гитлер душил его блокадой. В 1942 году было потоплено 1006 судов водоизмещением 5,5 млн. брутто-тонн. Казалось, еще чуть-чуть — и Британия упадет на колени. Но англичане, читая шифрсвязь «волков», стали их нещадно топить и выиграли битву.

Операция «Оверлорд» (1945 г.): перед высадкой в Нормандии союзники знали из расшифровки обо всех немецких контрмерах по отражению десанта, каждый день получали точные данные по позициям и силам обороны.

Немцы постоянно совершенствовали «Энигму».Операторов натаскивали на ее уничтожение в случае опасности. Ключи во время войны меняли каждые 8 часов. Шифродокументы растворялись в воде.

Правы были и создатели «Загадки»: расшифровать ее сообщения вручную невозможно в принципе. А что, если противник противопоставит этой машинесвою? А ведь он так и поступил: захватывая новые экземпляры техники, совершенствовал свою «антиЭнигму».

Работу противникам облегчали сами немцы. Так, у них была «индикаторная процедура»: в начале шифрограммы дважды отправлялась настройка (№ роторов/их стартовые позиции), где было видно закономерное сходство между 1-м и 4-м, 2-м и 5-м, 3-м и 6-м символами. Поляки заметили это еще в 1932 году и взломали код. Существенной трещиной в безопасности были метеосводки. Подводники получали их с базы «надежно» зашифрованными. На суше эти же данные шифровались обычным путем — и вот в руках взломщиков уже набор известных комбинаций, и уже ясно, какие роторы работают, как построен ключ. Расшифровку облегчал стандартный язык сообщений, где выражения и слова часто повторялись. Так, ежедневно в 6:00 метеослужба давала зашифрованный прогноз. Слово «погода» было обязательным, а неуклюжая немецкая грамматика ставила его на точное место в предложении. Еще: немцы часто употребляли слова «фатерланд» и «рейх». У англичан были сотрудники с родным немецким языком (nativespeakers). Ставя себя на место вражеского шифровщика, они перебрали массу шифровок на наличие этих слов — и приблизили победу над «Энигмой». Помогло и то, что в начале сеанса радист всегда указывал позывной лодки. Зная все их позывные, англичане определяли роторную схему, получая примерные шифркомбинации некоторых символов. Использовалась «принудительная информация». Так, англичане бомбили порт Кале, и немцы давали шифровку, а в ней - уже известные слова! Дешифровку облегчала лень некоторых радистов, по 2-3 дня не менявших настройки.

Пожалуй, самым известным примером является направленное Черчиллем Сталину в конце мая 1941 года предупреждение о том, что Гитлер собирается напасть на СССР. Известно также, что в июне 1943 года Черчилль сообщил Сталину о готовящемся наступлении германских войск в районе Орла, Курска и Белгорода. Известно еще несколько подобных предупреждений, но характерно, что почти все они были сделаны не тогда, когда в Блетчли-Парке расшифровывали сообщения о планах вермахта на восточном фронте, а много позднее, непосредственно накануне тех или иных событий, когда для принятия необходимых мер оставалось слишком мало времени.

К счастью, советская разведка не дожидалась проявления доброй воли со стороны Черчилля и в течение всей войны стремилась не столько полагаться на помощь союзников, сколько своими силами добывать стратегическую информацию.

Накануне Великой Отечественной войны наши дешифровальщики предупредили руководство страны о нападении Германии. В ходе войны советские дешифровальные службы предоставили политическому и военному руководству СССР большое количество важнейшей информации. Эта информация поступала во время всех важнейших сражений (в т.ч. битвы за Москву, Сталинградской битвы, сражения на Курской дуге и т.д.) и способствовала нашим победам. В то же время шифровальная служба не позволила противнику получить сведения о наших замыслах и действиях. Вот как оценивают работу советских шифровальщиков прославленные полководцы Великой Отечественной. Г.К. Жуков: «Хорошая работа шифровальщиков помогла выиграть не одно сражение», А.М. Василевский: «Ни одно донесение о готовящихся военно-стратегических операциях нашей армии не стало достоянием фашистских разведок». Оценил работу советской шифрслужбы и противник. Приведем выдержку из допроса начальника штаба при ставке верховного главнокомандования немецких вооруженных сил генерал-полковника А. Йодля от 17 июня 1945 года: «…нам никогда не удавалось перехватить и расшифровать радиограммы вашей ставки, штабов фронтов и армий».

В Советском Союзе математики высокого класса были привлечены в криптографическую службу лишь в конце 40-х годов, когда уроки войны заставили правительство в корне пересмотреть свое отношение к ней. В 1949 г. было создано Главное управление специальной связи (ГУСС) при ЦК КПСС. Это означало, что криптографическая служба выводилась из чекистских органов и подчинялась непосредственно политическому руководству страны, то есть поднималась на совершенно иной уровень. Для ее укрепления и расширения были задействованы значительные финансовые и материальные ресурсы. Организованный в то же время Отдел прикладной математики МИАН, выросший затем в крупный институт, возглавил М. В. Келдыш. Предполагалось, что отдел Келдыша будет работать, как принято говорить, «на космос», а ОПР — на криптографию. Однако не все было просто. Кадры математиков-криптографов стали готовиться на базе Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова.

А какими были советские шифровальные машины?

До последнего времени информации об этом почти не было.

«… кто возьмет в плен русского шифровальщика, либо захватит русскую шифровальную машину будет награжден Железным крестом, отпуском на родину и будет обеспечен работой в Берлине, а после победы - поместьем в Крыму». Многое дают понять эти слова Гитлера. С 1942 года сообщения русской техники перестали перехватывать. Это был успех шифровальной службы!

На машинную шифросвязь в годы войны легла основная нагрузка при передаче секретных телеграмм: громоздкие М-100 заменили на более компактные М-101 («Изумруд»).

Широко использовалось и ручное шифрование. Телеграммы отправлялись с помощью легких, весом в три килограмма радиостанций «Север» (Б. П. Асеев - инженер-конструктор, изобретатель, учёный), или «Северок», как их ласково называли военные связисты. Эта техника, быстро завоевавшая симпатии наших разведчиков, выпускалась в блокадном Ленинграде. Уникальность радиостанции заключалась в ее портативности (масса приемопередатчика - около 2 кг), автономности питания и возможности работать в плавном диапазоне. В осажденном Ленинграде к концу 1942 г. выпускали около 2000 радиостанций в месяц, на них в партизанских отрядах и разведывательных группах в тылу врага работали свыше 3000 разведчиков.

Роль радиостанции “Север” в Великой Отечественной войне справедливо сравнивают с появлением в Красной Армии знаменитых ракетно-артиллерийских установок “Катюша”. Многие командующие армиями, фронтами, отправляясь в инспекционные поездки по действующим частям, брали с собой радиста с “Северком”. Войсковая радиостанция подобного класса с источниками электропитания (ручной привод) весила около 50 кг и обслуживалась двумя бойцами.

Радисты с радиостанцией “Север” обеспечивали успех боевых операций знаменитых партизанских соединений А. С. Ковпака, А. Ф. Федорова, И. Н. Банова и подавляющего большинства более мелких партизанских отрядов и разведывательных групп, действовавших в тылу немецко-фашистских войск. Немецкое командование обещало высокую награду тем, кто захватит радиостанцию “Север” вместе с радистом. Это не удалось ни одному карательному отряду, так как радисты, даже будучи ранеными, успевали уничтожить радиостанцию или подрывали себя вместе с ней.

Расшифровка шифров

Представляю расшифровку самых известных шифров в годы ВОВ с помощью табличного редактора Excel.

Шифр Цезаря - на основе его разработаны все шпионские шифры, начиная с 10 века до нашей эры. Основой служит сдвиг, одной буквы вправо на один символ.

Шифр Вижнера, состоит из (квадрата) матрицы букв русского алфавита. Шифрование символа происходит путем сдвига буквы в каждой строке алфавита на одну позицию вправо.

Легко сообразить, что в реальной жизни в документах могу использоваться не только буквы русского алфавита, но и латиница, цифры, знаки препинания и т.д. Делать квадрат Вижнера с участием всех этих символов - еще та эпопея, но есть другой, гораздо более простой способ с помощью функции =КОДСИМВОЛ.

Заключение

Сравнивая шифры России с шифрами других развитых государств, следует сделать вывод, что по крайней мере по криптографической стойкости, а также по ряду других критериев, включая (в определенной мере) и критерии, характеризующие эксплуатационные качества, отечественные шифры не уступали шифрам таких передовых стран, как Англия, Франция, Италия. Действовавшие в России разновидности кодов и многоалфавитных шифров были примерно теми же, что и в указанных странах. Российские криптографы успешно дешифровали переписку этих стран, творчески усваивая достижения зарубежной криптографии.

Литература

Шифрование в России, - http://studopedia.net/7_20756_shifrovanie-a-rossii.html

История шифровального дела, Т.Соболева, онлайн-читалка, http://coollib.net/b/175644/read.

Б.П.Асеев - инженер-конструктор, изобретатель, ученый, Н.Мамаевhttp://www.pcweek.ru/themes/detail.php?ID=57864&THEME_ID=15499