Płachty, karty perforowane i bomby kryptologiczne w walce z Enigmą

Bomba Turinga, urządzenie umożliwiające odczytywanie szyfrów Enigmy. Zdjęcie za: Wikipedia.

Mimo iż na Zachodzie wciąż pokutuje błędne przeświadczenie, iż to wyłącznie Brytyjczykom alianci zawdzięczali złamanie szyfru niemieckiej Enigmy, polscy historycy doskonale udokumentowali wkład rodzimych kryptologów w operację walki z maszyną szyfrującą. Henryk Zygalski, Marian Rejewski i Jerzy Różycki okazali się nie tylko ludźmi obdarzonymi niezwykłymi umiejętnościami matematycznymi, ale i zdolnymi konstruktorami. Do dekodowania wykorzystywali wymyślne maszyny, które w późniejszym czasie stały się podstawą wielu urządzeń elektronicznych. W pewnym sensie Polacy wraz ze swoimi brytyjskimi kolegami stali się prekursorami informatyki. Największa w tym oczywiście zasługa Alana Turinga, ojca współczesnych komputerów.

Polacy także mieli w tym względzie spore sukcesy. Już w latach trzydziestych udało się im odczytać niemieckie wiadomości kodowane przy użyciu Enigmy. Na pewnym etapie polscy kryptolodzy zdali sobie sprawę ze schematu używanego przez niemieckich szyfrantów, dochodząc do wniosku, iż możliwe jest odtwarzanie oryginalnego ustawienia wirników Enigmy. Wymagało to jednak analizy ogromnej ilości danych i sprawdzania wielu kombinacji. Ręczna weryfikacja zajmowałaby zbyt wiele czasu, wobec czego Henryk Zygalski opracował specjalne karty perforowane, nazywane później płachtami Zygalskiego, które umożliwiały niemal automatyczne sprawdzanie poszczególnych ustawień. Cały proces był oczywiście znacznie bardziej skomplikowany i dla celów tego opracowania nieco go trywializujemy. Idea zawierała się jednak w automatyzmie weryfikowania prawidłowości kolejności wirników. Był to wstęp do zbudowania zaawansowanej technologicznie maszyny dekodującej.

Płachty Zygalskiego posłużyły bowiem do opracowania tzw. bomby Rejewskiego (znana także jako bomba kryptologiczna), która także wykorzystywała mechanizm zautomatyzowanego odcyfrowywania podwójnie szyfrowanych wiadomości. W praktyce spinano ze sobą sześć odtworzonych maszyn szyfrujących Enigma, co pozwalało na dostosowanie odpowiednich ustawień i próbę odnalezienia klucza w oparciu o trzy przechwycone niemieckie depesze z jednego dnia. Wirniki przestawiano tak, by znaleźć odpowiednie dzienne ustawienie. Wcześniej Rejewski korzystał z uboższej wersji połączonych maszyn, tzw. cyklometru. Polscy twórcy gry „Łamacze Szyfrów” opisali urządzenie w ten sposób: „Cyklometr – zaprojektowane w 1935 roku urządzenie służące do określania struktury cyklicznej szyfru Enigmy. Składał się z dwóch zestawów wirników Enigmy przesuniętych wzajemnie o trzy pozycje. Po wybraniu dowolnej litery alfabetu wyświetlał wszystkie znaki należące do tego samego cyklu. Mimo użycia cyklometru stworzenie pełnego katalogu charakterystyk cyklicznych było skomplikowanym i pracochłonnym zadaniem: dla każdej z sześciu możliwych kolejności wirników należało przeanalizować 17 576 pozycji startowych – czyli łącznie 105 456 kombinacji. Cyklometr nie zachował się do naszych czasów. Jego wygląd i sposób działania znamy jedynie z opisów i szkiców we wspomnieniach Mariana Rejewskiego”.

Warto dodać, iż sukcesy polskich kryptologów stały się podstawą badań Francuzów i Brytyjczyków, a w ostatecznym rozrachunku umożliwiły stworzenie planu ULTRA, który pozwolił aliantom na regularne odczytywanie niemieckich wiadomości wysyłanych za pomocą Enigmy. Na bazie bomby Rejewskiego Turing zbudował własną konstrukcję.

Zdjęcie tytułowe: Bomba Turinga, urządzenie umożliwiające odczytywanie szyfrów Enigmy. Zdjęcie za: Wikipedia, domena publiczna.