Rotor "Enigma" memiliki 26 posisi - sesuai dengan jumlah huruf alfabet Latin. Tiga rotor, masing-masing dengan kabel kontak yang unik dan kecepatan rotasi yang berbeda, misalnya, rotor ketiga setelah setiap langkah (huruf berkode) langsung berputar 2 langkah ke depan. Alih-alih substitusi satu abjad sederhana A → B, cipher Enigma tampak seperti kumpulan huruf yang tidak berarti, di mana satu huruf dari ciphertext bisa berarti huruf yang berbeda dari teks yang sebenarnya. Pertama kali "A" dapat dikodekan sebagai "T", saat berikutnya mesin mengganti "A" dengan "E", dll.
Untuk membaca pesan seperti itu, pihak penerima harus mengatur rotor ke posisi awal yang sama. Posisi awal rotor (kunci hari ini, misalnya QSY) adalah rahasia yang hanya diketahui oleh operator Enigma Jerman. Mereka yang tidak memiliki kunci, tetapi ingin membaca pesan, harus melalui semua kemungkinan kombinasi.
Ada 26 kombinasi seperti itu.3 = 17576. Dengan uji tuntas dan motivasi, sekelompok decryptor dapat menelusuri dan menemukan kunci yang diperlukan hanya dalam sehari.
Peningkatan kekuatan cipher karena jumlah rotor yang lebih besar mengancam peningkatan massa dan dimensi mesin yang tidak dapat diterima. Tapi kemudian Arthur Scherbius, pencipta "Enigma", melakukan trik. Dia membuat rotor dapat dilepas dan diganti, yang segera meningkatkan jumlah kombinasi sebanyak 6 kali!
Dan agar otak pemecah kode musuh akhirnya mendidih, Scherbius memasang panel colokan antara keyboard dan rotor, tempat huruf-huruf itu diganti. Misalnya, huruf "A" diubah menjadi "E" dengan bantuan panel, dan rotor membuat pengganti lebih lanjut E → W. Perangkat Enigma memiliki enam kabel, yang dengannya operator menghubungkan 6 pasang huruf urutan yang disepakati. Setiap hari berbeda.
Jumlah opsi koneksi untuk 6 pasang huruf pada panel yang terdiri dari 26 karakter adalah 100391791500.
Jumlah total kunci Enigma yang mungkin, menggunakan tiga rotor swapping dan panel tambalan, adalah 17576 * 6 * 100391791500 = angka yang bisa mengambil tes brute force yang mungkin memakan waktu lebih dari usia alam semesta!
Mengapa rotor dibutuhkan?
Panel tambalan menyediakan 7 kali lipat lebih banyak kunci daripada rotor besar, tetapi saja tidak dapat memberikan kekuatan cipher yang cukup. Penuh arti huruf apa yang lebih sering digunakan dalam bahasa Jerman, dan yang, lebih jarang, musuh, dengan menggunakan metode analisis frekuensi, dapat menentukan bagaimana substitusi terjadi dan menguraikan pesan. Rotor, karena rotasi terus menerus relatif satu sama lain, memberikan enkripsi "kualitas" yang lebih baik.
Bersama-sama, rotor dan panel tambalan menyediakan sejumlah besar kunci, sementara secara bersamaan merampas kesempatan musuh untuk menggunakan analisis frekuensi ketika mencoba menguraikan pesan.
Enigma dianggap sama sekali tidak dapat didekati.
Sandi Enigma ditemukan dalam waktu yang jauh lebih kecil daripada usia Alam Semesta
Butuh matematikawan muda Marian Rejewski satu ide cemerlang dan satu tahun untuk mengumpulkan statistik. Setelah itu, sandi Jerman mulai dibaca seperti koran pagi.
Singkatnya: Rejewski mengeksploitasi kerentanan yang tak terhindarkan saat menggunakan perangkat keras apa pun. Untuk semua kekuatan enkripsi Enigma, terlalu tidak bijaksana untuk menggunakan kode yang sama (posisi rotor) selama 24 jam - lawan mengumpulkan sejumlah data statistik yang berbahaya.
Akibatnya, kode satu kali digunakan. Setiap kali sebelum dimulainya pesan utama, pengirim mengirim teks duplikat (misalnya, DXYDXY, SGHNZK terenkripsi) - posisi rotor untuk menerima pesan utama. Dubbing diperlukan karena interferensi radio.
Mengetahui bahwa Huruf ke-1 dan ke-4 selalu huruf yang sama, yang dalam kasus pertama dienkripsi sebagai "S", dan kemudian sebagai "N", Rejewski dengan susah payah membangun tabel korespondensi, menganalisis rantai panjang pembangunan kembali dan mencoba memahami bagaimana rotor dipasang. Pada awalnya, dia tidak memperhatikan panel steker - panel itu secara monoton mengatur ulang pasangan huruf yang sama.
Setahun kemudian, Rejewski memiliki cukup data untuk dengan cepat menentukan kunci untuk setiap hari menggunakan tabel.
Sandi mengambil garis samar teks Jerman dengan kesalahan ejaan - konsekuensi dari penggantian huruf pada panel tambalan. Namun bagi Rejewski, lulusan Universitas Poznan, sebuah wilayah yang merupakan bagian dari Jerman hingga tahun 1918, tidaklah sulit untuk secara intuitif memahami makna dan menyesuaikan panel dengan menghubungkan pasangan huruf yang diperlukan.
Sepertinya hal yang sederhana sekarang bahwa petunjuk telah diberikan dan gagasan untuk memisahkan kerja rotor dan panel steker telah dijelaskan. Hacking Enigma adalah sesi brainstorming yang membutuhkan usaha yang sungguh-sungguh dan bakat matematika.
Jerman mencoba meningkatkan kekuatan cipher
Pada akhir 1930-an, Jerman telah meningkatkan Enigma, menambahkan dua rotor tambahan (# 4 dan # 5, yang meningkatkan jumlah kombinasi dari 6 menjadi 60) dan menambah jumlah kabel, tetapi meretas Enigma sudah menjadi rutinitas. Selama tahun-tahun perang, ahli matematika Inggris Alan Turing menemukan solusi indahnya sendiri, menggunakan konten pesan stereotip (kata lebih basah dalam laporan cuaca harian) dan merancang komputer analog, menempatkan dekripsi pesan Enigma di aliran.
"Faktor manusia" yang terkenal - pengkhianatan salah satu karyawan layanan komunikasi Jerman - berperan dalam kisah peretasan Enigma. Jauh sebelum perang dan penangkapan Enigma yang ditangkap, lawan Jerman mempelajari diagram pengkabelan di rotor mesin sandi untuk Wehrmacht. Ngomong-ngomong, di tahun 1920-an. perangkat ini tersedia secara bebas di pasar sipil untuk kebutuhan komunikasi korporat, tetapi kabelnya berbeda dari "Enigma" militer. Di antara dokumen yang ditransfer, ada instruksi manual - jadi menjadi jelas apa arti enam huruf pertama dari pesan apa pun (kode satu kali).
Namun, karena prinsip operasi, akses ke Enigma itu sendiri belum berarti apa-apa. Buku sandi yang diperlukan menunjukkan pengaturan khusus untuk setiap hari pada bulan berjalan (urutan rotor II-I-III, posisi rotor QCM, huruf pada panel terhubung A / F, R / L, dll.).
Tapi decoder Enigma ditiadakan dengan buku sandi, secara manual menganalisis angka dengan 16 nol.
Benteng digital
Metode enkripsi komputer menerapkan prinsip tradisional yang sama untuk mengganti dan mengatur ulang karakter sesuai dengan algoritma yang diberikan sebagai "Enigma" elektromekanis.
Algoritma komputer sangat kompleks. Dirakit dalam bentuk mesin mekanis, sistem seperti itu akan memiliki dimensi yang luar biasa dengan sejumlah besar rotor yang berputar pada kecepatan variabel dan mengubah arah putaran setiap detik.
Perbedaan kedua adalah kode mesin biner. Setiap karakter diubah menjadi urutan satu dan nol, yang memungkinkan untuk menukar bit dari satu huruf dengan bit dari huruf lain. Semua ini memberikan kekuatan cipher komputer yang sangat tinggi.
Namun, seperti yang ditunjukkan oleh cerita dengan Enigma, memecahkan algoritme semacam itu hanyalah masalah daya komputasi. Cipher yang paling kompleks, berdasarkan prinsip-prinsip tradisional permutasi dan penggantian, akan segera "ditemukan" oleh superkomputer lain.
Untuk memastikan kekuatan kriptografi, cipher lain diperlukan.
Sebuah sandi yang membutuhkan jutaan tahun untuk dipecahkan
Dalam beberapa dekade terakhir, enkripsi "kunci publik" telah dianggap sebagai metode enkripsi yang paling kuat dan paling dapat diandalkan. Tidak perlu menukar kunci rahasia dan algoritme yang digunakan untuk mengenkripsi pesan. Fungsi ireversibel seperti kunci bahasa Inggris - tidak ada kunci yang diperlukan untuk menutup pintu. Kunci diperlukan untuk membukanya, dan hanya pemiliknya (pihak penerima) yang memilikinya.
Kunci adalah hasil pembagian dengan sisa bilangan prima raksasa.
Fungsi ini tidak dapat diubah bukan karena larangan mendasar, tetapi karena kesulitan memfaktorkan sejumlah besar ke dalam faktor dalam waktu yang wajar. Skala "ireversibilitas" ditunjukkan oleh sistem transfer antar bank, di mana angka terdiri dari 10300 angka.
Enkripsi asimetris banyak digunakan dalam pekerjaan layanan perbankan, pengirim pesan instan, cryptocurrency, dan lebih jauh lagi di mana pun diperlukan untuk menyembunyikan informasi dari mata-mata. Tidak ada yang lebih dapat diandalkan daripada skema ini yang belum ditemukan.
Secara teori, apa pun yang dibuat oleh satu orang dapat dihancurkan oleh orang lain. Namun, seperti yang disaksikan oleh peristiwa baru-baru ini, badan pengatur negara dipaksa untuk mencari kunci dari pengembang messenger melalui persuasi dan ancaman. Kekuatan cipher kunci publik masih di luar kemampuan kriptanalisis modern.
Telepon kuantum seharga 30 juta
Pemicu penulisan artikel tersebut adalah video yang diposting di Youtube yang secara tidak sengaja muncul di daftar "rekomendasi" untuk ditonton. Penulis bukan pelanggan saluran semacam itu karena kontennya yang stereotip dan tidak berharga.
Ini bukan iklan. Ini bukan anti-iklan. Opini pribadi.
Seorang blogger menghancurkan argumen yang lain, yang mengklaim tentang "penipuan korupsi" dengan pembuatan telepon kuantum domestik.
Oposisi skeptis menceritakan tentang salinan yang ditemukan dari "telepon kuantum" Telepon QSS ViPNet, yang dijual di Internet seharga $ 200. Lawannya menolak: "pipa" itu sendiri tidak ada hubungannya dengan itu - pencipta menggunakan perangkat apa pun yang ada. Fitur utama Telepon ViPNet QSS ada di "kotak" server, di dalamnya foton dihasilkan. Ini adalah "server" yang membenarkan label harga 30 juta rubel.
Kedua blogger menunjukkan ketidaktahuan sepenuhnya tentang masalah ini dan ketidakmampuan untuk berpikir dan menganalisis informasi. Percakapan tentang telepon kuantum tidak boleh dimulai dengan "pipa" dan "server", tetapi dari prinsip kerja, tentang yang semuanya dikatakan dalam rilis resmi.
Dengan bantuan foton, hanya kunci rahasia yang ditransmisikan, yang mengenkripsi pesan utama. Dengan demikian, menurut pendapat pengembang, tingkat perlindungan kunci tertinggi disediakan. Pesan itu sendiri ditransmisikan terenkripsi melalui saluran biasa.
"Foton diperlukan hanya untuk menyepakati kunci bersama, negosiasi itu sendiri berlangsung dengan cara apa pun yang biasa kita lakukan."
(Momen di video adalah 6:09.)
Kedua blogger tidak memperhatikan hal ini. Tetapi jika penulis adalah pembeli potensial, dia akan mengajukan beberapa pertanyaan kepada pengembang:
1. Kriptografi adalah ilmu tentang cara membaca sandi tanpa memiliki kunci. Dengan kata lain, tidak adanya kunci tidak menjamin bahwa pesan tidak dapat didekripsi dan dibaca. Contoh yang mencolok adalah kisah Enigma.
2. Jika kita berbicara tentang transfer "kunci rahasia" apa pun, ini berarti enkripsi dengan algoritme penggantian / permutasi tradisional. Ini membuat cipher semakin tidak aman secara kriptografis dibandingkan alat peretasan modern.
Seperti yang Anda ketahui, yang paling dapat diandalkan adalah enkripsi dengan "kunci publik", di mana tidak ada kunci yang diperlukan untuk ditransfer ke mana pun. Apa nilai dan pentingnya saluran kuantum?
Mistisisme dunia mikro
Perangkat biasa dengan kemampuan yang tidak biasa? Kami akan berdebat dengan cara yang logis. Pembuat Telepon QSS VIPNet jelas terburu-buru dengan pengenalan "telepon kuantum" di pasar perangkat komunikasi. Dengan lebar saluran yang tersedia, yang tidak memungkinkan transmisi seluruh pesan dan jangkauan yang dicapai 50 km, sistem seperti itu tidak memiliki nilai yang diterapkan.
Pada saat yang sama, cerita dengan telepon kripto menunjukkan bahwa penelitian sedang dilakukan di Rusia di garis depan sains dan teknologi modern, di bidang komunikasi kuantum.
Komunikasi kuantum melampaui kriptografi konvensional (menyembunyikan makna pesan) dan steganografi (menyembunyikan fakta pesan yang sedang dikirim). Bit informasi yang dienkripsi sebagai foton menerima lapisan perlindungan tambahan. Namun, ini tidak ada hubungannya dengan enkripsi.
Hukum dasar alam tidak mengizinkan penyadapan pesan tanpa mengukur (dan karenanya tidak mengubah) parameter foton. Dengan kata lain, mereka yang melakukan percakapan rahasia akan segera mengetahui bahwa seseorang telah mencoba untuk mendengarkan mereka. Halo…
