Криптоанализа Енигминог шифарског система

Енигма машина је коришћена комерцијално од раних 1920-их, а прихватиле су је војске и владе разних земаља — најпознатије, нацистичка Немачка.

Криптоанализа Енигминог шифарског система омогућила је западним савезницима у Другом светском рату да читају значајне количине Морзеовим кодом кодираних радио-комуникација Сила Осовине које су биле шифроване помоћу Енигма машина. То је дало војну обавештајну делатност која је, заједно са оном из других дешифрованих радио и телепринтерских преноса Осовине, добила кодно име Ултра.

Енигма машине су биле породица преносних шифарских уређаја са роторским скремблерима. Добре оперативне процедуре, правилно спроведене, учиниле би да Енигма са плочом за укључивање (Steckerbrett) буде несаломива за савезнике у то време.Шаблон:Sfn

Немачка Енигма са плочом за укључивање постала је главни криптосистем Немачког рајха и касније других сила Осовине. Децембра 1932. разбио ју је математичар Марјан Рејевски у Бироу шифара пољског Главног штаба, користећи математичку теорију група пермутација комбиновану са обавештајним материјалом који је доставила Француска, а добијен од немачког шпијуна Ханса-Тила Шмита. До 1938. Рејевски је изумео уређај, криптолошку бомбу, а Хенрик Зигалски је осмислио своје перфориране листове, како би разбијање шифре учинили ефикаснијим. Пет недеља пре почетка Другог светског рата, крајем јула 1939. на конференцији јужно од Варшаве, пољски Биро шифара је своје технике и технологију за разбијање Енигме поделио са Французима и Британцима.

Током немачке инвазије на Пољску, кључно особље пољског Бироа шифара евакуисано је преко Румуније у Француску, где су основали сигнално-обавештајну станицу PC Bruno уз подршку француских објеката. Успешна сарадња Пољака, Француза и Британаца настављена је до јуна 1940, када се Француска предала Немцима.

Од овог почетка, британска Владина школа за кодове и шифре у Блечли Парку изградила је обимну криптоаналитичку способност. У почетку су дешифровање углавном биле поруке Луфтвафе и неколико Хер порука, јер је Кригсмарине користила много сигурније процедуре за коришћење Енигме. Алан Тјуринг, математичар и логичар са Универзитета у Кембриџу, дао је велики део оригиналног размишљања које је довело до унапређења пољске криптолошке бомбе која се користила за дешифровање немачких Енигма шифри. Међутим, Кригсмарине је увела верзију Енигме са четвртим ротором за своје У-броде, што је довело до дугог периода када ове поруке нису могле бити дешифроване. Захваљујући заробљавању кључева шифре и употреби много бржих америчких морнаричких бомби, настављено је редовно, брзо читање порука У-бродова. Многи коментатори кажу да је прилив Ултра комуникационо-обавештајне информације из дешифровања Енигме, Лоренцове шифре и других шифри знатно скратио рат и можда чак променио његов исход.

Општи принципи

Шаблон:Main Енигма машине су комбиновале више нивоа покретних ротора и каблова за укључивање како би произвеле посебно сложену полиалфабетску супституциону шифру.

Током Првог светског рата, проналазачи у неколико земаља схватили су да би чисто случајни низ кључева, без понављајућег обрасца, у принципу учинио полиалфабетску супституциону шифру несаломивом. То је довело до развоја роторских машина које мењају сваки знак у отвореном тексту да би произвеле шифрат, помоћу скремблера који се састоји од скупа ротора који мењају електричну путању од знака до знака, између улазног уређаја и излазног уређаја. Ово стално мењање електричне путање производи веома дуг период пре него што се образац — низ кључева или супституционо писмо — понови.

Дешифровање шифрованих порука укључује три фазе, дефинисане донекле другачије у то доба него у савременој криптографији. Прво, ту је идентификација система који се користи, у овом случају Енигма; друго, разбијање система утврђивањем како тачно шифровање функционише, и треће, решавање, које подразумева проналажење начина на који је машина била подешена за појединачну поруку, тј. кључ поруке. Данас се често претпоставља да нападач зна како процес шифровања функционише (видети Керкхофсов принцип) и разбијање се често користи за решавање кључа. Међутим, Енигма машине су имале толико потенцијалних стања унутрашњег ожичења да је реконструкција машине, независно од одређених подешавања, била веома тежак задатак.

Енигма машина

Серија од три ротора из Енигминог скремблера. Када су убачени у машину, ови ротори се повезују са улазном плочом са десне стране и рефлекторским бубњем са леве стране.

Енигма роторска машина је потенцијално била одличан систем. Генерисала је полиалфабетску супституциону шифру, са периодом пре понављања супституционог алфабета који је био много дужи од било које поруке или скупа порука послатих истим кључем.

Међутим, главна слабост система била је у томе што ниједно слово није могло бити шифровано у само себе. То је значило да се нека могућа решења могу брзо елиминисати због тога што се исто слово појављује на истом месту и у шифрату и у претпостављеном делу отвореног текста. Поређење могућег отвореног текста Keine besonderen Ereignisse (дословно, „без посебних догађаја“ — можда боље преведено као „нема шта да се извести“; фраза коју је редовно користила једна немачка испостава у северној Африци), са делом шифрата, могло би дати следеће:

Искључивање неких позиција за могући отворени текст Keine besonderen Ereignisse

Шифрат	O	H	J	Y	P	D	O	M	Q	N	J	C	O	S	G	A	W	H	L	E	I	H	Y	S	O	P	J	S	M	N	U
Позиција 1			K	E	I	N	E	B	E	S	O	N	D	E	R	E	N	E	R	E	I	G	N	I	S	S	E
Позиција 2				K	E	I	N	E	B	E	S	O	N	D	E	R	E	N	E	R	E	I	G	N	I	S	S	E
Позиција 3					K	E	I	N	E	B	E	S	O	N	D	E	R	E	N	E	R	E	I	G	N	I	S	S	E
	Позиције 1 и 3 за могући отворени текст су немогуће због подударних слова. Црвене ћелије представљају ове колизије. Позиција 2 је могућност.

Структура

Механизам Енигме састојао се од тастатуре повезане са батеријом и струјном улазном плочом или точком (немачки: Eintrittswalze), на десном крају скремблера (обично преко плоче за укључивање у војним верзијама). Ова је садржала скуп од 26 контаката који су остваривали електричну везу са скупом од 26 опружних пинова на десном ротору. Унутрашње ожичење језгра сваког ротора обезбеђивало је електричну путању од пинова на једној страни до различитих тачака повезивања на другој. Лева страна сваког ротора остваривала је електричну везу са ротором лево од њега. Најлевљи ротор је затим остваривао контакт са рефлектором (немачки: Umkehrwalze). Рефлектор је обезбеђивао скуп од тринаест упарених веза како би вратио струју назад кроз роторе скремблера и на крају до табле са лампама где се лампа испод слова палила.

Кад год би се притиснуо тастер на тастатури, активирао се механизам за корачање, померајући најдеснији ротор за једну позицију. Пошто се померао при сваком притиску тастера, понекад се назива брзи ротор. Када би зарез на том ротору захватио запорник на средњем ротору, померио би се и он; и слично са најлевијим („спорим”) ротором.

Постоји огроман број начина на које су везе унутар сваког ротора скремблера — и између улазне плоче и тастатуре или плоче за укључивање или табле са лампама — могле бити распоређене. За рефлекторску плочу постоји мање, али и даље велики број опција за њено могуће ожичење.

Сваки ротор скремблера могао се подесити на било коју од својих 26 почетних позиција (било које слово алфабета). За Енигма машине са само три ротора, њихов редослед у скремблеру — што је савезничким криптоаналитичарима било познато као редослед точкова (WO) — могао се изабрати од шест могућих.

Могући редоследи ротора — такође познати као Редослед точкова (WO)

Леви	Средњи	Десни
I	II	III
I	III	II
II	I	III
II	III	I
III	I	II
III	II	I

Плоча за укључивање (Steckerbrett) била је постављена на предњој страни машине, испод тастера. На горњој фотографији, два пара слова су замењена (A↔J и S↔O). Током Другог светског рата, коришћено је десет каблова, остављајући само шест слова „неупарених”.

Каснији модели Енигме су укључивали алфабетски прстен попут гуме око језгра сваког ротора. Овај се могао подесити у било коју од 26 позиција у односу на језгро ротора. Прстен је садржао један или више зареза који су захватали запорник који је померао следећи ротор улево.

Још касније, три ротора за скремблер су бирана из сета од пет или, у случају немачке морнарице, осам ротора. Алфабетски прстенови ротора VI, VII и VIII садржали су два зареза што је, упркос скраћењу периода супституционог алфабета, отежавало дешифровање.

Већина војних Енигми је такође имала плочу за укључивање (немачки: Steckerbrett). Ова је мењала електричну путању између тастатуре и улазног точка скремблера и, у супротном смеру, између скремблера и табле са лампама. То је чинила реципрочним замењивањем слова, тако да ако је A било упарено са G, притиском на тастер A струја би улазила у скремблер на позицији G, а ако је притиснуто G струја би улазила на A. Исте везе су важиле за струју на излазу према табли са лампама.

Да би се дешифровале немачке војне Енигма поруке, требало је знати следеће информације.

Логичка структура машине (непроменљива)

• Ожичење између тастатуре (и табле са лампама) и улазне плоче.
• Ожичење сваког ротора.
• Број и положај(и) зареза за обртање на прстеновима ротора.
• Ожичење рефлектора.

Унутрашња подешавања (обично ређе мењана од спољашњих)

• Избор ротора у употреби и њихов редослед на осовини (Walzenlage или „редослед точкова”).
• Положаји алфабетског прстена у односу на језгро сваког ротора у употреби (Ringstellung или „подешавања прстенова”).

Спољашња подешавања (обично чешће мењана од унутрашњих)

• Везе на плочи за укључивање (Steckerverbindungen или „вредности утикача”).
• Положаји ротора на почетку шифровања текста поруке.

Откривање логичке структуре машине може се назвати њеним „разбијањем”, једнократним процесом осим када су вршене измене или додаци на машинама. Проналажење унутрашњих и спољашњих подешавања за једну или више порука може се назвати „решавањем”Шаблон:Sfn – иако се разбијање често користи и за овај процес.

Безбедносна својства

Различити модели Енигме пружали су различите нивое безбедности. Присуство плоче за укључивање (Steckerbrett) значајно је повећало безбедност шифровања. Сваки пар слова који је био повезан каблом за укључивање називан је штекер партнери, а слова која су остала неповезана сматрана су само-упареним. Генерално, Енигма без плоче за укључивање коришћена је за комерцијални и дипломатски саобраћај и могла се релативно лако разбити ручним методама, док је напад на верзије са плочом за укључивање био много тежи. Британци су читали поруке Енигме без плоче за укључивање слате током Шпанског грађанског рата, а такође и неки италијански поморски саобраћај шифрован на почетку Другог светског рата.

Снага безбедности шифара које је производила Енигма машина била је производ великих бројева повезаних са процесом скрембловања.

1. Производила је полиалфабетску супституциону шифру са периодом (Шаблон:Thinspace) који је био много пута дужи од најдуже поруке.
2. 3-роторски скремблер могао се подесити на 26 × 26 × 26 = Шаблон:Thinspace начина, а 4-роторски скремблер на 26 × Шаблон:Thinspace = Шаблон:Thinspace начина.
3. Са L каблова на плочи за укључивање, број начина на које су парови слова могли бити замењени био је $\frac{26!}{(26-2L)!\cdot L!\cdot 2^L}$
   • Са L=6, број комбинација био је Шаблон:Thinspace (100 милијарди) а са десет каблова, био је Шаблон:Thinspace (151 билион).

Међутим, начин на који су Немци користили Енигму значио је да, ако би се подешавања за један дан (или који год период представља сваки ред табеле са подешавањима) установила, остале поруке за ту мрежу тог дана могле су се брзо дешифровати.

Безбедност Енигма шифара је имала фундаменталне слабости које су се показале корисним за криптоаналитичаре.

1. Слово никада није могло бити шифровано у само себе, што је последица рефлектора. Ово својство је било од велике помоћи у коришћењу крибова — кратких делова отвореног текста за које се веровало да су негде у шифрату — и могло се користити за елиминисање криба на одређеној позицији. За могућу локацију, ако се неко слово у крибу подударало са словом у шифрату на истој позицији, локација се могла искључити. Управо је ово својство искористио британски математичар и логичар Алан Тјуринг приликом осмишљавања британске бомбе.
2. Везе на плочи за укључивање биле су реципрочне, тако да ако је A било упарено са N, онда је и N постајало A. Управо је ово својство навело математичара Гордона Велчмана у Блечли Парку да предложи увођење дијагоналне плоче у бомбу, што је значајно смањило број погрешних подешавања ротора које су бомбе проналазиле.
3. Зарези на алфабетским прстеновима ротора I до V били су на различитим позицијама, што је помогло криптоаналитичарима да открију редослед точкова посматрајући када је средњи ротор био окренут од стране десног ротора.
4. Постојале су слабости, како у политикама тако и у пракси, у начину на који су неке верзије Енигме коришћене.Шаблон:Clarify
5. Критични материјал је откривен без најаве.Шаблон:Clarify

Подешавање кључа

Енигма је имала велику оперативну погодност што је била симетрична (или само-инверзна). То је значило да је дешифровање функционисало на исти начин као и шифровање, тако да када се откуца шифрат, низ лампи које се пале даје отворени текст.

Идентично подешавање машина на предајној и пријемној страни постизано је процедурама за подешавање кључа. Оне су се мењале с времена на време и разликовале по мрежама. Састојале су се од табела подешавања у шифрарнику који су дистрибуирани свим корисницима мреже и редовно мењани. Кључ поруке је преношен у индикатору као део преамбуле поруке. Реч кључ је такође коришћена у Блечли Парку да означи мрежу која је користила исте Енигма табеле подешавања. У почетку су оне бележене оловкама у боји и добијале су имена црвени, светлоплави итд., а касније имена птица као што је ветрушка. Током Другог светског рата подешавања за већину мрежа трајала су 24 сата, иако су се нека чешће мењала пред крај рата. Табеле су имале колоне које су специфицирале, за сваки дан у месецу, роторе који се користе и њихове позиције, позиције прстенова и везе на плочи за укључивање. Ради безбедности, датуми су били у обрнутом хронолошком редоследу низ страницу, тако да је сваки ред могао бити одсечен и уништен када се заврши са њим.

Горњи део ране табеле подешавања изгледао је отприлике овако

Шаблон:Lang	Шаблон:Lang	Шаблон:Lang	Шаблон:Lang	Шаблон:Lang
31	I II III	W N M	HK CN IO FY JM LW	RAO
30	III I II	C K U	CK IZ QT NP JY GW	VQN
29	II III I	B H N	FR LY OX IT BM GJ	XIO

До 15. септембра 1938, оператер на предаји је указивао оператеру(има) на пријему како да подесе своје роторе, бирајући трословни кључ поруке (кључ специфичан за ту поруку) и шифрујући га два пута користећи наведене почетне позиције прстенова (Grundstellung). Добијени шестословни индикатор је затим преношен пре шифрованог текста поруке. Претпоставимо да је наведени Grundstellung био RAO, а изабрани трословни кључ поруке IHL, оператер би подесио роторе на RAO и шифровао IHL два пута. Добијени шифрат, DQYQQT, био би пренесен, након чега би се ротори променили на кључ поруке (IHL) и затим би се сама порука шифровала. Пријемни оператер би користио наведени Grundstellung RAO да дешифрује првих шест слова, добијајући IHLIHL. Видевши поновљени кључ поруке, знао би да није било оштећења и користио би IHL за дешифровање поруке.

Слабост у овој индикаторској процедури произилазила је из два фактора. Прво, употреба глобалног Grundstellung-а; ово је промењено у септембру 1938. тако да је оператер бирао своју почетну позицију за шифровање кључа поруке и слао почетну позицију у чистом облику праћену шифрованим кључем поруке. Други проблем је било понављање кључа поруке унутар индикатора, што је била озбиљна безбедносна мана. Подешавање поруке је кодирано два пута, што је резултирало везом између првог и четвртог, другог и петог, и трећег и шестог знака. Ова слабост омогућила је пољском Бироу шифара да разбије предратни Енигма систем већ 1932. 1. маја 1940. Немци су променили процедуре да шифрују кључ поруке само једном.

Британски напори

Године 1927, Велика Британија је отворено купила комерцијалну Енигму. Њен рад је анализиран и о томе је поднет извештај. Иако је водећи британски криптограф, Дили Нокс (ветеран Првог светског рата и криптоаналитичких активности Краљевске морнарице у Соби 40), радио на дешифровању, имао је само поруке које је сам генерисао за вежбу. Након што је Немачка снабдела модификованим комерцијалним машинама националистичку страну у Шпанском грађанском рату, и како је италијанска морнарица (која је такође помагала националистима) користила верзију комерцијалне Енигме која није имала плочу за укључивање, Британија је могла да пресреће радио-емисије. У априлу 1937. Нокс је извршио своје прво дешифровање Енигма шифровања користећи технику коју је назвао закопчавање да би открио ожичења ротора и другу коју је назвао шипкање за решавање порука. Ово се у великој мери ослањало на крибове и на вештину решавања укрштених речи на италијанском, јер је давало ограничен број размакнутих слова одједном.

Британија није имала могућност да чита поруке које је емитовала Немачка, која је користила војну Енигма машину.

Пољски продори

Марјан Рејевски око 1932, када је први пут разбио Енигму

Током 1920-их немачка војска је почела да користи 3-роторску Енигму, чија је безбедност повећана 1930. додавањем плоче за укључивање. Пољски Биро шифара је настојао да је разбије због претње коју је Немачка представљала Пољској, али рани покушаји нису успели. Пошто су математичари раније пружили велике услуге у разбијању руских шифара и кодова, почетком 1929. Пољски биро шифара позвао је студенте математике на Познањском универзитету – који су добро знали немачки језик због тога што је то подручје припадало Немачкој пре него што је додељено Пољској после Првог светског рата – да похађају курс из криптологије.

Након курса, Биро је регрутовао неке студенте да раде хонорарно у огранку Бироа основаном у Познању. 1. септембра 1932, 27-годишњи математичар Марјан Рејевски и двојица његових колега дипломаца математике са Познањског универзитета, Хенрик Зигалски и Јежи Ружицки, ангажовани су од стране Бироа у Варшави. Њихов први задатак био је реконструкција четворословног немачког поморског кода.

Крајем 1932. Рејевском је речено да ради пар сати дневно на разбијању Енигма шифре. Његов рад на томе могао је почети крајем октобра или почетком новембра 1932.

Метод карактеристика Рејевског

Марјан Рејевски је брзо уочио главне процедуралне слабости Немаца: специфицирање јединственог индикаторског подешавања (Grundstellung) за све поруке на мрежи за тај дан и понављање кључа поруке који је изабрао оператер у шифрованом 6-словном индикатору. Те процедуралне грешке омогућиле су Рејевском да дешифрује кључеве порука без познавања било каквог ожичења машине. У горњем примеру где је DQYQQT шифровани индикатор, познато је да прво слово D и четврто слово Q представљају исто слово, шифровано на три позиције размака у низу скремблера. Слично са Q и Q на другој и петој позицији, и Y и T на трећој и шестој. Рејевски је искористио ову чињеницу прикупљајући довољан скуп порука шифрованих са истим индикаторским подешавањем и састављајући три табеле за упаривања 1,4, 2,5 и 3,6. Свака од ових табела могла би изгледати отприлике овако:

Прво слово	A	B	C	D	E	F	G	H	I	J	K	L	M	N	O	P	Q	R	S	T	U	V	W	X	Y	Z
Четврто слово	N	S	Y	Q	T	I	C	H	A	F	E	X	J	P	U	L	W	R	Z	K	G	O	V	M	D	B

Пут од једног првог слова до одговарајућег четвртог слова, затим од тог слова као првог слова до његовог одговарајућег четвртог слова, и тако даље док се прво слово не понови, исцртава цикличну групу. Следећа табела садржи шест цикличних група.

Циклична група која почиње са A (9 веза)	(A, N, P, L, X, M, J, F, I, A)
Циклична група која почиње са B (3 везе)	(B, S, Z, B)
Циклична група која почиње са C (9 веза)	(C, Y, D, Q, W, V, O, U, G, C)
Циклична група која почиње са E (3 везе)	(E, T, K, E)
Циклична група која почиње са H (1 веза)	(H, H)
Циклична група која почиње са R (1 веза)	(R, R)

Рејевски је схватио да се циклична група мора упарити са другом групом исте дужине. Иако Рејевски није знао ожичења ротора ни пермутацију плоче за укључивање, немачка грешка му је омогућила да смањи број могућих супституционих шифри на мали број. За упаривање 1,4 изнад, постоји само Шаблон:Math могућности за супституционе шифре на позицијама 1 и 4.

Рејевски је такође искористио лењост шифрантских службеника. На десетине порука би шифровало неколико шифрантских службеника, али би неке од тих порука имале исти шифровани индикатор. То је значило да су оба службеника случајно изабрала исту трословну почетну позицију. Такав судар би требало да буде редак са насумично изабраним почетним позицијама, али лењи шифрантски службеници су често бирали почетне позиције као што су „AAA”, „BBB” или „CCC”. Те безбедносне грешке омогућиле су Рејевском да реши сваку од шест пермутација коришћених за шифровање индикатора.

То решење је било изванредан подвиг. Рејевски је то урадио не знајући пермутацију плоче за укључивање ни ожичења ротора. Чак и након решавања шест пермутација, Рејевски није знао како је плоча за укључивање подешена ни позиције ротора. Познавање шест пермутација такође није омогућило Рејевском да чита било какве поруке.

Шпијун и ожичење ротора

Пре него што је Рејевски почео да ради на Енигми, Французи су имали шпијуна, Ханса-Тила Шмита, који је радио у немачкој Шифарској канцеларији у Берлину и имао приступ неким Енигма документима. Чак и уз помоћ тих докумената, Французи нису напредовали у разбијању Енигме. Французи су одлучили да поделе материјал са својим британским и пољским савезницима. На састанку у децембру 1931, Французи су дали Гвиду Лангеру, шефу пољског Бироа шифара, копије неких Енигма материјала. Лангер је затражио од Француза још материјала, и Густав Бертран из француске војне обавештајне службе одмах је удовољио; Бертран је обезбедио додатни материјал у мају и септембру 1932. Документи су укључивали два немачка приручника и две странице дневних Енигма кључева.

У децембру 1932, Биро је обезбедио Рејевском неке немачке приручнике и месечне кључеве. Материјал је омогућио Рејевском да постигне „један од најважнијих продора у историји криптологије” користећи теорију пермутација и група да открије ожичење Енигма скремблера.

Рејевски је могао да погледа дневни шифарски саобраћај и реши пермутације на шест узастопних позиција коришћених за шифровање индикатора. Пошто је Рејевски имао кључ шифре за тај дан, знао је и могао је да издвоји пермутацију плоче за укључивање. Претпоставио је да је пермутација тастатуре иста као код комерцијалне Енигме, па је и то издвојио. Знао је редослед ротора, подешавања прстенова и почетну позицију. Развио је скуп једначина које би му омогућиле да реши ожичење најдеснијег ротора под претпоставком да се два ротора лево не померају.

Покушао је да реши једначине, али није успео са неконзистентним резултатима. Након размишљања, схватио је да једна од његових претпоставки мора бити погрешна.

Рејевски је открио да везе између тастатуре војне Енигме и улазног прстена нису биле, као у комерцијалној Енигми, по редоследу тастера на немачкој писаћој машини. Направио је инспирисану тачну претпоставку да су биле по абецедном реду. Британски Дили Нокс био је запањен када је у јулу 1939. сазнао да је распоред био тако једноставан.

Са новом претпоставком, Рејевски је успео да реши ожичење најдеснијег ротора. Шифарски саобраћај наредног месеца користио је другачији ротор на најдеснијој позицији, па је Рејевски користио исте једначине да реши његово ожичење. Када су ти ротори били познати, преостали трећи ротор и ожичење рефлектора су одређени. Без заробљавања иједног ротора ради реверзног инжењеринга, Рејевски је утврдио логичку структуру машине.

Пољски Биро шифара је затим направио неколико реплика Енигма машина; реплике су назване „Енигма дупликати”.

Метода решетке

Пољаци су сада имали тајне ожичења машине, али су и даље морали да одреде дневне кључеве за шифарски саобраћај. Пољаци би прегледали Енигма саобраћај и користили метод карактеристика да одреде шест пермутација коришћених за индикатор. Затим би користили метод решетке да одреде најдеснији ротор и његову позицију. Ту претрагу би компликовала пермутација плоче за укључивање, али та пермутација је само замењивала шест парова слова — недовољно да поремети претрагу. Метод решетке је такође одређивао ожичење плоче за укључивање. Метод решетке се могао користити и за одређивање средњег и левог ротора и њиховог подешавања (а ти задаци су били једноставнији јер није било плоче за укључивање), али су Пољаци на крају саставили каталог од Шаблон:Math могућих Шаблон:Mvar пермутација (рефлектор и 2 најлевије роторске пермутације), тако да су могли једноставно да потраже одговор.

Једина преостала тајна дневног кључа била би подешавања прстенова, и Пољаци би напали тај проблем грубом силом. Већина порука би почињала са три слова „ANX” (an је немачки за „ка”, а знак „X” је коришћен као размак). Могло би бити потребно скоро Шаблон:Math покушаја, али то је било изводљиво. Када су подешавања прстенова пронађена, Пољаци су могли да читају дневни саобраћај.

Немци су Пољацима олакшали на почетку. Редослед ротора се мењао само квартално, тако да Пољаци нису морали да траже редослед ротора. Касније су га Немци мењали сваког месеца, али ни то није задавало много проблема. На крају, Немци су почели да мењају редослед ротора сваког дана, а касно у рату (након што је Пољска била окупирана) редослед ротора се могао мењати и током дана.

Пољаци су наставили да побољшавају своје технике како су Немци наставили да побољшавају своје безбедносне мере.

Инваријантне дужине циклуса и каталог картица

Циклометар, осмишљен средином 1930-их од стране Рејевског за каталогизацију цикличне структуре Енигма пермутација. 1: Поклопац ротора затворен, 2: Поклопац ротора отворен, 3: Реостат, 4: Сијалице, 5: Прекидачи, 6: Слова.

Рејевски је схватио да, иако су слова у цикличним групама мењана плочом за укључивање, број и дужине циклуса остају непромењени — у горњем примеру, шест цикличних група дужина 9, 9, 3, 3, 1 и 1. Описао је ову инваријантну структуру као карактеристику индикаторског подешавања. Постојало је само 105.456 могућих подешавања ротора. Пољаци су стога кренули да праве каталог картица ових цикличних образаца.

Метод дужине циклуса би избегао коришћење решетке. Каталог картица би индексирао дужине циклуса за све почетне позиције (осим за обртаје који су се десили током шифровања индикатора). Дневни саобраћај би се прегледао да би се открили циклуси у пермутацијама. Каталог картица би се консултовао да би се пронашле могуће почетне позиције. Постоји око 1 милион могућих комбинација дужина циклуса и само 105.456 почетних позиција. Након што би пронашли почетну позицију, Пољаци би користили дупликат Енигме да одреде циклусе на тој почетној позицији без плоче за укључивање. Затим би упоредили те циклусе са циклусима са (непознатом) плочом за укључивање и решили пермутацију плоче за укључивање (једноставну супституциону шифру). Затим би Пољаци могли да пронађу преосталу тајну подешавања прстенова ANX методом.

Проблем је био саставити велики каталог картица.

Рејевски је 1934. или 1935. осмислио машину да олакша прављење каталога и назвао је циклометар. Она се „састојала од два сета ротора... повезаних жицама кроз које је могла да тече електрична струја. Ротор N у другом сету био је три слова ван фазе у односу на ротор N у првом сету, док су ротори L и M у другом сету увек били подешени на исти начин као ротори L и M у првом сету”. Припрема овог каталога, користећи циклометар, била је, рекао је Рејевски, „напорна и трајала је више од годину дана, али када је била готова, добијање дневних кључева било је питање [неких петнаест] минута”.

Међутим, 1. новембра 1937. Немци су променили Енигма рефлектор, што је захтевало израду новог каталога — „задатак који је [каже Рејевски] одузео, због нашег већег искуства, вероватно нешто мање од годину дана”.

Овај метод карактеристика престао је да функционише за немачке поморске Енигма поруке 1. маја 1937, када је индикаторска процедура промењена на ону која укључује посебне шифрарнике (видети Немачка морнарица 3-роторска Енигма доле). Што је још горе, 15. септембра 1938. престао је да функционише за поруке немачке војске и Луфтвафе јер су оператери тада морали да бирају сопствени Grundstellung (почетно подешавање ротора) за сваку поруку. Иако су кључеви порука немачке војске и даље били двоструко шифровани, дневни кључеви нису били двоструко шифровани на истом почетном подешавању, тако да карактеристика више није могла бити пронађена нити искоришћена.

Перфорирани листови

Зигалски лист

Шаблон:Main Иако метод карактеристика више није функционисао, укључивање двоструко шифрованог кључа поруке довело је до феномена који је криптоаналитичар Хенрик Зигалски могао да искористи. Понекад (отприлике једна од осам порука) једно од поновљених слова у кључу поруке шифровало би се у исто слово у оба наврата. Ове појаве су назване самички (на енглеском, женке — термин касније коришћен у Блечли Парку).

Само ограничен број подешавања скремблера би довео до женки, и она би се могла идентификовати из каталога картица. Ако би првих шест слова шифрата било SZVSIK, то би се назвало 1–4 женка; ако WHOEHS, 2–5 женка; а ако ASWCRW, 3–6 женка. Метода је названа Netz (од Netzverfahren, „мрежна метода”), или метод Зигалски листова јер је користио перфориране листове које је он осмислио, иако у Блечли Парку Зигалскијево име није коришћено из безбедносних разлога. За успех је било потребно око десет женки из једнодневних порука.

Постојао је сет од 26 ових листова за сваки од шест могућих редоследа редоследа точкова. Сваки лист је био за леви (најспорији) ротор. 51×51 матрице на листовима представљале су 676 могућих почетних позиција средњег и десног ротора. Листови су садржали око 1000 рупа на позицијама на којима је могла настати женка. Сет листова за тај дан порука би био одговарајуће позициониран један на други у апарату за перфориране листове. Рејевски је писао о томе како је уређај функционисао:

Рупе на листовима су мукотрпно сечене жилетима и у три месеца пре следећег великог застоја, сетови листова за само два од шест могућих редоследа точкова били су произведени.

Пољска бомба

Шаблон:Main Након што је Рејевскијев метод карактеристика постао бескористан, изумео је електро-механички уређај који је назван бомба криптолошка. Свака машина је садржала шест сетова Енигма ротора за шест позиција поновљеног трословног кључа. Попут методе Зигалски листова, бомба се ослањала на појаву женки, али је захтевала само три уместо око десет за метод листова. Шест бомби је направљено, по једна за сваки од тада могућих редоследа точкова. Свака бомба је спроводила исцрпну (грубом силом) анализу 17.576 могућих кључева порука.

Рејевски је писао о уређају: Шаблон:Blockquote

Шифрована порука је преносила Grundstellung у чистом облику, тако да када је бомба пронашла подударање, откривала је редослед ротора, позиције ротора и подешавања прстенова. Једина преостала тајна била је пермутација плоче за укључивање.

Велики застој

Дана 15. децембра 1938, немачка војска је повећала сложеност Енигма шифровања увођењем два додатна ротора (IV и V). Ово је повећало број могућих редоследа точкова са 6 на 60. Пољаци су тада могли да читају само малу мањину порука које нису користиле ниједан од два нова ротора. Нису имали ресурсе да наруче још 54 бомбе или произведу 58 сетова Зигалски листова. Остали корисници Енигме добили су два нова ротора у исто време. Међутим, до 1. јула 1939. Зихерхајтсдинст (СД) — обавештајна агенција СС-а и Нацистичке партије — наставила је да користи своје машине на стари начин са истим индикаторским подешавањем за све поруке. То је омогућило Рејевском да поново употреби свој претходни метод, и отприлике на прелазу године открио је ожичења два нова ротора. Дана 1. јануара 1939. Немци су повећали број веза на плочи за укључивање са између пет и осам на између седам и десет, што је друге методе дешифровања учинило још тежим.

Рејевски је написао, у критици додатка 1, том 1 (1979), званичне историје британске обавештајне службе у Другом светском рату из 1979: Шаблон:Blockquote

Други светски рат

Пољска открића

Како се вероватноћа рата повећавала 1939, Британија и Француска обећале су подршку Пољској у случају акције која би угрозила њену независност. У априлу, Немачка се повукла из Немачко-пољског пакта о ненападању из јануара 1934. Пољски Генералштаб, схватајући шта ће се вероватно догодити, одлучио је да свој рад на дешифровању Енигме подели са западним савезницима. Марјан Рејевски је касније написао:

На конференцији близу Варшаве 26. и 27. јула 1939, Пољаци су открили Французима и Британцима да су разбили Енигму и обећали да ће сваком дати пољску реконструисану Енигму, заједно са детаљима својих техника и опреме за решавање Енигме, укључујући Зигалскијеве перфориране листове и Рејевскијеву криптолошку бомбу. Заузврат, Британци су обећали да ће припремити два комплетна сета Зигалски листова за свих 60 могућих редоследа точкова. Дили Нокс је био члан британске делегације. Коментарисао је крхкост пољског система која се ослања на понављање у индикатору, јер би оно могло „бити отказано у сваком тренутку”. У августу, два пољска дупликата Енигме послата су у Париз, одакле је Густав Бертран један однео у Лондон, предавши га Стјуарту Мензису из британске Тајне обавештајне службе на станици Викторија.

Гордон Велчман, који је постао шеф Колибе 6 у Блечли Парку, написао је:

Питер Калвокореси, који је постао шеф секције за Луфтвафе у Колиби 3, написао је о пољском доприносу:

PC Bruno

Шаблон:Main Дана 5. септембра 1939. Биро шифара је почео припреме за евакуацију кључног особља и опреме из Варшаве. Убрзо их је специјални воз за евакуацију, Ешалон F, превезао на исток, затим на југ. До тренутка када је Бироу шифара наређено да пређе границу у савезничку Румунију 17. септембра, уништили су све осетљиве документе и опрему и спали на један веома претрпан камион. Возило је на граници запленио румунски официр, који је раздвојио војно од цивилног особља. Користећи забуну, три математичара су игнорисала упутства Румуна. Предвиђали су да би у логору за интернирање могли бити идентификовани од стране румунске безбедносне полиције, у којој су немачки Абвер и СД имали доушнике.

Математичари су отишли до најближе железничке станице, разменили новац, купили карте и укрцали се на први воз који је ишао на југ. Након десетак сати стигли су у Букурешт, на другом крају Румуније, где су отишли у британску амбасаду. Када су им Британци рекли да се „врате за неколико дана”, затим су покушали у француској амбасади, представивши се као „пријатељи Болека” (Бертранов пољски кодни назив) и тражећи да разговарају са француским војним официром. Пуковник француске војске је телефонирао у Париз, а затим издао упутства да се три Пољака помогну у евакуацији у Париз.

Дана 20. октобра 1939, у сигнално-обавештајној станици PC Bruno изван Париза, пољски криптолози су наставили рад на немачким Енигма шифрама, у сарадњи са Блечли Парком.

PC Bruno и Блечли Парк су блиско сарађивали, комуницирајући путем телеграфске линије обезбеђене коришћењем дупликата Енигме. У јануару 1940. Алан Тјуринг је провео неколико дана у PC Bruno саветујући се са својим пољским колегама. Донео је Пољацима комплетан сет Зигалски листова који је у Блечли Парку избушио Џон Џефриз користећи информације достављене од Пољака, и 17. јануара 1940. Пољаци су направили први продор у ратни Енигма саобраћај — онај од 28. октобра 1939. Од тог времена, па до пада Француске у јуну 1940, 17 одсто Енигма кључева које су савезници пронашли решено је у PC Bruno.

Непосредно пре него што су 10. маја 1940. започели офанзиву на Ниске земље и Француску, Немци су направили страховану промену у индикаторској процедури, укидајући дуплирање шифрованог кључа поруке. То је значило да метода Зигалски листова више не функционише. Уместо тога, криптоаналитичари су морали да се ослоне на искоришћавање оператерских слабости описаних доле, посебно на силије и Херивел тип.

Након јунског француско-немачког примирја, пољски криптолошки тим је наставио рад у француској јужној „слободној зони”, мада вероватно не на Енигми. Марјан Рејевски и Хенрик Зигалски, након многих невоља, опасних путовања и шпанског заточеништва, коначно су стигли у Британију, где су регрутовани у Пољску војску и стављени на посао разбијања немачких СС и СД ручних шифри у пољском сигналном објекту у Боксмуру, Хертфордшир. Због тога што су били у окупираној Француској, сматрано је превише ризичним позвати их да раде у Блечли Парку.

Након немачке окупације Вишијевске Француске, неколико оних који су радили у PC Bruno заробљено је од стране Немаца. Упркос тешким околностима у којима су неки од њих држани, нико није одао тајну дешифровања Енигме.

Оперативне слабости

Поред неких мање од идеалних инхерентних карактеристика Енигме, у пракси су слабости система биле велики број порука и неки од начина на које је Енигма коришћена. Основни принцип ове врсте шифарске машине је да треба да испоручује ток трансформација које је тешко предвидети криптоаналитичару. Нека упутства оператерима и њихова аљкавост имали су супротан ефекат. Без ових оперативних слабости, Енигма готово сигурно не би била разбијена.

Слабости које су савезнички криптоаналитичари искористили укључивале су:

• Израда раног приручника за обуку за Енигму који је садржао пример отвореног текста и његов аутентични шифрат, заједно са одговарајућим кључем поруке. Када је Рејевском ово дато у децембру 1932, то му је „[учинило реконструкцију Енигма машине] донекле лакшом”.
• Понављање кључа поруке како је описано у методу карактеристика Рејевског, изнад. (Ово је помогло у Рејевскијевом решавању ожичења Енигме 1932. и настављено је до маја 1940.)
• Упорно коришћење истих стереотипних израза у порукама, рани пример онога што ће Блечли Парк касније назвати крибовима. Рејевски је написао да смо се „... ослањали на чињеницу да је већина порука почињала словима ANX — немачки за 'ка', праћено са X као размаком”.
• Употреба лако погодних кључева као што су AAA или BBB, или секвенци које су одражавале распоред Енигма тастатуре, као што су „три [куцања] тастера која стоје један до другог [и]ли дијагонално [једни од других]...” У Блечли Парку такве појаве су називане силијима. Силији у раду четворо-роторске Абвер Енигме укључивали су четворословна имена и немачке опсцености. Понекад би, код вишеделних порука, оператер пропустио да унесе кључ за следећи део поруке, само остављајући роторе онако како су били на крају претходног дела, да постану кључ поруке за следећи део.
• Имати само три различита ротора за три позиције у скремблеру. (Ово је настављено до децембра 1938, када је повећано на пет, а затим осам за поморски саобраћај 1940.)
• Коришћење само шест каблова на плочи за укључивање, остављајући 14 слова неупарених. (Ово је настављено до јануара 1939. када је број каблова повећан, остављајући само мали број неупарених слова.)

Остале корисне слабости које су открили британски и касније амерички криптоаналитичари укључивале су следеће, од којих су многе зависиле од честог решавања одређене мреже:

• Пракса поновног слања поруке у идентичном или скоро идентичном облику на различитим шифарским мрежама. Ако је порука послата и коришћењем шифре нижег нивоа коју је Блечли Парк ручно разбио и помоћу Енигме, дешифровање је обезбедило одличан криб за Енигма дешифровање.
• За машине где је постојао избор више ротора него што је било слотова за њих, правило на неким мрежама налагало је да ниједан ротор не буде у истом слоту у скремблеру као што је био за непосредно претходну конфигурацију. Ово је смањило број редоследа точкова које је требало испробати.
• Не дозвољавање да се редослед точкова понови на месечној табели подешавања. То је значило да су, када су кључеви проналажени на редовној основи, могле бити остварене уштеде у искључивању могућих редоследа точкова.
• Одредба, за оператере Ратног ваздухопловства, да ниједно слово не сме бити повезано на плочи за укључивање са својим суседом у алфабету. Ово је смањило проблем идентификације веза на плочи за укључивање и било је аутоматизовано у неким бомбама са уређајем за узастопно избацивање парова (CSKO).
• Аљкава пракса коју је Џон Херивел предвидео убрзо након свог доласка у Блечли Парк у јануару 1940. Размишљао је о практичним радњама које би Енигма оператер морао да предузме и о пречицама које би могао да користи. Мислио је да, након подешавања алфабетских прстенова на прописано подешавање и затварања поклопца, оператер можда неће окренути роторе за више од неколико места приликом избора првог дела индикатора. У почетку се чинило да то није случај, али након промена у мају 1940, оно што је постало познато као Херивел тип показало се веома корисним.
• Пракса поновног коришћења неких колона редоследа точкова, подешавања прстенова или веза на плочи за укључивање из претходних месеци. Добијена аналитичка пречица названа је у Блечли Парку Паркеризам по Регу Паркеру, који је, захваљујући свом педантном вођењу евиденције, уочио овај феномен.
• Поновна употреба пермутације у METEO коду немачког Ратног ваздухопловства као Енигма штековане пермутације за тај дан.

Мејвис Левер, чланица тима Дилија Нокса, присећала се прилике када је постојала необична порука италијанске морнарице, чије је искоришћавање довело до британске победе у бици код рта Матапан. Шаблон:Blockquote

Послератни дебрифинзи немачких криптографских стручњака, спроведени као део пројекта TICOM, теже да подрже став да су Немци били добро свесни да је теоријски могуће решити Енигму без плоче за укључивање, али су мислили да Енигма са плочом за укључивање није решена.Шаблон:Sfn

Дешифровање засновано на крибовима

Термин криб коришћен је у Блечли Парку да означи било који познати отворени текст или сумњиви отворени текст у неком тренутку у шифрованој поруци.

Британска Владина школа за кодове и шифре (GC&CS), пре свог пресељења у Блечли Парк, схватила је вредност регрутовања математичара и логичара за рад у тимовима за разбијање кодова. Алан Тјуринг је почео да ради за GC&CS на пола радног времена отприлике од времена Минхенске кризе 1938. Гордон Велчман, још један математичар са Кембриџа, такође је прошао почетну обуку 1938, и обојица су се јавили у Блечли Парк 4. септембра 1939, дан након што је Британија објавила рат Немачкој.

Већина пољског успеха ослањала се на понављање унутар индикатора. Али чим се Тјуринг преселио у Блечли Парк — где се у почетку придружио Дилију Ноксу у истраживачкој секцији — кренуо је да тражи методе које се не ослањају на ову слабост, јер су тачно предвиђали да би немачка војска и ваздухопловство могли следити немачку морнарицу у побољшању свог индикаторског система.

Пољаци су користили рани облик дешифровања заснованог на крибовима у данима када је на плочи за укључивање коришћено само шест каблова. Техника је постала позната као метод Четрдесет плачљивих из следећег разлога. Када је порука била наставак претходне, отворени текст би почињао са FORT (од Fortsetzung, што значи „наставак”) праћено временом прве поруке датим два пута уоквиреним словом Y. У то време бројеви су представљани словима у горњем реду Енигма тастатуре. Дакле, „наставак поруке послате у 2330” био је представљен као FORTYWEEPYYWEEPY.

Горњи ред Енигма тастатуре и бројеви које су представљали

Q	W	E	R	T	Z	U	I	O	P
1	2	3	4	5	6	7	8	9	0

Крибови су били фундаментални за британски приступ решавању Енигма кључева, али погађање отвореног текста за поруку било је високо квалификован посао. Зато је 1940. Стјуарт Милнер-Бари основао посебну Собу за крибове у Колиби 8.

Најважније међу знањем потребним за идентификацију крибова био је текст претходних дешифровања. Блечли Парк је одржавао детаљне индексе преамбула порука, сваке особе, сваког брода, сваке јединице, сваког оружја, сваког техничког термина и поновљених фраза као што су обраћања и други немачки војни жаргон. За сваку поруку анализа саобраћаја је бележила радио фреквенцију, датум и време пресретања, и преамбулу — која је садржала дискриминанту за идентификацију мреже, време настанка поруке, позивне ознаке пријемне и предајне станице и индикаторско подешавање. То је омогућавало унакрсно референцирање нове поруке са претходном. Тако је, како је Дерек Тонт, још један математичар-криптоаналитичар са Кембриџа, написао, изрека да „ништа не успева као успех” овде посебно прикладна.

Стереотипне поруке укључивале су Keine besonderen Ereignisse (дословно „без посебних догађаја”, што значи „нема шта да се извести”), An die Gruppe („групи”) и бројне које су долазиле од метеоролошких станица као што је weub null seqs null null („преглед времена 0600”). Ово је заправо преношено као WEUBYYNULLSEQSNULLNULL. Реч WEUB је скраћеница за Wetterübersicht, YY је коришћено као сепаратор, а SEQS је била уобичајена скраћеница за sechs (немачки за „шест”). Као други пример, интендант фелдмаршала Ервина Ромела започињао је све своје поруке команданту истим формалним уводом.

Комбинацијом вероватног фрагмента отвореног текста и чињенице да ниједно слово не може бити шифровано у само себе, одговарајући фрагмент шифрата се често могао тестирати испробавањем сваког могућег поравнања криба према шифрату, поступак познат као криб-дреговање. Ово је, међутим, био само један аспект процеса решавања кључа. Дерек Тонт је написао да су три основна лична квалитета која су била тражена за криптоанализу била (1) креативна машта, (2) добро развијена критичка способност и (3) навика педантности. Вештина решавања укрштених речи славно је тестирана приликом регрутовања неких криптоаналитичара. Ово је било корисно у откривању подешавања плоче за укључивање када је испитивано могуће решење. На пример, ако је криб био реч WETTER (немачки за „време”) и могуће дешифровање пре него што су откривена подешавања плоче за укључивање било TEWWER, лако је видети да су T и W штекер партнери. Ови примери, иако илустративни за принципе, у великој мери превише поједностављују задатке криптоаналитичара.

Плодан извор крибова била су поновна шифровања порука које су претходно дешифроване или са ручне шифре нижег нивоа или са друге Енигма мреже. Ово је називано пољупцем и дешавало се нарочито са немачким поморским порукама слатим у бродоградилишној шифри и поновљеним дословно у Енигма шифри. Један немачки агент у Британији, Натали Сергијев, кодног имена Трежр, која је била 'преокренута' да ради за савезнике, била је веома говорљива у својим порукама назад у Немачку, које су затим ре-емитоване на Абвер Енигма мрежи. МИ5 ју је задржао јер је то обезбеђивало дугачке крибове, а не због њене корисности као агента који убацује погрешне информације Абверу.

Повремено, када је постојала посебно хитна потреба да се реше кључеви немачке поморске Енигме, као када је арктички конвој требало да исплови, РАФ би поставио мине на дефинисаној позицији, чија референца мреже у немачком поморском систему није садржала ниједну од речи (као што су sechs или sieben) за које су понекад коришћене скраћенице или алтернативе. Порука упозорења о минама, а затим и порука „чисто”, биле би пренете и коришћењем бродоградилишне шифре и У-брод Енигма мреже. Овај процес подметања криба називан је баштованством.

Иако силији заправо нису били крибови, ћаскање у чистом облику које су Енигма оператери упражњавали међу собом често је давало назнаку о силијима које би могли генерисати.

Када су заробљени немачки Енигма оператери открили да им је наложено да шифрују бројеве спеловањем уместо да користе горњи ред тастатуре, Алан Тјуринг је прегледао дешифроване поруке и утврдио да се реч eins („један”) појављује у 90% порука. Тјуринг је аутоматизовао криб процес, стварајући Каталог Eins, који је претпостављао да је eins кодиран на свим позицијама у отвореном тексту. Каталог је укључивао сваку могућу позицију ротора за EINS са тим дневним редоследом точкова и везама плоче за укључивање.

Британска бомба

Шаблон:Main Британска бомба је била електро-механички уређај који је дизајнирао Алан Тјуринг убрзо након што је стигао у Блечли Парк у септембру 1939. Харолд „Док” Кин из Британске табулаторске машине компаније (BTM) у Лечворту (Шаблон:Convert од Блечлија) био је инжењер који је претворио Тјурингове идеје у функционалну машину — под кодним именом CANTAB. Тјурингова спецификација развила је идеје пољске бомбе криптолошке, али је осмишљена за много општије дешифровање засновано на крибовима.

Бомба је помагала да се идентификује редослед точкова, почетне позиције језгара ротора и штекер партнер одређеног слова. То је постигнуто испитивањем свих 17.576 могућих позиција скремблера за скуп редоследа точкова на поређењу између криба и шифрата, како би се елиминисале могућности које су контрадикторне познатим карактеристикама Енигме. Речима Гордона Велчмана, „задатак бомбе био је једноставно да смањи претпоставке о редоследу точкова и позицијама скремблера које захтевају 'даљу анализу' на подношљив број”.

Радна реконструисана бомба која се сада налази у Националном музеју рачунарства у Блечли Парку. Сваки од ротирајућих бубњева симулира дејство Енигма ротора. Постоји 36 еквивалената Енигме и, на десном крају средњег реда, три индикаторска бубња.

Демонтажни бубњеви на предњој страни бомбе били су ожичени идентично везама које су остваривали различити Енигма ротори. За разлику од њих, међутим, улазни и излазни контакти за леву и десну страну били су одвојени, стварајући 104 контакта између сваког бубња и остатка машине. Ово је омогућавало да се скуп скремблера повеже у серију помоћу 26-жилних каблова. Електричне везе између ожичења ротирајућих бубњева и задње плоче за укључивање оствариване су помоћу металних четкица. Када би бомба детектовала позицију скремблера без контрадикција, зауставила би се и оператер би забележио позицију пре него што би је поново покренуо.

Иако је Велчман добио задатак да проучава Енигма саобраћајне позивне знаке и дискриминанте, знао је од Тјуринга о дизајну бомбе и почетком 1940, пре него што је прва претпроизводна бомба испоручена, показао му је идеју за повећање њене ефикасности. Искористио је реципроцитет у везама плоче за укључивање, да значајно смањи број подешавања скремблера која је требало даље разматрати. Ово је постало познато као дијагонална плоча и накнадно је са великим ефектом уграђено у све бомбе.

Криптоаналитичар би припремио криб за поређење са шифратом. Ово је био компликован и софистициран задатак, за чије савладавање су Американцима касније требали месеци. Поред криба, требало је донети одлуку о томе који од многих могућих редоследа точкова може бити изостављен. Тјурингов Банберизам је коришћен за ову велику уштеду. Криптоаналитичар би затим саставио мени који је специфицирао везе каблова на панелима на задњој страни машине, и одређено слово чији се штекер партнер тражи. Мени је одражавао односе између слова криба и слова шифрата. Нека од њих су формирала петље (или затвараче како их је Тјуринг назвао) на сличан начин као циклуси које су Пољаци искористили.

Реципрочна природа плоче за укључивање значила је да ниједно слово не може бити повезано са више од једног другог слова. Када би постојала контрадикција два различита слова која су очигледно штекер партнери са словом у менију, бомба би то детектовала и наставила даље. Ако би се, међутим, ово догодило са словом које није део менија, могло би доћи до лажног заустављања. У пречишћавању скупа заустављања за даље испитивање, криптоаналитичар би елиминисао заустављања која су садржала такву контрадикцију. Остале везе на плочи за укључивање и подешавања алфабетских прстенова би затим били откривени пре него што би се позиције скремблера на могућим тачним заустављањима испробале на Тајпекс машинама које су биле прилагођене да опонашају Енигме. Сва преостала заустављања би тачно дешифровала криб, али само право заустављање би произвело тачан отворени текст целе поруке.

Да би се избегло трошење оскудног времена бомбе на меније за које је вероватно да ће дати превелик број лажних заустављања, Тјуринг је извео дугу анализу вероватноће (без икаквих електронских помагала) процењеног броја заустављања по редоследу ротора. Усвојено је као стандардна пракса да се користе само менији за које је процењено да не производе више од четири заустављања по редоследу точкова. Ово је омогућавало 8-словни криб за мени са 3 затварача, 11-словни криб за мени са 2 затварача и 14-словни криб за мени са само једним затварачем. Ако није било затварача, било је потребно најмање 16 слова у крибу. Што је криб дужи, међутим, већа је вероватноћа да је дошло до обртаја средњег ротора.

Производни модел 3-роторских бомби садржао је 36 скремблера распоређених у три банке по дванаест. Свака банка је коришћена за различит редослед точкова опремањем бубњевима који су одговарали Енигма роторима који се тестирају. Прва бомба названа је Victory и испоручена је у Блечли Парк 18. марта 1940. Следећа, која је укључивала дијагоналну плочу, испоручена је 8. августа 1940. Називана је spider bombe и названа је Agnus Dei што је убрзо постало Agnes, а затим Aggie. Производња британских бомби била је у почетку релативно спора, са само пет бомби у употреби у јуну 1941, 15 до краја године, 30 до септембра 1942, 49 до јануара 1943 али на крају 210 на крају рата.

Префињеност која је развијена за употребу на порукама са оних мрежа које нису дозвољавале везу суседних слова на плочи за укључивање (Stecker), била је Consecutive Stecker Knock Out. Ово је уграђено на 40 бомби и произвело је корисно смањење лажних заустављања.

У почетку су бомбама руковали бивши BTM војници, али у марту 1941. први одред припадница Женске краљевске поморске службе (познатих као Wrens) стигао је у Блечли Парк да постану оператерке бомби. До 1945. око 2.000 Wrens-а је управљало бомбама. Због ризика од бомбардовања, релативно мало бомби се налазило у Блечли Парку. Две највеће испоставе биле су у Исткоту (око 110 бомби и 800 Wrens-а) и Станмору (око 50 бомби и 500 Wrens-а). Такође су постојале испоставе бомби у Вејвендону, Адстоку и Гејхерсту. Комуникација са Блечли Парком одвијала се преко телепринтерских линија.

Када је немачка морнарица почела да користи 4-роторске Енигме, око шездесет 4-роторских бомби произведено је у Лечворту, неке уз помоћ Генералне поште. NCR-произведене америчке морнаричке 4-роторске бомбе су, међутим, биле веома брзе и најуспешније. Блечли Парк их је интензивно користио преко телепринтерских веза (користећи Комбиновану шифарску машину) са OP-20-G и за 3-роторске и за 4-роторске послове.

Луфтвафе Енигма

Иако су немачка војска, СС, полиција и железница користили Енигму са сличним процедурама, управо је Луфтвафе (Ратно ваздухопловство) био први и најплодоноснији извор Ултра обавештајних података током рата. Поруке су дешифроване у Колиби 6 у Блечли Парку и претваране у обавештајне извештаје у Колиби 3. Мрежа кодног назива 'Црвена' у Блечли Парку редовно и брзо је разбијана од 22. маја 1940. до краја непријатељстава. Заиста, секција Ратног ваздухопловства Колибе 3 очекивала је да нова дневна Енигма подешавања буду установљена у Колиби 6 до доручка. Релативна лакоћа решавања подешавања ове мреже била је производ обиља крибова и честих немачких оперативних грешака. Било је познато да је шеф Луфтвафеа Херман Геринг користио Енигму за тривијалну комуникацију, укључујући обавештавање команданата ескадрила да се побрину да пилоти које ће одликовати буду прописно очишћени од вашију. Такве поруке су постале познате особљу Блечли Парка као „Герингови смешници”.Шаблон:Чињеница

Абвер Енигма

Енигма Модел G, коју је користио Абвер. Имала је три обична ротора и ротирајући рефлектор, више зареза на прстеновима ротора, али без плоче за укључивање.

Последњи велики криптоаналитички успех Дилија Нокса, пре његове преране смрти у фебруару 1943, било је решавање Абвер Енигме 1941. Пресретања саобраћаја која су имала 8-словну индикаторску секвенцу пре уобичајених 5-словних група довела су до сумње да се користи 4-роторска машина. Тачно је претпостављено да се индикатор састојао од 4-словног кључа поруке два пута шифрованог. Сама машина била је слична Моделу G Енигме, са три конвенционална ротора, али без плоче за укључивање. Главна разлика у односу на модел G била је у томе што је била опремљена рефлектором који је помицао механизам за корачање након што је ручно подешен на своју почетну позицију (у свим другим варијантама, рефлектор је био фиксиран). Прикупљање скупа шифрованих кључева порука за одређени дан омогућило је да се циклуси (или кутије како их је Нокс назвао) саставе на сличан начин као метод који су користили Пољаци 1930-их.

Нокс је успео да изведе, користећи свој поступак закопчавања, део ожичења ротора који је био уметнут на брзој позицији тог дана. Постепено је успео да изведе ожичења сва три ротора. Када је то учињено, успео је да открије ожичење рефлектора. Извођење индикаторског подешавања за тај дан постигнуто је коришћењем Ноксове дуготрајне процедуре шипкања. То је подразумевало много покушаја и грешака, маште и вештина решавања укрштених речи, али су помогли силији.

Абвер је био обавештајна и контраобавештајна служба немачке Врховне команде. Шпијуни које је слала у непријатељске земље користили су шифру нижег нивоа (коју је разбила секција Оливера Стречија у Блечли Парку) за своје преносе. Међутим, поруке су затим често поново преношене реч-по-реч на Абверовим интерним Енигма мрежама, што је давало најбољи могући криб за дешифровање индикаторског подешавања тог дана. Пресретање и анализа Абверових преноса довели су до изванредног стања ствари које је омогућило МИ5 да да категорично уверавање да су сви немачки шпијуни у Британији контролисани као двоструки агенти који раде за савезнике под Системом дуплог крста.

Енигма немачке војске

У лето 1940, након француско-немачког примирја, већина војног Енигма саобраћаја путовала је копненим линијама, а не радиом, па није била доступна Блечли Парку. Ваздушна Битка за Британију била је кључна, па није било изненађујуће што је концентрација оскудних ресурса била на саобраћају Луфтвафеа и Абвера. Тек почетком 1941. направљени су први продори у Енигма саобраћај немачке војске, и било је пролеће 1942. пре него што је поуздано разбијен, мада често са извесним закашњењем. Нејасно је да ли су оператери Енигме немачке војске отежавали дешифровање чинећи мање оперативних грешака.

Немачка поморска Енигма

Немачка морнарица је користила Енигму на исти начин као немачка војска и ваздухопловство до 1. маја 1937, када су прешли на значајно другачији систем. Овај је користио исту врсту табеле подешавања, али, што је важно, укључивао је основни кључ за период од два, понекад три дана. Подешавање поруке било је сакривено у индикатору избором триграма из књиге (Kenngruppenbuch, или К-књига) и вршењем биграмске супституције на њему. Ово је поразило Пољаке, иако су сумњали на неку врсту биграмске супституције.

Процедура за поморског оператера на слању била је следећа. Прво су изабрали триграм из К-књиге, рецимо YLA. Затим су погледали у одговарајуће колоне К-књиге и изабрали други триграм, рецимо YVT, и написали га у кутије на врху формулара за поруку:

.	Y	V	T
Y	L	A	.

Затим су попунили „тачке” било којим словима, рецимо:

Q	Y	V	T
Y	L	A	G

На крају су потражили вертикалне парове слова у Биграмским табелама Шаблон:Center и записали добијене парове, UB, LK, RS, и PW који су преношени као две четворословне групе на почетку и на крају шифроване поруке. Пријемни оператер је изводио обрнуту процедуру да би добио кључ поруке за подешавање својих Енигма ротора.

Поред тога што су ове Кригсмарине процедуре биле много сигурније од оних немачке војске и ваздухопловства, немачка морнаричка Енигма је почетком 1940. увела још три ротора (VI, VII и VIII). Избор три ротора од осам значио је да је постојало укупно 336 могућих пермутација ротора и њихових позиција.

Алан Тјуринг је одлучио да преузме одговорност за немачку поморску Енигму јер „нико други није ништа радио поводом тога и могао сам да је имам за себе”. Основао је Колибу 8 са Питером Твином и две „девојке”. Тјуринг је искористио индикаторе и подешавања порука за саобраћај од 1–8. маја 1937. које су Пољаци разрадили, и неке веома елегантне дедукције да дијагностикује комплетан индикаторски систем. Након што су поруке дешифроване, превођене су за пренос Адмиралитету у Колиби 4.

Немачка морнарица 3-роторска Енигма

Први продор у ратни саобраћај био је у децембру 1939, у сигнале који су пресретнути у новембру 1938, када су само три ротора и шест каблова на плочи за укључивање били у употреби. Коришћени су крибови „Четрдесет плачљивих”.

Заробљени немачки Funkmaat („радио оператер”) по имену Мајер открио је да се бројеви сада спелују као речи. EINS, немачки за „један”, био је присутан у око 90% правих порука немачке морнарице. Састављен је EINS каталог који се састојао од шифровања EINS на свих 105.456 подешавања ротора. Они су упоређивани са шифратом, и када су пронађена подударања, око четвртине њих је дало тачан отворени текст. Касније је овај процес аутоматизован у секцији господина Фриборна коришћењем Холеритове опреме. Када је основни кључ био познат, ова EINS-ова процедура је могла да произведе три биграма за табеле које су затим постепено састављане.

Даљи напредак захтевао је више информација од немачких корисника Енигме. Ово је постигнуто кроз низ шчепаца, заробљавања Енигма делова и шифрарника. Први од њих био је 12. фебруара 1940, када су ротори VI и VII, чија ожичења у то време нису била позната, заробљени са Шаблон:GS, од стране миноловца Шаблон:HMS.

Дана 26. априла 1940, немачки патролни брод VP2623 на путу за Нарвик, прерушен у холандску кочару под именом Polares, заробљен је од стране Шаблон:HMS. Ово је донело упутство за руковање, табаке шифрарника и запис неких преноса, што је обезбедило комплетне крибове. Ово је потврдило да су Тјурингова закључивања о триграмско/биграмском процесу била тачна и омогућило разбијање укупно шест дана порука, од којих су последње користиле прве бомбе. Међутим, бројне могуће секвенце ротора, заједно са недостатком употребљивих крибова, учиниле су методе коришћене против порука војне и ваздухопловне Енигме од веома ограничене вредности у погледу поморских порука.

Крајем 1939. Тјуринг је проширио метод сата који је изумео пољски криптоаналитичар Јежи Ружицки. Тјурингов метод постао је познат као „Банберизам”. Тјуринг је рекао да у тој фази „нисам био сигуран да ће функционисати у пракси, и заправо нисам био сигуран све док неки дани нису стварно разбијени”. Банберизам је користио велике картоне штампане у Банберију (отуда назив Банберизам) за откривање корелација и статистички систем бодовања за одређивање вероватних редоследа ротора (Walzenlage) који ће се испробати на бомбама. Пракса је штедела оскудно време бомбе и омогућавала напад на више порука. У пракси, 336 могућих редоследа ротора могло се свести на можда 18 за покретање на бомбама. Познавање биграма било је од суштинског значаја за Банберизам, а изградња табела је трајала дуго. Овај недостатак видљивог напретка навео је Френка Берча, шефа Поморске секције, да 21. августа 1940. напише Едварду Тревису, заменику директора Блечли Парка: Шаблон:Blockquote

Планови за хватање Енигма материјала осмишљавани су, укључујући, у септембру 1940, Операцију Безобзирност од стране поручника фрегате Ијана Флеминга (аутора романа о Џејмсу Бонду). Када је ова отказана, Берч је рекао Флемингу да су „Тјуринг и Твин дошли код мене као гробари преварени за леп леш...”

Велики напредак остварен је кроз Операцију Клејмор, командос препад на Лофотенска острва 4. марта 1941. Немачка наоружана кочара Krebs била је заробљена, укључујући комплетне Енигма кључеве за фебруар, али без биграмских табела или К-књиге. Међутим, материјал је био довољан да се биграмске табеле реконструишу „EINS-овањем”, и до краја марта биле су скоро комплетне.

Банберизам је тада почео да постаје изузетно користан. Колиба 8 је проширена и прешла на 24-часовни рад, и основана је соба за крибове. Прича о Банберизму у наредне две године била је прича о побољшању метода, о борби за довољно особља и о сталном расту релативног и апсолутног значаја крибовања како је све већи број бомби чинио покретање крибова све бржим. У овом периоду од вредности су била даља „шчепавања” попут оних са немачких метеоролошких бродова München и Lauenburg и подморница Шаблон:GS и Шаблон:GS.

Упркос увођењу 4-роторске Енигме за атлантске У-бродове, анализа саобраћаја шифрованог 3-роторском Енигмом показала се од огромне вредности за савезничке морнарице. Банберизам је коришћен до јула 1943, када је постало ефикасније користити много више бомби које су постале доступне.

М4 (Немачка морнарица 4-роторска Енигма)

Немачка морнаричка 4-роторска Енигма машина (М4) која је уведена за саобраћај У-бродова 1. фебруара 1942.

Дана 1. фебруара 1942, Енигма поруке ка и од атлантских У-бродова, које је Блечли Парк назвао „Ајкула”, постале су значајно другачије од остатка саобраћаја, који су звали „Делфин”.

То је било зато што је нова верзија Енигме пуштена у употребу. Била је то модификација 3-роторске Енигме са рефлектором замењеним танким ротором и танким рефлектором. На крају су постојала два четврта позициона ротора названа Бета и Гама и два танка рефлектора, Бруно и Цезар, који су се могли користити у било којој комбинацији. Ове роторе није померао ротор са њихове десне стране, на начин на који су то чинили ротори I до VIII.

Увођење четвртог ротора није изненадило Блечли Парк, јер је заробљени материјал из јануара 1941. указивао на његов развој као адаптацију 3-роторске машине, при чему ће четврти ротор бити рефлекторски точак. Заиста, због грешака оператера, ожичење новог четвртог ротора већ је било откривено.

Овај велики изазов се није могао решити коришћењем постојећих метода и ресурса из неколико разлога.

1. Рад на шифри Ајкула морао би бити независан од наставка рада на порукама у шифри Делфин.
2. Решавање кључева Ајкуле на 3-роторским бомбама трајало би 50 до 100 пута дуже од просечног посла за Ваздухопловство или Војску.
3. Крибови за У-бродове у то време били су изузетно лоши.

Чинило се, стога, да су ефективне, брзе 4-роторске бомбе биле једини пут напред. Ово је био огроман проблем и задавао је много муке. Рад на машини велике брзине започео је Вин-Вилијамс из TRE крајем 1941, а неких девет месеци касније Харолд Кин из BTM-а започео је рад самостално. Почетком 1942, Блечли Парк је био далеко од поседовања машине велике брзине било које врсте.

На крају, након дугог периода немогућности дешифровања порука У-бродова, пронађен је извор крибова. То су били Кратки сигнали (Kurzsignale), код који је немачка морнарица користила да минимизира трајање преноса, чиме је смањивала ризик од лоцирања путем високофреквентног радио-гониометрисања. Поруке су биле дуге само 22 знака и коришћене су за извештавање о уоченим могућим савезничким циљевима. Копија шифрарника заробљена је са Шаблон:GS 9. маја 1941. Сличан систем кодирања коришћен је за метеоролошке извештаје са У-бродова, Wetterkurzschlüssel, (Скраћени код за време). Његова копија заробљена је са Шаблон:GS 29. или 30. октобра 1942. Ови кратки сигнали коришћени су за дешифровање 3-роторских Енигма порука и откривено је да нови ротор има неутралну позицију на којој се он и његов одговарајући рефлектор понашају баш као 3-роторски Енигма рефлектор. Ово је омогућило да се поруке шифроване на овој неутралној позицији дешифрују 3-роторском машином, а тиме и стандардном бомбом. Дешифровани Кратки сигнали пружили су добар материјал за меније бомбе за Ајкулу. Редовно дешифровање саобраћаја У-бродова поново је почело у децембру 1942.

Италијанска поморска Енигма

Шаблон:See also Године 1940. Дили Нокс је желео да установи да ли италијанска морнарица још увек користи исти систем који је он разбио током Шпанског грађанског рата; упутио је своје асистенте да користе шипкање да виде да ли криб PERX (per је италијански за „за”, а X се користи за означавање размака између речи) функционише за први део поруке. После три месеца није било успеха, али Мејвис Левер, 19-годишња студенткиња, открила је да шипкање производи PERS за прва четири слова једне поруке. Затим је (противно наређењима) покушала даље и добила PERSONALE (италијански за „лично”). Ово је потврдило да Италијани заиста користе исте машине и процедуре.

Накнадно разбијање италијанских поморских Енигма шифри довело је до значајних савезничких успеха. Разбијање шифре маскирано је слањем извиђачког авиона на познату локацију ратног брода пре напада на њега, тако да су Италијани претпоставили да су тако откривени. Победа Краљевске морнарице у бици код рта Матапан у марту 1941. значајно је помогнута Ултра обавештајним подацима добијеним из италијанских поморских Енигма сигнала.

Америчке бомбе

Шаблон:Further За разлику од ситуације у Блечли Парку, оружане снаге Сједињених Држава нису делиле комбиновану криптоаналитичку службу. Пре него што су се САД придружиле рату, постојала је сарадња са Британијом, иако са значајном дозом опреза на британској страни због изузетне важности да Немачка и њени савезници не сазнају да се њихови кодови разбијају. Упркос извесној вредној сарадњи међу криптоаналитичарима, њиховим претпостављенима је требало неко време да постигну однос поверења у коме су и британске и америчке бомбе коришћене на обострану корист.

У фебруару 1941, капетан Абрахам Синков и поручник Лео Розен из америчке војске, и поручници Роберт Викс и Прескот Каријер из америчке морнарице, стигли су у Блечли Парк, доневши, између осталог, реплику „Пурпурне” шифарске машине за јапанску секцију Блечли Парка у Колиби 7. Четворо су се вратили у Америку после десет недеља, са поморском радио-гониометријском јединицом и многим документима, укључујући „папирну Енигму”.

Главни амерички одговор на 4-роторску Енигму била је америчка морнаричка бомба, која је произвођена у много мање ограниченим условима него што су били доступни у ратној Британији. Пуковник Џон Тилтман, који је касније постао заменик директора у Блечли Парку, посетио је криптоаналитичку канцеларију америчке морнарице (OP-20-G) у априлу 1942. и препознао витални интерес Америке за дешифровање саобраћаја У-бродова. Хитна потреба, сумње у радно оптерећење британског инжењеринга и спор напредак подстакли су САД да почну да истражују дизајн за морнаричку бомбу, засновану на комплетним плановима и дијаграмима ожичења које су примили амерички морнарички поручници Роберт Или и Џозеф Ичаз у Блечли Парку у јулу 1942. Финансирање за потпуни, 2 милиона долара вредан, развојни напор морнарице затражено је 3. септембра 1942. и одобрено следећег дана.

Америчка морнаричка бомба. Садржала је 16 четворо-роторских Енигма-еквивалената и била је много бржа од британске бомбе.

Командант Едвард Тревис, заменик директора, и Френк Берч, шеф Немачке поморске секције, отпутовали су из Блечли Парка у Вашингтон у септембру 1942. Са Карлом Фредериком Холденом, америчким директором поморских комуникација, успоставили су, 2. октобра 1942, британско-амерички споразум који би могао имати „јаче право од BRUSA-e да буде претеча UKUSA споразума”, будући да је то био први споразум „који је успоставио посебан Сигинт однос између две земље”, и „поставио је образац за UKUSA, у смислу да су Сједињене Државе биле веома старији партнер у савезу”. Успоставио је однос „пуне сарадње” између Блечли Парка и OP-20-G.

Потпуно електронско решење за проблем брзе бомбе је разматрано, али одбачено из прагматичних разлога, и уговор је склопљен са NCR-ом (National Cash Register Corporation) у Дејтону, Охајо. Ово је успоставило Лабораторију за рачунарске машине Ратне морнарице САД. Инжењерски развој предводио је NCR-ов Џозеф Деш, бриљантни проналазач и инжењер. Већ је радио на електронским бројачким уређајима.

Алан Тјуринг, који је написао меморандум OP-20-G (вероватно 1941), био је привремено додељен Британској здруженој мисији особља у Вашингтону у децембру 1942, због свог изузетно широког знања о бомбама и методама њихове употребе. Затражено је да погледа бомбе које је NCR производио и безбедност одређене опреме за шифровање говора која се развијала у Беловим лабораторијама. Посетио је OP-20-G и отишао у NCR у Дејтону 21. децембра. Успео је да покаже да није потребно изградити 336 бомби, по једну за сваки могући редослед ротора, коришћењем техника попут Банберизма. Почетна поруџбина смањена је на 96 машина.

Америчке морнаричке бомбе користиле су бубњеве за Енигма роторе на сличан начин као и британске бомбе, али су биле много брже. Прва машина је завршена и тестирана 3. маја 1943. Убрзо су ове бомбе биле доступније од британских бомби у Блечли Парку и његовим испоставама, и као последица тога коришћене су и за рад Колибе 6, као и Колибе 8. Произведено је укупно 121 морнаричка бомба.

Америчка војска је такође произвела верзију бомбе. Физички се веома разликовала од британских и америчких морнаричких бомби. Уговор је потписан са Беловим лабораторијама 30. септембра 1942. Машина је пројектована да анализира 3-роторски, а не 4-роторски саобраћај. Није користила бубњеве за представљање Енигма ротора, користећи уместо тога релеје телефонског типа. Могла је, међутим, да рукује једним проблемом који бомбе са бубњевима нису могле. Сет од десет бомби састојао се од укупно 144 Енигма-еквивалента, сваки монтиран на сталак дужине око Шаблон:Convert, висине Шаблон:Convert и ширине Шаблон:Convert. Постојало је 12 контролних станица које су могле доделити било који од Енигма-еквивалената у жељену конфигурацију помоћу плоча за укључивање. Промене редоследа ротора нису захтевале механички процес замене бубњева, већ су постизане за око пола минута помоћу тастера. 3-роторско покретање трајало је око 10 минута.

Немачке сумње

Немачка морнарица је била забринута да би Енигма могла бити компромитована. Штампали су распореде кључева у води растворљивом мастилу како се не би могли спасити. Контролисали су своје оператере и дисциплиновали их када су правили грешке које су могле компромитовати шифру. Морнарица је минимизирала своју изложеност. На пример, бродови који су могли бити заробљени или се насукати нису носили Енигма машине. Када су бродови изгубљени у околностима где је непријатељ могао да их спаси, Немци су истраживали. Након истраживања неких губитака 1940, Немачка је променила неке индикаторе порука.

У априлу 1940, у Биткама за Нарвик Британци су потопили осам немачких разарача у Норвешкој. Немци су закључили да је мало вероватно да Британци читају Енигму.

У мају 1941, Британци су дешифровали неке поруке које су дале локацију неких бродова за снабдевање за Шаблон:Ship и Шаблон:Ship. Као део Операције Рајнубунг трговачког рата, Немци су доделили пет танкера, два брода за снабдевање и два извиђача да подржавају ратне бродове. Након што је Bismarck потопљен, Британци су усмерили своје снаге да потопе бродове за подршку Belchen, Esso Hamburg, Egerland и неке друге. Адмиралитет је избегао танкер Gedania и извиђача Gonzenheim, јер би потапање толико бродова у току једне недеље изазвало сумњу да Британци читају Енигму. Случајно, британске снаге су пронашле та два брода и потопиле их. Немци су истраживали, али су закључили да Енигма није пробијена ни запленом ни грубом силом криптоанализе. Немци су предузели кораке да Енигму учине сигурнијом. Локације на мрежи (шифрована географска ширина и дужина) додатно су маскиране коришћењем диграфских табела и нумеричког помераја. У-бродови су добили сопствену мрежу, Тритон, да би се смањила шанса за криптоаналитички напад.

У августу 1941, Британци су заробили Шаблон:GS. Немци су закључили да би посада уништила важне документе, па је шифра сигурна. Чак и да су Британци заробили материјале нетакнуте и могли да читају Енигму, изгубили би ту способност када се кључеви промене 1. новембра.

Иако је Немачка схватила да конвоји избегавају њене чопоре вукова, ту способност није приписала читању Енигма саобраћаја. Уместо тога, Карл Дениц је мислио да Британија користи радар и радио-гониометрисање. Кригсмарине је наставила да повећава број мрежа како би избегла нападе суперпонирањем на Енигму. Почетком 1943, Кригсмарине је имала 13 мрежа.

Кригсмарине је такође побољшала Енигму. 1. фебруара 1942. почела је да користи четворороторску верзију. Побољшана безбедност значила је да конвоји више нису имали толико информација о томе где се налазе чопори вукова, и због тога су били мање способни да избегну подручја где би били нападнути. Повећани успех напада чопора вукова након јачања шифровања могао је Немцима дати назнаку да су претходни Енигма кодови били разбијени. Ово није примећено јер су се и друге ствари промениле у исто време: Сједињене Државе су ушле у рат, а Дениц је послао У-бродове да пљачкају источну обалу САД, где је било много лаких мета.

Почетком 1943, Дениц је сумњао да савезници читају Енигму. Немачка криптоанализа савезничких комуникација показала је изненађујућу тачност у проценама величина чопора вукова. Закључено је да је савезничко радио-гониометрисање извор. Немци су такође извлачили кавитетни магнетрон, коришћен за генерисање радарских таласа, из британског бомбардера. Закључак је био да је Енигма сигурна. Немци су и даље били сумњичави и свака подморница је добила сопствену кључну мрежу у јуну 1944.

До 1945. готово сав немачки Енигма саобраћај (Вермахт војни; обухватајући Хер, Кригсмарине и Луфтвафе; и немачке обавештајне и безбедносне службе попут Абвера, СД-а, итд.) могао се дешифровати у року од дан или два, а Немци су и даље били уверени у његову безбедност. Отворено су разговарали о својим плановима и покретима, предајући савезницима огромну количину информација, од којих нису све ефикасно искоришћене. Битка за Касерински пролаз била је наговештена у дешифрованом Енигма саобраћају, али Американци нису на одговарајући начин ценили информације.Шаблон:Чињеница

После рата, савезнички тимови пројекта TICOM пронашли су и притворили значајан број немачког криптографског особља.Шаблон:Sfn Међу сазнањима је било да су немачки криптографи, барем, веома добро разумели да би Енигма поруке могле бити читане; знали су да Енигма није несаломива.Шаблон:Sfn Сматрали су незамисливим да би се неко упустио у огроман напор који је потребан. Када су особље Абвера које је радило на Фиш криптографији и руском саобраћају интернирано у Розенхајму око маја 1945, уопште нису били изненађени што је Енигма разбијена, само што је неко скупио све ресурсе на време да то учини. Деницу је саветовано да је криптоаналитички напад најмање вероватан од свих безбедносних проблема.Шаблон:Чињеница

После Другог светског рата

Пробој у Енигму држао се у тајности до 1974. Машине су се користиле дубоко у 1960-те у Швајцарској, Норвешкој (Норенигма) и у неким британским колонијама.

Године 1995. објављен је алгоритам који би решио конфигурацију ротора за 100% свих Енигма порука од 500 или више знакова користећи Индекс коинциденције. Међутим, није могао поуздано да реши подешавања плоче за укључивање.

Савремени рачунари могу се користити за решавање Енигме, коришћењем различитих техника. Било је пројеката за дешифровање неких преосталих порука коришћењем дистрибуираног рачунарства.

Дана 8. маја 2020, поводом обележавања 75. годишњице Дана победе у Европи, GCHQ је објавила последњу Енигма поруку коју су дешифровали разбијачи кодова у Блечли Парку. Порука је послата у 07:35 7. маја 1945. од стране немачког радио оператера у Куксхафену и гласила је: „Британске трупе ушле у Куксхафен у 14:00 6. маја 1945 — сва радио-дифузија престаје одмах — желим вам свима поново све најбоље”. Одмах након тога уследила је још једна порука: „Затварамо заувек — све најбоље — збогом”.

Види још

• Криптоанализа Лоренцове шифре
• I. J. Good – криптолог у Блечли Парку
• Гуд–Тјурингова процена фреквенције
• Гизберт Хазенјегер – одговоран за безбедност Енигме
• Ерхард Мертенс – истраживао безбедност Енигме
• Тадеуш Пелчински – пољски генерал-мајор
• Игра имитације
• СИГАБА, америчка роторска машина из Другог светског рата дизајнирана да превазиђе Енигмине слабости
• Тајпекс, британска роторска машина из Другог светског рата са повећаном безбедношћу

Литература

• Шаблон:Citation
• Шаблон:Cite book
• Шаблон:Cite book
• Шаблон:Cite book
• Шаблон:Cite book
• Шаблон:Citation
• Шаблон:Citation
• Шаблон:Citation
• Шаблон:Cite book
• Шаблон:Cite book
• Шаблон:Cite book
• Шаблон:Cite book
• Шаблон:Citation
• Шаблон:Cite book
• Шаблон:Cite book
• Шаблон:Citation
• Шаблон:Citation
• Шаблон:Cite journal
• Шаблон:Citation
• Шаблон:Cite book
• Шаблон:Cite book
• Шаблон:Cite book
• Шаблон:Cite book
• Шаблон:Citation
• Шаблон:Citation
• Шаблон:Cite book
• Шаблон:Cite book
• Шаблон:Cite book
• Шаблон:Citation
• Шаблон:Citation Овај рад је написан на захтев TICOM-а да покаже како су различите немачке шифарске машине могле бити решене. Аутори претпостављају Керкхофсов принцип и не баве се разбијањем машина, већ само решавањем кључева.
• Шаблон:Citation
• Шаблон:Cite book
• Шаблон:Cite book
• Шаблон:Cite book
• Шаблон:Cite book Ревидиран и допуњен превод књиге W kręgu enigmy, Варшава, Książka i Wiedza, 1979, допуњен додацима Марјана Рејевског
• Шаблон:Cite book Углавном скраћена верзија Шаблон:Harvnb, без Рејевскијевих додатака, који су замењени додацима различитог квалитета других аутора
• Шаблон:Cite book
• Шаблон:Citation
• Шаблон:Citation
• Шаблон:Cite book
• Шаблон:Cite book
• Шаблон:Cite book
• Шаблон:Citation Рукопис написан у Изесу, Француска
• Шаблон:Citation Рукопис
• Шаблон:Cite journal
• Шаблон:Citation
• Шаблон:Citation Додатак B у Шаблон:Harvnb
• Шаблон:Citation Додатак C у Шаблон:Harvnb
• Шаблон:Citation Додатак D у Шаблон:Harvnb
• Шаблон:Citation Додатак E у Шаблон:Harvnb
• Шаблон:Cite book
• Шаблон:Citation
• Шаблон:Cite book
• Шаблон:Cite book
• Шаблон:Cite book
• Шаблон:Cite book
• Шаблон:Cite book
• Шаблон:Cite book
• Шаблон:Citation
• Шаблон:Cite book
• Шаблон:Citation
• Шаблон:Cite book
• Шаблон:Cite book
• Шаблон:Citation
• Шаблон:Cite book Рана публикација која садржи неколико погрешних схватања која су исправљена у додатку у издању из 1997.
• Шаблон:Cite book Ново издање ажурирано додатком који се састоји од рада из 1986. који је Велчман написао и који исправља његова погрешна схватања из издања из 1982.
• Шаблон:Cite journal Ово је репродуковано као додатак у издању Велчманове 'The Hut Six Story' из 1997.
• Шаблон:Citation
• Шаблон:Citation (такође National Archives and Records Administration Record Group 457, File 35701.)
• Шаблон:Citation ASIN: B0006RLRA4
• Шаблон:Cite book

Спољашње везе

• Dayton Daily News, Dayton's Code Breakers Шаблон:Webarchive.
• Dayton Codebreakers Web site, DaytonCodebreakers.org
• Solving the Enigma – History of the Cryptanalytic Bombe (National Security Agency)]
• "The Enigma Code Breach" аутор Jan Bury
• "Enigma" и Intelligence
• "The Enigma machine and Bletchley Park", Cybertwists
• Шаблон:Cite web
• Video "Breaking the Enigma code with the Turing-Welchman Bombe" (Пример корак по корак)
• A Riddle Called ENIGMA, сажет приказ како су Пољаци и Британци разбили војну Енигму
• "The German cipher machine Enigma", Matematik Sider, 20 September 2014
• "The Polish Enigma crackers", Deutsche Welle, 17 February 2015 (аудио извештај за ширу публику)
• The Breaking of Enigma by the Polish Mathematicians
• Turing cult has obscured role of Polish codebreakers (The Times)
• Шаблон:Cite journal