Двойное шифрование в "Энигме"

В главе 4 мы поставили вопрос о целесообразности использования двойного шифрования. И фактически ответили на него словом "иногда". В таких случаях необходимо сопоставлять возможное увеличение стойкости шифра (если оно вообще имеет место) с величиной риска применения шифров в ошибочном порядке, в результате чего будет отправлено сообщение, которое не сможет прочесть адресат, но которое может помочь криптоаналитику. "Энигма" - это отличный пример, иллюстрирующий обе возможности. Во время войны некоторые особо важные сообщения подвергались двойному шифрованию. Офицер зашифровывал сообщение с использованием тех же самых колес, что и шифровальщик, но другого коммутатора. Положения колес выбирались из особого списка из 26 вариантов, обозначенных буквами алфавита. Затем зашифрованное таким образом сообщение поступало к шифровальщику; этому сообщению были предпосланы слово OFFIZIER, а также другое слово, начинающееся с буквы, указывающей, какой из 26 вариантов установок был использован. Шифровальщик зашифровывал это сообщение обычным способом. Такая процедура, несомненно, увеличивала стойкость; но по крайней мере в одном случае эти два способа шифрования были применены в ошибочном порядке (офицером и шифровальщиком в этот день было одно и то же лицо). Джек Гуд догадался о том, что произошло, и все же дешифровал это сообщение (см. [2.4, глава 19, 159‑60]).

"Энигма" Абвера

В Абвере (секретной разведывательной службе Верховного командования Германии) использовалась модифицированная модель "Энигмы", которая заслуживает особого упоминания. Она не имела коммутатора, что облегчало криптоаналитикам задачу, но на кольцах с выемками была не одна или две выемки, а 11, 17 или 19. Поэтому роторы вращались гораздо чаще, чем на "стандартной" модели "Энигмы", да и отражатель также был подвижным, что осложняло ситуацию. Сохранилась практика шифрования дважды повторенного (четырехбуквенного) индикатора при заданной базовой установке, и поэтому шифрованному тексту предшествовала группа из восьми букв. Криптоаналитики и здесь могли использовать "метод цепочек", и вдобавок, могли использовать ситуацию, когда все четыре ротора двигались одновременно. Подробности см. в [9.5].

Глава 10. Шифрмашина "Хагелин" Историческая справка

Вполне разумно предполагать, что любая страна будет стараться сохранить втайне отличительные особенности своих шифрмашин, и как правило, это действительно так. Сохранить втайне отличительные черты и особенности шифрмашин возможно, если они разработаны и созданы в стране использования (как обстояло дело с германской "Энигмой"), но если машина приобретена на стороне, то почти наверное, о ней в конце концов станет известно другим. Учитывая эти обстоятельства, может показаться удивительным, что перед и во время Второй мировой войны существовала шифрмашина, которой пользовался целый ряд стран с обеих противоборствующих сторон, в том числе Германия, Италия, Соединенное Королевство Великобритании, США и Франция. Эта машина была создана в нейтральной стране, в Швеции, фирмой, принадлежащей Борису Хагелину, которая продавала ее любому желающему. Во всех этих странах она проходила под разными наименованиями ("Хагелин", М209, С36, С38, С41, и т.д.), но по сути во всех случаях это была одна и та же машина, хотя и несколько модифицированная.

Основным предназначением машины "Хагелин" было построение длинной последовательности "псевдослучайных" чисел, которая использовалась в качестве последовательности знаков гаммы для зашифрования открытого текста, согласно уравнению:

(буква шифрованного текста) = (знак гаммы) - (буква открытого текста)(mod26) (10.1)

Так, например, если в открытом тексте стоит буква F (ее числовой эквивалент равен 5), а знак гаммы равен 18, то в шифрованном тексте будет стоять буква N, так как

18-5=13 (числовой эквивалент буквы N).

Заметим, что уравнение (10.1) обратимо, то есть

(буква открытого текста) = (знак гаммы) - (буква шифрованного текста)(mod26), (10.2)

так что буквы открытого и шифрованного текстов будут взаимно-обратными, что означает, что операции зашифрования и расшифрования идентичны, как и в "Энигме". Однако в машине "Хагелин" буква может перейти сама в себя, что в "Энигме" было невозможно.