第二次世界大战德国“恩尼格玛”密码机(图文)
09恩尼格玛密码机
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Bletchley Park
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Alan Turing
Alan Mathison Turing, 1912~1954 英国数学家
Alan Turing
Turing先大量搜集历史讯息并分析密文 发现密文有固定结构 可由讯息发送时间和来源,预测讯息内 容
Enigma 安全分析(2/2)
加上以下变化
反射器种类 滚轮上Ringsettings设定
Enigma可能设定数可达1023
破解Enigma
猎杀U-571 (2000年)
赞扬海军士官窃走 U-571 上的密码机 (Enigma),而使联军获胜之关键
联军获胜应归功于破解Enigma之数学家 们 此剧情纯为虚构
Rotor II
In: 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 Out: A J D K S I R U X B L H W T M C Q G Z N P Y F V O E
Rotor III
In: 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 Out: B D F H J L C P R T X V Z N Y E I W G A K M U S Q O
每天早上6点,德国将发出加密的气象讯息 讯息必有 “wetter” 字眼 此为破解之线索
破解Enigma
Turing在心中想象三台Enigma
第一台滚轮设为S 第二台滚轮设为S+1 第三台滚轮设为S+3
S w S+1 e S+2 t S+3 t S+4 e S+5 r
二战“恩尼格玛”ENIGMA(意为哑谜)密码机(图)

“恩尼格玛”ENIGMA(意为哑谜)密码机美国大片《U-571》告诉人们“埃尼格玛”密码机是战争中同盟国费尽心机想要获得的尖端秘密,是战胜德国海军潜艇的关键所在。
历史也确实如此,对于潜艇作战尤其是德国海军的“狼群”战术来说,无线电通讯是潜艇在海上活动获取信息通报情况的最重要的手段,而“埃尼格玛”密码机则是关乎整个无线电通讯安全的设备,其重要性可想而知。
英军跳帮小组乘小艇接近德国海军U-505号潜艇,数十分钟后获得了“恩尼格玛”密码机自从无线电和摩尔斯电码问世后,军事通讯进入了一个崭新的时代,但是无线电通讯完全是一个开放的系统,在己方接受电文的同时,对方也可“一览无遗”,因此人类历史上早就伴随战争出现的密码也就立即与无线电结合,出现了无线电密码。
直到第一次世界大战结束,所有无线电密码都是使用手工编码,毫无疑问,手工编码效率极其低下,同时由于受到手工编码与解码效率的限制,使得许多复杂的保密性强的加密方法无法在实际中应用,而简单的加密方法又很容易被破译,因此在军事通讯领域,急需一种安全可靠而又简便有效的方法。
1918年德国发明家亚瑟·谢尔比乌斯(Arthur Scherbius)和理查德·里特(Richard Ritter)创办了一家新技术应用公司,曾经学习过电气应用的谢尔比乌斯想利用现代化的电气技术来取代手工编码加密方法,发明一种能够自动编码的机器。
谢尔比乌斯给自己所发明的电气编码机械取名“埃尼格玛”(ENIGMA,意为哑谜),乍看是个放满了复杂而精致的元件的盒子,粗看和打字机有几分相似。
可以将其简单分为三个部分:键盘、转子和显示器。
“恩尼格玛”密码机键盘一共有26个键,键盘排列和现在广为使用的计算机键盘基本一样,只不过为了使通讯尽量地短和难以破译,空格、数字和标点符号都被取消,而只有字母键。
键盘上方就是显示器,这可不是现在意义上的屏幕显示器,只不过是标示了同样字母的26个小灯泡,当键盘上的某个键被按下时,和这个字母被加密后的密文字母所对应的小灯泡就亮了起来,就是这样一种近乎原始的“显示”。
恩尼格玛密码对照表
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恩尼格玛密码对照表
恩尼格玛机(Enigma machine)是一种在二战期间由纳粹德国用于加密通信的机械式密码机。
恩尼格玛机使用一组可调栅栏和转子来进行多层次的替代和置换,极大地增加了破解的难度。
在破解恩尼格玛机的历史中,有一些工具和手段被称为“对照表”或“指数表”,这些表用于记录在使用恩尼格玛机时每个字符的替代关系。
这样的对照表会包含了特定时间内恩尼格玛机配置的详细信息,以及每个字符在加密过程中被替代的结果。
破译恩尼格玛机的过程中,这些对照表对密码学家们是非常有价值的。
请注意,对照表可能因时间而变化,因为纳粹德国会定期更改恩尼格玛机的配置以增强加密安全性。
在二战末期,英国的密码学家阿兰·图灵(Alan Turing)和其他团队成功破译了恩尼格玛机,这在战争中发挥了重要作用。
德国人自诩牢不可破的恩尼格玛密码体系,如何被波兰人用炸弹轰开
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德国人自诩牢不可破的恩尼格玛密码体系,如何被波兰人用炸弹轰开第二次世界大战中,正面战场的烽火备受瞩目,似乎后人的目光都放在了波澜壮阔的战争中。
然而在秘密战线上,同盟国和轴心国围绕着情报所展开的较量也一点不比正面战场差。
今天笔者就给大家讲述,有关恩尼格玛密码机和“炸弹”的故事。
一.天书一样的恩尼格玛密码机密码,这个词大家一定很熟悉,我们在影视剧里常常听到这个词。
在战争中,无线电报要不被人解读,就得在无线电发报时,按照密码本来发报。
因为无线电的坏处是,你能接收,别人也可以。
在第一次世界大战和此后的一段时间里,英国对于德国的无线电破译一向是精准而高效。
但到了1926年,英国收到的德国无线电报突然都成了一份份天书,根本无法破译,这是怎么回事呢?原因就在于这个小盒子,就是图里的,这个东西叫做恩尼格玛密码机,名字有点绕口,它的原理一样绕口。
在它的内部有叫做转子的零件,这个转子才是关键。
看到这个图里的恩尼格玛密码机没有,很像是我们现在用的键盘吧?其实也就是这么一回事。
它的特点在于,你第一次按下A键,上面对应的灯泡亮起来的,却可能是B灯,这就是转子的作用。
同一个字母在明文的不同位置时,可以被不同的字母替换,而密文中不同位置的同一个字母,又可以代表明文中的不同字母,这种加密方式在密码学上被称为“复式替换密码”。
但是,这样很容易被发现规律,所以德国又加了两个转子,当第一个转子转动整整一圈以后,它上面有一个齿轮拨动第二个转子,使得它的方向转动一个字母的位置。
假设第一个转子已经整整转了一圈,按A键时显示器上D灯泡亮;当放开A键时第一个转子上的齿轮也带动第二个转子同时转动一格,于是第二次键入A时,加密的字母可能为E;再次放开键A时,就只有第一个转子转动了,于是第三次键入A时,与之相对应的字母就可能是F了。
如此一来,重复的概率就达到26x26x26=17576个字母之后,想要抓住规律,谈何容易?而在它的内部,还有反射器,这张恩尼格玛密码机的原理图显示了,恩尼格玛密码机的运作原理——按下A键后机器是如何将它显示成D键的(灯D发亮),而按下D键的同时灯A也会发亮,但是按下A键是永远不会使灯A发亮的,这是因为恩尼格玛密码机安装有反射器。
11恩尼格玛解析
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恩尼格玛密码机的设置包含: • 转子:转子的结构及顺序。 • 起始位置:由操作员决定,发送每条消息时都不一 样。 • 字母环:字母环与转子线路的相对位置。 • 接线板:接线板的连线。 • 在末期版本中还包括了反射器的线路。
恩尼格玛密码机保密原理
这是恩尼格玛机旋转盘组。三个旋转盘位于右边的固 定介面和左边(标著B)的反射器两个装置之间。与其 它旋转机相同的是,恩尼格玛机也结合了机械系统与电 子系统。机械系统包括了一个包含了字母与数字的键盘, 相邻地排列在一个轴上的一系列名为“旋转盘”的旋转 圆盘,还有一个在每次按键后就使一个或几个旋 转盘 旋转的装置。各种恩尼格玛机上的机械系统都不同,但 是,但是它们之间最大的共同点就是在每次按键后最右 边的旋转盘都会旋转,并且有些时候与它相邻的一些旋 转盘也会旋转。旋转盘持续的旋转会造成每次按键后得 到的加密字母都会不一样。
恩尼格玛密码机的操作步骤
• 德军的各支部队使用一些 不同的通讯线路,每条线 路中的恩尼格玛密码机都 有不同的设置。为了使一 条信息能够正确地被加密 及解密,发送信息与接收 信息的恩尼格玛密码机的 设置必须相同;转子必须 一模一样,而且它们的排 列顺序,起始位置和接线 板的连线也必须相同。所 有这些设置都需要在使用 之前确定下来,并且会被 记录在密码本中。
• 德国使用的军用版德国防卫军恩尼格玛机是最常被人 们提到的版本。由于盟军的密码学家能够破译大量由 这种机器加密的信息,恩尼格玛机的名声也就变得不 怎么好了。1932年,波兰密码学家马里安· 雷耶夫斯基, 杰尔兹· 罗佐基和亨里克· 佐加尔斯基破译了这种机器 的密码。1939年中期,英国和法国得到了破译此密码 的方法。盟军的情报部门将破译出来的密码称为 ULTRA,这极大地帮助了盟军。ULTRA到底有多大 贡献,现在还在争论中,但是对它的一个典型评价就 是盟军对德胜利,只因为盟军破译了德国的密码而提 前了两年。
恩尼格玛密码机课件
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恩尼格玛密码机的破解历程提醒我们,信息安全面临着巨大的挑战,需要不断加强加密算法的研究和应用,提高 信息传输和存储的安全性。
信息安全机遇
随着信息技术的发展和网络安全需求的增加,信息安全领域也孕育着巨大的机遇。通过不断创新和完善技术手段, 可以更好地保护信息资产和网络空间的安全。
THANKS
输出密文
将生成的密文输出,完成加密过 程。
恩尼格玛密码机的密钥管理1 23Fra bibliotek密钥生成
恩尼格玛密码机使用多个转子和插线板来生成密钥,每个转 子和插线板的组合都不同,增加了密钥的复杂性。
密钥存储
为了确保密钥的安全性,恩尼格玛密码机采用特殊的存储方 式来保存密钥,防止密钥被非法获取。
密钥更换
为了防止密钥被破解,恩尼格玛密码机允许用户定期更换密 钥,提高加密的安全性。
为密码学的发展奠定了基础。
英国布莱切利园的破解工作
英国布莱切利园是二战期间盟军最重要的情报中心之一,负责破解德军的恩尼格玛 密码机。
在这里,英国数学家和工程师们利用波兰数学家提供的破解方法和自己的技术,成 功地破解了恩尼格玛密码机。
英国的破解工作为盟军在二战中的胜利做出了重要贡献,同时也为现代密码学的发 展奠定了基础。
在第二次世界大战期间,德国军队广泛使用恩尼格玛密码机进行通信加密,确 保了军事机密的保密性。
对盟军的影响
由于恩尼格玛密码机的复杂性,盟军在战争初期难以破译德军的通信,对作战 计划和行动造成了困扰。
02
恩尼格玛密码机的加密方式
恩尼格玛密码机的转子与插线板
转子
恩尼格玛密码机使用多个转子来加密信息,每个转子都有不同的旋转方式和位置, 增加了加密的复杂性。
第二次世界大战德国“恩尼格玛”密码机(图文)
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第二次世界大战德国“恩尼格玛”密码机(图文)引自网站"三思科学"<"恩尼格玛"的兴亡>个人目录:第一部分诞生第二部分弱点第三部分灭亡第四部分尾声人类使用密码的历史,从今天已知的,最早可以一直追溯到古巴比伦人的泥板文字。
古埃及人,古罗马人,古阿拉伯人……几乎世界历史上所有文明都使用过密码。
军事和外交一直是密码应用的最重要的领域,国王、将军、外交官以及阴谋分子等,为了在通讯过程中保护自己信息不被外人所知,使用过形形色色的密码;而为了刺探于己不利的秘密,他们又绞尽脑汁地试图破译对手的密码。
加密与解密一直是密码学这枚硬币互相对抗又互相促进的两面。
在所有用于军事和外交的密码里,最著名的恐怕应属第二次世界大战中德国方面使用的ENIGMA(读作“恩尼格玛”,意为“谜”)。
一、诞生直到第一次世界大战结束为止,所有密码都是使用手工来编码的。
直接了当地说,就是铅笔加纸的方式。
在我国,邮电局电报编码和译码直到很晚(大概是上个世纪八十年代初)还在使用这种手工方法。
手工编码的方式给使用密码的一方带来很多的不便。
首先,这使得发送信息的效率极其低下。
明文(就是没有经过加密的原始文本)必须由加密员人工一个一个字母地转换为密文。
考虑到不能多次重复同一种明文到密文的转换方式(这很容易使敌人猜出这种转换方式),和民用的电报编码解码不同,加密人员并不能把转换方式牢记于心。
转换通常是采用查表的方法,所查表又每日不同,所以解码速度极慢。
而接收密码一方又要用同样的方式将密文转为明文。
其次,这种效率的低下的手工操作也使得许多复杂的保密性能更好的加密方法不能被实际应用,而简单的加密方法根本不能抵挡解密学的威力。
解密一方当时正值春风得意之时,几百年来被认为坚不可破的维吉耐尔(Vigenere)密码和它的变种也被破解。
而无线电报的发明,使得截获密文易如反掌。
无论是军事方面还是民用商业方面都需要一种可靠而又有效的方法来保证通讯的安全。
恩尼格码密码机
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•
起初,日本海军对美国情报工作的加强深为 顾虑。他们担心自己密码的安全。但此时日本 的法西斯盟友德国却给日本打了保票。德国称 日本如果使用德国制造的密码机,就可以万无 一失。德国愿意援助日本一船德国最新的密码 机。对于从天而降的好事,日本当然欣然接受。 很快,日本海军就大量地使用了德国的这种密 码机。随后日军越发狂妄起来。他们觉得可以 不再为自己密码的安全性担心了。
在密码学史中,恩尼格玛密码机(德语:Enigma,又译哑谜 机,或谜)是一种用于加密与解密文件的密码机。确切地说,恩 尼格玛是一系列相似的转子机械的统称,它包括了一系列不同的 型号。恩尼格玛在1920年代早期开始被用于商业,也被一些国 家的军队与政府采用过,在这些国家中,最著名的是第二次世界 大战时的纳粹德国。
第二次世界大战结束后,英国政府仍然对德国 海军使用的“恩尼格玛”密码严加保密,并拆 毁了所有战时研制出来的密码破译机及相关图 纸资料。当时参与密码破译的布莱切利公园工 作人员也在遣散前发誓绝不透露任何消息。直 到上个世纪八、九十年代,随着计算机加密技 术的发展,“恩尼格玛”密码大大落伍,英国 政府才将部分密码公布了出来。现在,大多数 当年的密码都被业余密码破译爱好者破解了, 只剩下少数信息仍没有答案。
•
• 1940年3月14日,第一台图灵“炸弹”在布莱奇利庄 园投入使用。不久,它便成功破译了第一份恩尼格玛 密码情报。温特伯山姆在亲自把这份情报呈送给空军 情报主任麦得赫斯特时,兴奋地说:“从此以后,德 国人的绝密情报对于我们来说,完全是一本可以阅读 的书了。”可是,最初的“炸弹”运行非常慢,有时 要一个星期才能找到一个密钥,这对瞬息万变的战场 形势而言,可以说毫无用处。为此,著名数学家戈 登· 韦尔什曼带领一些工程师对“炸弹”进行了大规模 改进。改进后的“炸弹”运行效率大大提高。一般一 台“炸弹”可以在一个小时里找到一个密钥。到1941 年底,庄园已经拥有了12台图灵“炸弹”,到1943年 3月,增加到了60台。破译恩尼格玛密码的工作已经 变得十分容易了。
PPT恩尼格玛密码机

恩想出来的,1926年的“恩尼格玛C型”首先 安装了反射器。反射器是恩尼格玛机的一个显 著特征。
1943年恩尼格码机的使 用
下图为美国国家密码博物馆展出的一些恩尼格玛机: ①商业用恩 尼格玛密码机,②T型恩尼格玛密码机,③G型恩尼格玛密码机, ④未知型号,⑤德国空军版恩尼格玛密码机,⑥德国陆军版恩尼 格玛密码机,⑦德国海军版恩尼格玛密码机,即M4型
了复杂而精致的元件的盒子,粗看和打字机 有几分相似。可以将其简单分为三个部分: 键盘、转子和显示器。
内部结构图
密码机的设置
·键盘 键盘一共有26个键,键盘排列和广为使用 的计算机键盘基本一样,只不过为了使通讯 尽量地短和难以破译,空格、数字和标点符 号都被取消,而只有字母键。 ·显示器 键盘上方就是显示器,这可不是意义上的 屏幕显示器,只不过是标示了同样字母的26 个小灯泡,当键盘上的某个键被按下时,和 这个字母被加密后的密文字母所对应的小灯
无法在实际中应用,而简单的加密方法又很 容易被破译,因此在军事通讯领域,急需一 种安全可靠,而又简便有效的方法。 1918年德国发明家亚瑟·谢尔比和理 德·里特创办了一家新技术应用公司,曾经 学习过电气应用的谢尔比乌斯,想利用现代 化的电气技术,来取代手工编码加密方法, 发明一种能够自动编码的机器。谢尔比乌斯 给自己所发明的电气编码机械取名“恩尼格 码”(ENIGMA,意为哑谜),乍看是个放满
恩尼格玛密码机的大部分设置都会在一段时间 (一般为一天)以后被更换。但是,转子的起始 位置却是每发送一条信息就要更换的,因为如果 一定数量的文件都按照相同的加密设置来加密的 话,密码学家就会从中得到一些信息,并且有可 能利用频率分析来破译这个密码。为了防止这种 事情发生,转子的起始位置在每次发送信息之前 都会被改变。这个方法被称作“指示器步骤”。 最早期的指示器步骤成为了波兰密码学家破译 恩尼格玛密码机密码的突破口。在这个步骤中,
二战超级机密:破译恩尼格玛密码与德国战败功不可没

二战超级机密:破译恩尼格玛密码与德国战败功不可没1941年3月,美国国会通过的《租借法案》正式生效,根据法案内容,美国将向英国和正在与侵华日军作战的中国提供战争物资,应付款项则留到战后再议。
罗斯福将租借战争物资生动的比喻为把水管借给邻居灭火,先帮助其解决燃眉之急,偿还的事情以后再说,租借法案也促进了美国军事工业的发展,为美军在参战后提供了坚强的后盾。
美国生成的枪支美国为参战做的准备远不止这些,罗斯福还秘密授权美国军方与英军讨论共同作战的策略,以备不时之需,为了确保美国提供的战争物质能安全运抵英国,罗斯福在1941年4月扩大了范围安全区的范围,并派遣军舰保护美国商船。
英美军方秘密接触同年5月美军在格陵墓兰岛设立基地,7月美国派海军陆战队到冰岛替换驻防的英军,防止德军夺取港口,美国海军还开始为本国的军用运输船提供护航保障,特别是在有租借法援助物资的运输船,希特勒向德军潜艇部队下达了明确的指示,不可以击沉美国船只,他不想让美国找到参战的理由。
美国军舰护卫商船但冲突是不可避免的,1941年9月4日,英国空军攻击了一艘德国潜艇,德军以为攻击来自附近的美国格里尔号驱逐舰,于是向对方发射了鱼雷,格里尔号也以密集的火力予以回击,这次交火持续了三个小时,虽然双方舰艇都未被击沉,但局势逐渐紧张起来,11月17日美国科尔尼号驱逐舰在冰岛附近海域护航时,被德军的鱼雷击中,德军声称这是一次意外,他们原本瞄准的是一艘英国商船。
科尔尼号恰好经过,11名美国船员丧生,科尔尼号勉强返回港口,罗斯福向德国提出抗议,美国报刊也发文表达愤怒,然而美国民众仍然坚决反对加入战争。
但是仅仅几周后情况就发生了逆转。
德国潜艇部队在美国正式参战前。
英国在独自战斗,不过英国手上握有一个杀手锏布莱切利园,表面上看来布莱切利园和英国的其他乡村庄园没有什么不同,但这里隐藏的秘密从根本上影响了二战的进程。
因为英国人在这里破解了德军绝密的军事密码。
布莱切利园从20世纪30年代中期开始,德国所有部队和情报部门都用同一种仪器给消息加密,这种仪器就是恩尼格玛密码机,恩尼格玛密码机于20世纪20年代早期问世,起初为商人所用,避免商业机密泄露,它由电池供电,经过编码的信息,以摩尔斯电码的形式发出,由收到信息的一方用另一台同样的密码机解码,这种密码机最核心的部分是三个转子,这些转子可以更换,并设置不同的起始位置,加密后的信息只能用另一台设置相同的密码机才能破译,通过更换转子或更改设置,每一个明文字母都有多达1.5亿种密文与之对应,有了如此复杂的加密方式,难怪德国人深信,恩尼格玛密码不可能被破解。
Enigma机器的系统结构

不同故接线方式不同) 。所以三个转子总共 26!*(26!-1)*(26!-2)种方式, 约为 6.56*10^27,一个天文数字。[12] 但对盟军的破译者来说, 这个数字并没有意义, 因为他们已掌握另了各 型号转子内部的连线方式,对三转子机可选择的 I-V 五个型号的转子,这 部分的复杂性被极度削减了。破译者只需知道使用了哪三个转子以及它们 的排列顺序,故只有 5*4*3=60 种方式。 (3) 由加密时转子初始位置带来的复杂性 每个转子有 26 个字母,所以初始位置有 26 种可能。三个转子共 26*26*26=17576 种情况。[12] (4) 由 Ring setting(Ringstellung)带来的复杂性 所谓 ring setting 是指在将转子放入 Enigma 机前对转子外环/字母环 的设置, 即将字母上的某个指定字母与转子上的一个固定标记对齐。 与设置 初始位置相同,每个转子有 26 种可能,故共 26*26*26=17576 种情况。但 从密码分析的角度来说,对最转子的 ring setting 是无关紧要的因为其外 环上的刻痕不应向其他转子的转动,所以 ring setting 对复杂性的贡献尽 在中间和右侧的转子上体现,故为 26*26=676 种可能。[13] (5) 由反射器带来的复杂性 假设不知道反射器内部连线,其复杂性就如一块连接了 13 根导线的 Stecker 板,即 p=13 ,共有 7905853580625 种情况 [12]。但同样反射器的型号 极其内部连线方式以为盟军所知, 且德军一段时间内使用的反射器不变,故 这部分的复杂性可基本忽略。 对不知道转子及反射器内部结构的人来说,Enigma 机最终带来的复杂性为 5.33*10^14 * 6.56*10^27 * 17576 * 676 * 7.91*10^12 = 3.28*10^62 种! 而对盟军来说这个数字为 1.51*10^14 * 60 * 17576 * 676 =1.76*10^23 。 如此庞大的数字,当然能使德军对其安全性有绝对的信心。
enigma密码原理及应用

恩尼格玛(Enigma)是二战期间纳粹德国使用的一种密码机,它采用了复杂的机械加密方法,被认为是那个时期最为安全的加密装置之一。
原理:
1.旋转机制:恩尼格玛使用了多个转轮(通常有三到四个),每个转轮上分别刻
有不同的字母。
当输入一个字母时,每按下一个键,转轮都会转动,改变每个字母的映射关系。
2.电气连接板:每次按下一个键,电信号会从键盘输入并通过转轮,最后到达连
接板。
连接板将输入的字母通过不同的电路反射回去,形成密文。
3.初始设定:恩尼格玛有数百万亿种可能的初始设置,包括转轮顺序、转轮起始
位置、连接板布线等。
每天通信开始前,操作员需按照指定规则设置转轮的初始位置。
应用:
恩尼格玛密码机被广泛用于纳粹军队和相关机构的通信加密。
然而,由于波兰密探和英国巴莱提团队(Bletchley Park)的突破性工作,破解了恩尼格玛密码,这对盟军在二战中的胜利产生了巨大影响。
他们通过分析大量的密文并应用数学技术,最终破译了恩尼格玛密码。
总结:
恩尼格玛密码机代表了二战时期密码学的巅峰,但也展示了即使是复杂的加密系统,也可能被破解。
它的破解对密码学和信息安全产生了深远的影响,也成为了密码学发展历程中的重要事件。
德国密码机ENIGMA的兴亡

ENIGMA的兴亡(一)(连载)异调人类使用密码的历史,从今天已知的,最早可以一直追溯到古巴比伦人的泥板文字。
古埃及人,古罗马人,古阿拉伯人……几乎世界历史上所有文明都使用过密码。
军事和外交一直是密码应用的最重要的领域,国王、将军、外交官以及阴谋分子等,为了在通讯过程中保护自己信息不被外人所知,使用过形形色色的密码;而为了刺探于己不利的秘密,他们又绞尽脑汁地试图破译对手的密码。
加密与解密一直是密码学这枚硬币互相对抗又互相促进的两面。
在所有用于军事和外交的密码里,最著名的恐怕应属第二次世界大战中德国方面使用的ENIGMA(读作“恩尼格玛”,意为“谜”)。
一、诞生直到第一次世界大战结束为止,所有密码都是使用手工来编码的。
直接了当地说,就是铅笔加纸的方式。
在我国,邮电局电报编码和译码直到很晚(大概是上个世纪八十年代初)还在使用这种手工方法。
手工编码的方式给使用密码的一方带来很多的不便。
首先,这使得发送信息的效率极其低下。
明文(就是没有经过加密的原始文本)必须由加密员人工一个一个字母地转换为密文。
考虑到不能多次重复同一种明文到密文的转换方式(这很容易使敌人猜出这种转换方式),和民用的电报编码解码不同,加密人员并不能把转换方式牢记于心。
转换通常是采用查表的方法,所查表又每日不同,所以解码速度极慢。
而接收密码一方又要用同样的方式将密文转为明文。
其次,这种效率的低下的手工操作也使得许多复杂的保密性能更好的加密方法不能被实际应用,而简单的加密方法根本不能抵挡解密学的威力。
解密一方当时正值春风得意之时,几百年来被认为坚不可破的维吉耐尔(Vigenere)密码和它的变种也被破解。
而无线电报的发明,使得截获密文易如反掌。
无论是军事方面还是民用商业方面都需要一种可靠而又有效的方法来保证通讯的安全。
1918年,德国发明家亚瑟·谢尔比乌斯(Arthur Scherbius)和他的朋友理查德·里特(Richard Ritter)创办了谢尔比乌斯和里特公司。
enigma原理

enigma原理Enigma机是在二战期间由纳粹德国研发并使用的一种密码机。
它采用了机械化的方案,通过电气原理完成加密和解密操作。
Enigma机的原理非常复杂,包括了多个旋转轮和反射器等,下面将详细介绍Enigma机的原理简化版本。
Enigma机的核心是一组可旋转的转子(Rotor),这些转子上印有字母和插线板的替代电路连接。
转子上的字母和插线板的连接方式是通过多种方式固定的,这种方式可以更改通讯过程中字母的映射关系,从而改变加密结果。
Enigma机中最早的版本采用了三个转子,每个转子上印有26个字母。
转子在加密或解密过程中会不断旋转,确保每次按下一个键时,转子位置都会发生变化。
这样,将同一个字母可能加密成不同的字母,增加了加密的难度。
在加密或解密的过程中,所输入的明文通过键盘输入,然后通过插线板得到它的插线板映射值,再通过进入第一个转子的映射,最后通过转子出口获得加密字符。
这个字符再经过反射器得到反射字符,然后再通过转子返回映射,最后通过插线板获得加密字符。
转子在使用过程中,通过每次输入一个字符后旋转一次,以确保每一个输入字符的映射都不一样。
Enigma机的解密过程与加密过程相反。
通过输入加密过的字符,经过插线板、转子、反射器等步骤进行运算,最终得到解密字符。
在Enigma机中,加密和解密是完全相同的操作。
这意味着,只需要将一个密文输入Enigma机,再按下相应的按键,就可以得到明文。
Enigma机的安全性很高,主要是由于以下几个原因:1.复杂的映射关系:Enigma机通过转子和插线板的映射关系,实际上每个字母相当于经过了多次替换。
这使得破译者难以通过简单的替换来猜测字母的真实映射关系。
2.转子的旋转:Enigma机中的转子在加密和解密过程中会旋转,这决定了每次按下一个键时映射的变化。
这种旋转功能使得破译者无法通过统计分析来猜测转子的位置。
3.插线板的改变:Enigma机的插线板连接方式可以根据需要进行更改,这意味着通讯双方可以通过约定的方式不断地改变Enigma机的加密方式,从而增加了破译难度。
Enigma密码机.ppt

英国 bombe
波兰的bomba
美国版本bombe
28
❖ 对付Enigma的Bombe ➢ 1941年,英国制造了16台bombe ➢ 1943年底,英国共有99台Bombe ➢ 1945年3月,英国共有211台Bombe
❖ 结果: ➢ 德军的报文,3个小时就能破译
❖ 破译队伍:12000人 ❖ 费用:耗资惊人,倾全国之力
❖ 如天气预报密文 ➢ 第7个字母:从来不出现W ➢ 第8个字母:从来不出现E ➢ 第9个字母:从来不出现T ➢ 第10个字母:从来不出现T ➢ 第11个字母:从来不出现E ➢ 第12个字母:从来不出现R
❖ 这些字母很可能就是WETTER ➢ 由此构造明文-密文关系,以及字母循环圈
24
❖如 WETTER ETQWKY
❖ 看看这时的密钥数量:
➢ 转子自身的初始方向:26*26*26=17576
➢ 转子之间的相互位置:6
➢ 连接板连线的状况:100391791500
➢ 所有可能的密钥数量:10^16
❖ 结果:
一代巨星
横空出世! ➢ 密钥数量暴增,暴力破解无效
➢ 频率分析无效
➢ Kasiski试验无效
16
商业上的成功
10
反射器
11
反射器实物
12
加密解密过程
❖ 发送消息过程 ➢ 发信人首先要调节三个转子的方向,使它们处于17576个方向中 的一个(事实上转子的初始方向就是密匙) ➢ 然后依次键入明文,并把闪亮的字母依次记下来,然后就可以把 加密后的消息用比如电报的方式发送出去。
❖ 解密过程 ➢ 当收信方收到电文后,使用一台相同的ENIGMA,按照原来的约 定,把转子的方向调整到和发信方相同的初始方向上, ➢ 然后依次键入收到的密文,并把闪亮的字母依次记下来,就得到 了明文。
解密二战恩尼格玛密码机基本原理
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显示器
键盘
返回首页
步骤
1、发信人首先要调节三个转子的方向,三个转子的初始方向就 是密钥,收发双方必须事先约定好。 2、然后依次用键盘键入明文,经过一系列过程显示器上会有相 应的字母发亮,并把闪亮的字母依次记下来,就是密文。 3、然后就可以把加密后的消息用比如电报的方式发送出去。
KQR 密文
加密过程
反 射 器
转子
转换
线路连接板
显示器
键盘
教育组成 基本原理
简介
恩尼格玛密码机是一种用于加密与 解密的密码机。德语是Enigma,又译 为哑谜机或谜 恩尼格玛密码机最早由德国发明家 亚瑟·谢尔比乌斯和理查德·里特 发明的。最早用于商业,也被军队 和政府采用,最著名的就是第二次 返回首页 世界大战的纳粹德国
核心组成
转子
4、当收信方收到电文后,使用一台相同的ENIGMA,按照原来的 约定,把转子的方向调整到和发信方相同的初始方向上。
5、然后依次键入收到的密文,并把闪亮的字母依次记下来,就 得到了明文。 动态演示
编码 ABC 明文 密码机加密 KQR Morse code 发 送 到 接 收 方 译码
密文
ABC 明文 密码机解密
恩尼格码密码机图片

“闪电战”的提出者,德国装甲部队之父,纳粹德国的海因茨·古德里安(Heinz Guderian)将军在指挥车上。
在照片的左下方我们可以看见一台恩尼格码机。
恩尼格玛密电码机是德国在第一次世界大战后发明的一种高级电子机械密码机。
至第二次世界大战结束前,它被德军各级军事机构广泛地应用为其主要的无线通讯安全设备。
在二战前夕和战争进程中,德军还在原始的恩尼格玛机型的基础上研发出几种更复杂更难于破解恩尼格玛机的改进型号,其中尤以德国海军使用的恩尼格玛机最为复杂。
为了使盟军无法破译恩尼格玛密电,德军还专门制定了一套极为复杂的密码使用规则,尽管恩尼格码机本身就是极端复杂的。
在二战过程中,德军情报人员搜集到的证据使得德国军方数次对盟军破解恩尼格码的可能性进行评估。
德国情报人员和通讯专家错误的得出了结论:对于盟军的密码破译人员来说,破译恩尼格码是不可能的任务。
恩尼格玛机的操作过程很简单。
在将密电发出去以前,报务员将恩尼格玛机的电子和机械部件设置到他和接受方预先约定好的组合(包括机器上的连接线和转子)。
然后,他在恩尼格玛机的键盘上键入明文电报。
每键入一个字母,位于键盘上方、一个字母下的指示灯将亮起(该字母和键入字母一定是不同的)。
报务员记录下每个亮起的字母,这样当完整地将明文电报输入恩尼格玛机后,他将记录到一组毫无意义的字母流,而这正是该明文电报的恩尼格码密电电文。
接着,他用发报机将这篇密文电报以标准摩尔斯电码的形式发出。
接收方的报务员受到这篇电文后将他的恩尼格码机调整到相同的设置,并依次在键盘上输入密文报文。
这样根据他键入密文时恩尼格码机亮起的灯的顺序,他就可以将密文解密得到明文。
(加密过程和解密过程的可逆性--译者按。
)破译恩尼格码在前电子计算机时代,就算密码分析与人员得到了完好的恩尼格码机样品,只要不知道恩尼格码机的初始设置组合,要破译恩尼格码密文也是不可能的(另外值得提出的是,恩尼格玛机的初始设置也是定期更换的)。
战争的幽灵二战中的神秘事件

战争的幽灵二战中的神秘事件战争的幽灵—二战中的神秘事件在二战期间,许多令人瞠目结舌且神秘莫测的事件发生,至今仍令历史学家们不得不重新审视这场全球性冲突。
这篇文章将探究二战中充满谜团和神秘事件的一些案例,揭示当时战场上隐藏的千奇百怪的故事。
1. 密码破译的神秘—恩尼格玛密码机恩尼格玛密码机是纳粹德国在二战期间使用的加密设备,被认为是当时最为先进和几乎无法破译的密码系统之一。
然而,由于波兰情报机构破解了恩尼格玛密码,并与英国情报部门密切合作,盟军得以获取重要情报,这对于二战中的决策和反击行动起到了关键作用。
2. 神秘的失踪飞机—巴米托空军基地事件1942年8月16日,在巴米托空军基地,一架名为"栐架"的B-25轰炸机起飞,但随后却在太平洋上空神秘失踪。
栐架机上携带有重要的情报文件,而整个事件至今仍没有解释。
3. 神奇的战争画作—谢尔盖·德拉戈明的奇迹谢尔盖·德拉戈明是一位美籍俄罗斯画家,他以他的战争画作而闻名,其中最著名的作品是《轰炸机与梅花桩》。
这幅画描绘了一名苏联飞行员在一次轰炸行动中击落了德国飞机。
令人惊讶的是,德国飞行员的尸体在德拉戈明的画中也同时出现。
这一现象引起了广泛的关注,并被认为具有超自然的预知能力。
4. 神秘的战争催眠术—埃里克森导盲犬喋血记埃里克森是一名英勇的导盲犬,他在战争期间表现出超常的反应能力。
当埃里克森的主人被敌人袭击时,他会发出预警并击毙敌人,拯救了无数条人命。
这种超乎寻常的战争催眠术引发了人们对动物直觉和超感知能力的深入研究。
5. 通灵的神秘力量—查尔斯·卢特威奇查尔斯·卢特威奇是一位美国陆军中尉,他声称自己可以与死者进行通信。
在战场上,他会传达一些关键信息,帮助指挥官做出正确的决策。
尽管他的能力引起争议,但卢特威奇的事件在当时引发了热烈的讨论。
这些仅仅是二战中发生的一些神秘事件中的一部分。
战争时期充满了各种未解之谜和不可思议的事情,使整个历史变得更加诡秘。
战争密码二战中的恩尼格玛密码机

战争密码二战中的恩尼格玛密码机恩尼格玛密码机是二战期间纳粹德国使用的一种机电一体化密码设备。
它的破解对于盟军的胜利起到了至关重要的作用。
本文将介绍恩尼格玛密码机的原理与历史背景,并详细分析破解恩尼格玛密码的过程。
一、恩尼格玛密码机的原理恩尼格玛密码机采用了轮盘转动的技术,使用电流和导线来加密字符。
它由一组可旋转的加密轮和反射板组成。
字符输入后,通过密码机内部的路径,最终输出加密后的字符。
二、恩尼格玛密码机的历史背景在二战爆发之前,恩尼格玛密码机曾被广泛用于商业和军事领域。
然而,它并未得到充分的安全性评估,这给盟军提供了破解的机会。
三、破解恩尼格玛密码的过程1. 理解密码机结构破解恩尼格玛密码的第一步是深入了解密码机的结构和工作原理。
通过对密码机的分析,盟军能够确定恩尼格玛密码机存在的漏洞。
2. 找到初始设置恩尼格玛密码机的加密效果取决于初始设置。
盟军需要找到德军每天使用的初始设置,这需要大量的情报工作和破解密码本的努力。
3. 寻找密码机中的模式恩尼格玛密码机在加密过程中会出现一定的模式,如字符重复出现、特定字符的转换规律等。
通过观察并记录这些模式,盟军能够逐渐破译密码。
4. 建立反馈机制盟军首先破解了日本在1920年代使用的纯机械恩尼格玛密码机,通过对该机的研究,他们建立了破译德军恩尼格玛密码的基本框架。
随着时间的推移,盟军不断完善反馈机制,提高破译效率。
5. 合作与创新盟军在破译恩尼格玛密码的过程中,建立了跨国合作的密切联系。
英国的比莫尔,在破译恩尼格玛密码方面做出了重要贡献,并发明了差分机、逆向机等破解设备。
6. 战争局势影响战争的局势变迁也对恩尼格玛密码的破译产生了重要影响。
例如,德国天气报告的传输规律使得盟军能够对密码机进行更准确的破译。
四、破译恩尼格玛密码的影响通过破译恩尼格玛密码,盟军能够获取重要的军事情报信息,包括德军的战略计划、作战部署等。
这些情报对于盟军在二战中的胜利起到了至关重要的作用。
恩尼格玛密码机

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一台德国军用三转子恩尼格玛机的接线板,键盘,显示板和转子。
在密码学史中,恩尼格玛密码机(德语:Enigma,又译哑谜机,或谜)是一种用于加密与解密文件的密码机。
确切地说,恩尼格玛是一系列相似的转子机械的统称,它包括了许多不同的型号。
恩尼格玛机在1920年代早期开始被用于商业,一些国家的军队与政府也曾使用过它,其中的主要使用者是第二次世界大战时的纳粹德国。
[1]在恩尼格玛机的所有版本中,最著名的是德国使用的军用版本。
尽管此机器的安全性较高,但盟军的密码学家们还是成功地破译了大量由这种机器加密的信息。
1932年,波兰密码学家马里安·雷耶夫斯基,杰尔兹·罗佐基和亨里克·佐加尔斯基根据恩尼格玛机的原理破译了它。
1939年中期,波兰政府将此破译方法告知了英国和法国。
盟军的情报部门将破译出来的密码称为ULTRA,这极大地帮助了西欧的盟军部队。
ULTRA到底有多大贡献还在争论中,但是人们都普遍认为盟军在西欧的胜利能够提前两年,完全是因为恩尼格玛机被成功破译。
[2][3]尽管恩尼格玛机在加密方面具有不足之处,但是经它加密的文件还是很难破解,盟军能够破译它的密码完全是因为德国还犯了其它一些大错误(如加密员的失误,使用步骤错误,机器或密码本被缴获等等)。
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第二次世界大战德国“恩尼格玛”密码机(图文)引自网站"三思科学"<"恩尼格玛"的兴亡>个人目录:第一部分诞生第二部分弱点第三部分灭亡第四部分尾声人类使用密码的历史,从今天已知的,最早可以一直追溯到古巴比伦人的泥板文字。
古埃及人,古罗马人,古阿拉伯人……几乎世界历史上所有文明都使用过密码。
军事和外交一直是密码应用的最重要的领域,国王、将军、外交官以及阴谋分子等,为了在通讯过程中保护自己信息不被外人所知,使用过形形色色的密码;而为了刺探于己不利的秘密,他们又绞尽脑汁地试图破译对手的密码。
加密与解密一直是密码学这枚硬币互相对抗又互相促进的两面。
在所有用于军事和外交的密码里,最著名的恐怕应属第二次世界大战中德国方面使用的ENIGMA(读作“恩尼格玛”,意为“谜”)。
一、诞生直到第一次世界大战结束为止,所有密码都是使用手工来编码的。
直接了当地说,就是铅笔加纸的方式。
在我国,邮电局电报编码和译码直到很晚(大概是上个世纪八十年代初)还在使用这种手工方法。
手工编码的方式给使用密码的一方带来很多的不便。
首先,这使得发送信息的效率极其低下。
明文(就是没有经过加密的原始文本)必须由加密员人工一个一个字母地转换为密文。
考虑到不能多次重复同一种明文到密文的转换方式(这很容易使敌人猜出这种转换方式),和民用的电报编码解码不同,加密人员并不能把转换方式牢记于心。
转换通常是采用查表的方法,所查表又每日不同,所以解码速度极慢。
而接收密码一方又要用同样的方式将密文转为明文。
其次,这种效率的低下的手工操作也使得许多复杂的保密性能更好的加密方法不能被实际应用,而简单的加密方法根本不能抵挡解密学的威力。
解密一方当时正值春风得意之时,几百年来被认为坚不可破的维吉耐尔(Vigenere)密码和它的变种也被破解。
而无线电报的发明,使得截获密文易如反掌。
无论是军事方面还是民用商业方面都需要一种可靠而又有效的方法来保证通讯的安全。
1918年,德国发明家亚瑟·谢尔比乌斯(Arthur Scherbius)和他的朋友理查德·里特(Richard Ritter)创办了谢尔比乌斯和里特公司。
这是一家专营把新技术转化为应用方面的企业,很象现在的高新技术公司,利润不小,可是风险也很大。
谢尔比乌斯负责研究和开发方面,紧追当时的新潮流。
他曾在汉诺威和慕尼黑研究过电气应用,他的一个想法就是要用二十世纪的电气技术来取代那种过时的铅笔加纸的加密方法。
亚瑟·谢尔比乌斯谢尔比乌斯发明的加密电子机械名叫ENIGMA,在以后的年代里,它将被证明是有史以来最为可靠的加密系统之一,而对这种可靠性的盲目乐观,又使它的使用者遭到了灭顶之灾。
这是后话,暂且不提。
ENIGMAENIGMA看起来是一个装满了复杂而精致的元件的盒子。
不过要是我们把它打开来,就可以看到它可以被分解成相当简单的几部分。
下面的图是它的最基本部分的示意图,我们可以看见它的三个部分:键盘、转子和显示器。
在上面ENIGMA的照片上,我们看见水平面板的下面部分就是键盘,一共有26个键,键盘排列接近我们现在使用的计算机键盘。
为了使消息尽量地短和更难以破译,空格和标点符号都被省略。
在示意图中我们只画了六个键。
实物照片中,键盘上方就是显示器,它由标示了同样字母的26个小灯组成,当键盘上的某个键被按下时,和此字母被加密后的密文相对应的小灯就在显示器上亮起来。
同样地,在示意图上我们只画了六个小灯。
在显示器的上方是三个转子,它们的主要部分隐藏在面板之下,在示意图中我们暂时只画了一个转子。
键盘、转子和显示器由电线相连,转子本身也集成了6条线路(在实物中是26条),把键盘的信号对应到显示器不同的小灯上去。
在示意图中我们可以看到,如果按下a键,那么灯B就会亮,这意味着a被加密成了B。
同样地我们看到,b被加密成了A,c被加密成了D,d被加密成了F,e被加密成了E,f被加密成了C。
于是如果我们在键盘上依次键入cafe(咖啡),显示器上就会依次显示DBCE。
这是最简单的加密方法之一,把每一个字母都按一一对应的方法替换为另一个字母,这样的加密方式叫做“简单替换密码”。
简单替换密码在历史上很早就出现了。
著名的“凯撒法”就是一种简单替换法,它把每个字母和它在字母表中后若干个位置中的那个字母相对应。
比如说我们取后三个位置,那么字母的一一对应就如下表所示:明码字母表:abcdefghijklmnopqrstuvwxyz密码字母表:DEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABC于是我们就可以从明文得到密文:(veni, vidi, vici,“我来,我见,我征服”是儒勒·凯撒征服本都王法那西斯后向罗马元老院宣告的名言)明文:veni, vidi, vici密文:YHAL, YLGL, YLFL很明显,这种简单的方法只有26种可能性,不足以实际应用。
一般上是规定一个比较随意的一一对应,比如明码字母表:abcdefghijklmnopqrstuvwxyz密码字母表:JQKLZNDOWECPAHRBSMYITUGVXF甚至可以自己定义一个密码字母图形而不采用拉丁字母。
但是用这种方法所得到的密文还是相当容易被破解的。
至迟在公元九世纪,阿拉伯的密码破译专家就已经娴熟地掌握了用统计字母出现频率的方法来击破简单替换密码。
破解的原理很简单:在每种拼音文字语言中,每个字母出现的频率并不相同,比如说在英语中,e出现的次数就要大大高于其他字母。
所以如果取得了足够多的密文,通过统计每个字母出现的频率,我们就可以猜出密码中的一个字母对应于明码中哪个字母(当然还要通过揣摩上下文等基本密码破译手段)。
柯南·道尔在他著名的福尔摩斯探案集中《跳舞的人》里详细叙述了福尔摩斯使用频率统计法破译跳舞人形密码的过程。
所以如果转子的作用仅仅是把一个字母换成另一个字母,那就没有太大的意思了。
但是大家可能已经猜出来了,所谓的“转子”,它会转动!这就是谢尔比乌斯关于ENIGMA的最重要的设计——当键盘上一个键被按下时,相应的密文在显示器上显示,然后转子的方向就自动地转动一个字母的位置(在示意图中就是转动1/6圈,而在实际中转动1/26圈)。
下面的示意图表示了连续键入3个b的情况:当第一次键入b时,信号通过转子中的连线,灯A亮起来,放开键后,转子转动一格,各字母所对应的密码就改变了;第二次键入b时,它所对应的字母就变成了C;同样地,第三次键入b时,灯E闪亮。
照片左方是一个完整的转子,右方是转子的分解,我们可以看到安装在转子中的电线。
这里我们看到了ENIGMA加密的关键:这不是一种简单替换密码。
同一个字母b在明文的不同位置时,可以被不同的字母替换,而密文中不同位置的同一个字母,可以代表明文中的不同字母,频率分析法在这里就没有用武之地了。
这种加密方式被称为“复式替换密码”。
但是我们看到,如果连续键入6个字母(实物中26个字母),转子就会整整转一圈,回到原始的方向上,这时编码就和最初重复了。
而在加密过程中,重复的现象是很危险的,这可以使试图破译密码的人看见规律性的东西。
于是谢尔比乌斯在机器上又加了一个转子。
当第一个转子转动整整一圈以后,它上面有一个齿拨动第二个转子,使得它的方向转动一个字母的位置。
看下面的示意图(为了简单起见,现在我们将它表示为平面形式):这里(a)图中我们假设第一个转子(左边的那个)已经整整转了一圈,按b键时显示器上D灯亮;当放开b键时第一个转子上的齿也带动第二个转子同时转动一格,于是(b)图中第二次键入b时,加密的字母为F;而再次放开键b 时,就只有第一个转子转动了,于是(c)图中第三次键入b时,与b相对应的就是字母B。
我们看到用这样的方法,要6*6=36(实物中为26*26=676)个字母后才会重复原来的编码。
而事实上ENIGMA里有三个转子(二战后期德国海军用ENIGMA甚至有四个转子),不重复的方向个数达到26*26*26=17576个。
在此基础上谢尔比乌斯十分巧妙地在三个转子的一端加上了一个反射器,而把键盘和显示器中的相同字母用电线连在一起。
反射器和转子一样,把某一个字母连在另一个字母上,但是它并不转动。
乍一看这么一个固定的反射器好象没什么用处,它并不增加可以使用的编码数目,但是把它和解码联系起来就会看出这种设计的别具匠心了。
见下图:我们看见这里键盘和显示器中的相同字母由电线连在一起。
事实上那是一个很巧妙的开关,不过我们并不需要知道它的具体情况。
我们只需要知道,当一个键被按下时,信号不是直接从键盘传到显示器(要是这样就没有加密了),而是首先通过三个转子连成的一条线路,然后经过反射器再回到三个转子,通过另一条线路再到达显示器上,比如说上图中b键被按下时,亮的是D灯。
我们看看如果这时按的不是b键而是d键,那么信号恰好按照上面b键被按下时的相反方向通行,最后到达B灯。
换句话说,在这种设计下,反射器虽然没有象转子那样增加可能的不重复的方向,但是它可以使译码的过程和编码的过程完全一样。
反射器想象一下要用ENIGMA发送一条消息。
发信人首先要调节三个转子的方向,使它们处于17576个方向中的一个(事实上转子的初始方向就是密匙,这是收发双方必须预先约定好的),然后依次键入明文,并把闪亮的字母依次记下来,然后就可以把加密后的消息用比如电报的方式发送出去。
当收信方收到电文后,使用一台相同的ENIGMA,按照原来的约定,把转子的方向调整到和发信方相同的初始方向上,然后依次键入收到的密文,并把闪亮的字母依次记下来,就得到了明文。
于是加密和解密的过程就是完全一样的——这都是反射器起的作用。
稍微考虑一下,我们很容易明白,反射器带来的一个副作用就是一个字母永远也不会被加密成它自己,因为反射器中一个字母总是被连接到另一个不同的字母。
安装在ENIGMA中的反射器和三个转子于是转子的初始方向决定了整个密文的加密方式。
如果通讯当中有敌人监听,他会收到完整的密文,但是由于不知道三个转子的初始方向,他就不得不一个个方向地试验来找到这个密匙。
问题在于17576个初始方向这个数目并不是太大。
如果试图破译密文的人把转子调整到某一方向,然后键入密文开始的一段,看看输出是否象是有意义的信息。
如果不象,那就再试转子的下一个初始方向……如果试一个方向大约要一分钟,而他二十四小时日夜工作,那么在大约两星期里就可以找遍转子所有可能的初始方向。
如果对手用许多台机器同时破译,那么所需要的时间就会大大缩短。
这种保密程度是不太足够的。
当然谢尔比乌斯还可以再多加转子,但是我们看见每加一个转子初始方向的可能性只是乘以了26。
尤其是,增加转子会增加ENIGMA的体积和成本。
谢尔比乌斯希望他的加密机器是便于携带的(事实上它最终的尺寸是34cm*28cm*15cm),而不是一个具有十几个转子的庞然大物。