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第四代机械加密的恩尼格玛机(day39)

第四代机械加密的恩尼格玛机(day39)

作者: 8dbc292f6337 | 来源:发表于2019-01-29 18:21 被阅读39次

    思尼格玛机的操作

    恩尼格玛密码机(Enigma)这个名字翻译版本挺多的,不论是叫英格玛机,或者是哑谜机器,还是奇谜机,指的都是图灵在二战后期破译的那种机器。后来统一叫它“恩尼格玛机”。

    恩尼格玛机运用的方法其实还是第二,第三代,移位,替代,维吉利亚方法,只是用机器来代替了。

    首先发明这台机器的是德国发明家雪毕伍斯(Arthur Scherbius)和里特(Richard Ritter)在一战之后制造出的。

    这台机器分3部分,3部分之间由齿轮和电线相连:

    第一部分,是敲原文用的键盘;

    第二部分,是把原文加工成密文的编码器;

    第三部分,是密文的显示板。

    操作员只要做好设定,在键盘上敲入原文,经过编码器编码,密文显示板会按规则点亮密文字母,抄写员把点亮的字母的顺序记录下来,加密过程就完成了。

    这其中重点就是编码器,编码器的工作原理有点复杂

    编码器由一堆可以手工设置的机械部件组成,任何地方的调整都会改变加密的结果。其中最大的部件是齿轮式的字母盘,它前后通过导线与敲原文用的键盘,以及密文显示板相连。键盘那边敲一个字母,信号通过导线传给齿轮上的触点,再通过导线传到密文显示板上,原文就这样被加密成另一个字母了。

    听起来好像没什么,但恩尼格玛机的真正高明之处在于 ——每敲一个字母,齿轮会往下转一格,齿轮的转动导致线路连接的变化,而连接线一变,又直接导致加密结果的不同。

    所以同一个字母敲入第二次、第三次,输出到密文显示板的结果也都不一样。总之,齿轮能转多少格,就意味着有几套加密法等着轮替。

    更高明的是,恩尼格玛机的加密可能性,理论上是无限多的。最早齿轮一圈只有6格,也就是只有6套加密法。后来感觉这不够用,齿轮就增加到了26个格。

    再后来,单套齿轮格数不再增加,而是增加了第2套齿轮,上面也有26个格。只有在第1套齿轮转完一圈后,第2套齿轮才前进一格。这样一来,有两套齿轮的恩尼格玛密码机,相当于拥有26×26,也就是676套密码。如果还觉得不稳妥,可以继续增加齿轮的套数。

    上面这张是早期拥有三组齿轮的机器编码器。这个主要用于商业

    这个是八个齿轮的恩尼格玛机,它是德军在二战中最高水准的加密机。

    它如果每个齿轮都有26格,那么使用的加密法有26^8套,也就是2000多亿套,这是一个非常大的量。当然,机器也很贵,最终只有德国海军配备了。

    机械加电子的方式让加密解密错误大大降低,效率也高了很多。但关键是设计规范,可以量产。

    即然是量产我们就会考虑到,对方和有己拥有一台一模一样的机器,那是不是很轻易破解?

    不是的只要不约定好钥匙和初始设定有一样的机器也是白搭,

    有人也想到爆力破解,买一百台,发相同的密文挨个试,一台试几百种,但是设计者已考虑到爆力破解,所以他们在键盘和编码器之间又增加了一个叫“接线板”的结构,可以调换6对字母的线路。

    比如你在键盘上按的是a,但电流信号却是沿着b的线路输出到编码器上的。通过调换26个字母中随意的6对,组合一下就增多到了1000多亿种,所以恩尼格玛机是可以扛住暴力破解的。

    实在不行,还可以添加更多组齿轮,就像德国海军那样,甚至用到了8组,这让军用恩尼格玛机的安全性更有保障。

    最后是怎么破解的?至少不是图灵一个人的功劳。为什么德国会使用这个机器,后续再写,成也它败也它。

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