Máy Enigma
Máy Enigma năm 1943
Máy Enigma là một loại máy có hệ thống đĩa quay dùng để tạo mật mã và giải mã các thông tin cơ mật. Máy Enigma đầu tiên do kỹ sư Đức Arthur Scherbius phát minh vào giai đoạn cuối của Chiến tranh thế giới thứ nhất [1]. Trong thập niên 1920, máy mã Enigma được thiết kế cho mục đích dân sự và người ta có thể mua nó một cách dễ dàng ở trên thị trường. Máy Enigma được sử dụng trong lĩnh vực thương mại nhưng sau đó được quân đội của nhiều quốc gia sử dụng, nhiều nhất là quân đội Đức Quốc xã trước và trong Chiến tranh thế giới thứ hai [2]. Khi đó, trong hải quân Đức, người ta gọi nó là máy “M”. Quân Đức được lệnh hủy máy mã hóa Enigma nếu bị thua, phải rút quân hoặc bị bắt nhằm tránh để lọt bí mật vào tay quân Đồng minh. Chính vì vậy mà ngày nay còn rất ít máy Enigma còn sót lại.[3]
Loạt máy mã Enigma cải tiến lần đầu tiên được đưa vào sử dụng trong hải quân Đức Quốc xã năm 1926 và hai năm sau cho Lục quân. Quân đội Đức mua các máy mã Enigma dân sự và cải tiến nó để đáp ứng cho nhu cầu cần thiết của quân đội và không kịp loại bỏ nó khỏi thị trường tự do. Máy mã Enigma đã được cải tiến và dần dần tăng mức độ phức tạp trong ứng dụng cho mục đích quân sự. Năm 1930, khi nhu cầu sử dụng tăng lên, một mẫu Enigma mới phức tạp và hoàn thiện hơn.[4]
Enigma được cấu thành bởi ba bộ phận chính : một bàn phím để nhập bức điện, một bộ mã hóa để biến vần âm vừa nhập thành mật mã, và một bảng gồm những bóng đèn nhấp nháy bộc lộ những vần âm được mã hóa đó. Bộ phận mã hóa gồm 3 bánh xe quay chữ hoàn toàn có thể đổi chỗ cho nhau. Dưới bàn phím là bảng điện chứa 6 sợi cáp. [ 5 ]Các rotor hình thành TT của một máy Enigma. Mỗi rotor là một đĩa đường kính khoảng chừng 10 cm được làm từ cao su đặc cứng hoặc bakelite với đồng, lò xo, những chân tiếp xúc điện sắp xếp theo một vòng tròn. Mỗi chân tiếp xúc đại diện thay mặt cho bảng vần âm, thường là 26 chữ từ A-Z. Các rotor được gắn trên một trục chính với những chân tiếp xúc vào rotor kế bên. [ 3 ]
Cách thức quản lý và vận hành[sửa|sửa mã nguồn]
Trước khi quản lý và vận hành, những mật mã viên lắp ba bánh xe chữ vào máy theo một trật tự nào đó và đặt cách trộn lẫn bằng cách quay những bánh xe chữ, sau đó những mật mã viên này chuẩn bị sẵn sàng một bảng cáp điện nhằm mục đích hoán vị 6 cặp chữ cái 6 lần. Khi máy Enigma đã chuẩn bị sẵn sàng, những nhân viên cấp dưới mật mã sẽ nhập những vần âm trong bức điện vào máy .Nhân viên mật mã ở đầu dây bên kia nhận tin, rồi viết ra giấy hàng loạt bức điện mã hóa. Anh ta cũng thiết lập những bánh xe chữ trong chiếc Enigma của mình, đúng chuẩn theo khóa mã của bức điện. Giống như một tấm gương, quy trình được làm ngược lại, từng chữ một và những bóng đèn sáng lên tương ứng với những vần âm vừa được giải thuật. Khi sử dụng, Enigma cần một list những thiết lập hàng ngày và những tài liệu hỗ trợ. Các sách mã của Hải quân Đức được in màu đỏ, mực hoàn toàn có thể hòa tan trong nước trên giấy màu hồng để hoàn toàn có thể thuận tiện hủy nếu có rủi ro tiềm ẩn bị bắt giữ. Với khoảng chừng 10 triệu tỉ cách mã hóa khác nhau, Enigma luôn được người Đức tin rằng không ai hoàn toàn có thể phá được mật mã của họ. [ 5 ]Tuy nhiên đó mới chỉ là nguyên mẫu Enigma tiên phong và chưa triển khai xong. Cỗ máy Enigma lúc đó gặp phải hạn chế và dễ bị bắt bài, vì việc mã hóa từ chữ A sang B, hoàn toàn có thể suy ngược lại B nghĩa là A. Chính điều này đã giúp những chuyên viên mật mã Ba Lan gần như đã vượt mặt được Enigma. Tuy nhiên phát xít Đức đã nhanh gọn nâng cấp cải tiến cỗ máy này với mạng lưới hệ thống hoán đổi plugboard ( bảng điện tử ). Đây là một mạng lưới hệ thống điện, để hoán đổi những vần âm thêm một lần nữa, tối đa là 6 liên kết. Tuy nhiên điểm đặc biệt quan trọng của mạng lưới hệ thống này là nó chống lại việc suy ngược những ký tự. Tức là từ A thành B, nhưng ngược lại từ B lại ra C. Hệ thống này đã tăng năng lực mã hóa của Enigma lên số lượng giao động 100.000.000.000.000 cách .Năm 1939, phát xít Đức liên tục nâng cấp cải tiến Enigma một lần nữa, với việc tăng từ 3 lên 5 rotor và mạng lưới hệ thống hoán đổi plugboard từ 6 lên 10 liên kết. Điều này đã khiến cho cỗ máy mã hóa này hoàn toàn có thể tạo ra 159 tỉ tỉ hiệu quả. [ 3 ]Năm 1942, bộ chỉ huy thủy quân Đức đưa vào sử dụng một chìa khóa mật mã trọn vẹn mới, được gọi là Triton và lan rộng ra máy mật mã thành máy Enigma-M4. [ 5 ]
Phá giải mật mã[sửa|sửa mã nguồn]
Máy Enigma được nói đến nhiều vì lực lượng Đồng Minh hoàn toàn có thể giải thuật được nhiều thông tin thông tư quân sự chiến lược mật của quân Đức và theo đó chiếm được thế thượng phong trong kế hoạch và giải pháp. Nhiều sử gia cho rằng nhờ khu công trình giải mã máy Enigma mà thế chiến thứ hai ngắn đi đến hai năm. [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]. Một điều đáng kinh ngạc so với Enigma là bí hiểm được duy trì trong nhiều thập kỷ sau Chiến tranh quốc tế thứ hai. Khoảng 11 Nghìn người tại Bletchley Park và 4.000 ở Mỹ đã thao tác để giải thuật Enigma. Mặc dù đông người tham gia như vậy, nhưng những bí hiểm không được bật mý cho đến khi cơ quan chính phủ Anh công khai minh bạch thừa nhận việc này vào năm 1974 ( 30 năm sau Chiến tranh quốc tế thứ hai kết thúc ). [ 3 ]Có thể máy Enigma có điểm yếu trong việc tạo mật mã nhưng thực ra quân Đồng Minh giải thuật được cũng còn do nhờ những yếu tố khác như người phát tin làm lỗi, và máy và bàn giải bị tịch thu hay bắt được. Chẳng hạn như vào ngày 9 tháng 5 năm 1941, một tàu khu trục HMS Bulldog của Anh đã trục vớt được tàu ngầm U 110 của Đức và lấy được ” Chìa khóa máy Enigma ” cùng với hai máy mật mã ” VI ” và ” VII ” mà thủy quân Đức mới sử dụng và ” Sổ tay vô tuyến trong lãnh hải Đức ” cũng như ” Bảng trao đổi vần âm kép “, chìa khóa đặc biệt quan trọng cho sĩ quan và map Đại Tây Dương và Địa Trung Hải sử dụng cho thủy quân Đức. [ 5 ] Tuy nhiên cho đến nay vẫn còn một số ít bức điện của enigma chưa giải được. [ 9 ]
Những lực lượng giải thuật được lịch sử dân tộc ghi nhận[sửa|sửa mã nguồn]
Cơ quan mật mã Ba Lan[sửa|sửa mã nguồn]
Sau khi giành được độc lập, trong quân đội Ba Lan Open nhu yếu xây dựng một bộ phận có trách nhiệm chặn thu và đọc những điện mật của quân đội những nước láng giềng. Người được giao trách nhiệm đó là Trung uý Jan Kowaleski. Ông đã xây dựng cơ quan mật mã tiên phong của quân đội Ba Lan, sau đó người tiếp sau là Thiếu tá Franciszek Pokorny .Khi Hải quân và Lục quân Đức mã hóa những bức điện bằng máy Enigma thì đây là bài toán không hề giải được với Cơ quan mật mã Ba Lan nên họ đã quyết định hành động mua ở thị trường tự do Đức mẫu máy Enigma dùng trong thương mại. Một số sĩ quan của đơn vị chức năng này được giao trách nhiệm khai thác và giải những bức điện chặn thu được, nhưng không đem lại một tác dụng khả quan nào. Vấn đề trên yên cầu phải tổ chức triển khai tiến công phá mã từ phía khác .
Tháng 1/1929, Viện Toán Trường Đại học Tổng hợp Poznan tổ chức một khoá huấn luyện về mật mã nhằm chọn lựa những sinh viên giỏi và tài năng về vấn đề này để đào tạo và phục vụ thám mã. Trong khoá huấn luyện đã phát hiện 8 tài năng trẻ; hai trong ba người xuất sắc nhất đã được gọi tập trung tham gia nhóm thám mã các điện mật của Đức, làm việc tại Bộ chỉ huy quân sự thành phố Poznan. Nhân vật thứ ba là Marian Rejewski được gửi đi học ở Đại học Tổng hợp Getyndz với chuyên ngành “Xác suất thống kê”. Năm 1930, ông trở về nước cùng tham gia nhóm nghiên cứu mật mã.
Tài liệu để cơ quan thám mã Poznan giải thuật được cung ứng từ 4 nguồn chính là những trạm chặn thu thông tin ở Poznan, Warszawa, Gdansk, Krakow. Cho đến thời hạn này, những bức điện đều được những chuyên viên Marian Rejewski, Jerzy Rozycki và Henryk Zygalski giải thuật thành công xuất sắc. Thấy được năng lực to lớn trong việc thám mã Enigma, Chỉ huy phó Cơ quan mã thám, Thiếu tá Gwidon Langer đã chuyển cho Rejewski 4 tài liệu mà lực lượng tình báo Pháp thu được, đó là : bức ảnh máy Enigma dùng cho quân sự chiến lược, bản hướng dẫn sử dụng máy mã Enigma và hai bảng khoá đã sử dụng cách đó một năm. Các nhà nghiên cứu lúc bấy giờ đã khẳng định chắc chắn : thông tin chứa trong những tài liệu đó chưa đủ để thám mã Enigma vì còn phụ thuộc vào vào phương pháp ghép nối những bánh răng bên trong. Tuy nhiên, tài liệu đó đã trợ giúp phần nào cho Rejewski trong việc vô hiệu một vài ẩn số trong những phương trình hoán vị. [ 4 ]Tháng 12/1932, Marian Rejewski đã dựng lại mạng lưới hệ thống nghiên cứu và phân tích mật mã dựa trên toán học. Đây hoàn toàn có thể coi là nâng tầm lớn nhất trong lịch sử vẻ vang nghiên cứu và phân tích mật mã. Rejewski đã cùng với những đồng sự của mình liên tục nghiên cứu và điều tra và bắt nhịp với những tiến hóa trong những thành phần mạng lưới hệ thống cũng như những thủ tục mật mã hóa [ 3 ]Đầu năm 1933, Cơ quan mật mã Ba Lan đã hoàn toàn có thể đọc được hàng loạt điện mật của Đức bằng máy. Ba Lan là nước duy nhất trên quốc tế có năng lực như vậy vào thời gian này và đã có hàng ngàn bức điện mật được mã bằng máy mã Enigma được giải thuật. Tháng 12/1938, quân đội Đức đã cho nâng cấp cải tiến Enigma, bổ trợ thêm 2 bánh răng vào thiết bị này ( trong trong thực tiễn người ta vẫn dùng song song cả loại 3 bánh răng bên trong ), điều đó khiến cho việc giải thuật Enigma của những nhà mật mã Ba Lan lâu thêm gấp 10 lần so với trước [ 4 ] nhưng những tác dụng trong bước đầu này được cung ứng cho cơ quan tình báo vô tuyến Anh .
Cơ quan tình báo vô tuyến Anh[sửa|sửa mã nguồn]
Các thành viên chủ chốt của Cơ quan mật mã Ba Lan đã hợp tác với các nhà mật mã học của Anh tại Bletchley Park. Một trong những lực lượng giải mã Enigma nổi tiếng của quân Đồng Minh là nhóm nhân viên do Alan Turing lãnh đạo, gọi là Hut 8 của tình báo Anh Quốc
Sự tham gia của quân đội Mỹ[sửa|sửa mã nguồn]
Khi Mỹ tham chiến, họ đã thiết kế xây dựng một bombe để giải mã máy Enigma 4 rotor của thủy quân Đức. Bombe này được phong cách thiết kế để hoàn toàn có thể giải thuật nhanh hơn sự phối hợp lớn hơn những thiết lập của loại máy 4 rotor của thủy quân Đức. So với loại Enigma 3 rotor, số lượng tích hợp rotor tăng 60-336 ( 8 x 7 x 6 ). Hệ thống này của người Mỹ nhanh hơn người Anh tới 34 lần. Những bombe này thực sự khổng lồ và nặng tới 2.5 tấn, đã có 121 bombe của Mỹ được thiết kế xây dựng trong cuộc chiến tranh. [ 3 ]
Những bức điện chưa được giải[sửa|sửa mã nguồn]
Dự án có tên M4 cũng của Trung tâm nghiên cứu và điều tra Bletchley Park mở màn hoạt động giải trí đầu tháng 1 năm 2006 với tiềm năng mở được ba nội dung tài liệu Enigma gốc do người Đức tạo ra năm 1942. [ 5 ]Ba nội dung mã Enigma không giải ra đã được đăng trên một tạp chí chữ mật mã vào năm 1995, và từ đó đến nay lôi cuốn nhiều người nhiệt tình tham gia giải thuật. Dẫu rằng được cho là không mấy quan trọng về mặt tư liệu lịch sử vẻ vang, nhưng trong thực tiễn chúng vẫn thuộc 1 số ít nội dung mật mã thủy quân Đức còn chờ giải thuật .Người giải được là Stefan Krah, nghệ nhân vĩ cầm Đức – là người rất chăm sóc đến ngành mật mã và phầm mềm nguồn lan rộng ra. Stefan Krah viết một chương trình bẻ mật mã, rồi công bố trên Internet cho những nhóm thông tin khác xem, kỳ vọng họ hợp tác với anh hoặc chỉ bảo những điều thiết yếu. Ban đầu dự án Bất Động Sản lôi cuốn sự quan tâm của khoảng chừng 45 người sử dụng. Tất cả họ được cho phép Stefan Krah sử dụng máy của họ vào dự án Bất Động Sản M4 ( đặt theo tên của máy M4 Enigma gốc ). Nhưng đến nay đã có đến 2.500 đầu cuối ( terminals ) riêng rẽ cùng góp phần vào dự án Bất Động Sản này. Chỉ trong vòng hơn 1 tháng, từ sự tích hợp ngẫu nhiên những vần âm, một thông tin thật thời cuộc chiến tranh đã Open. Trong một cuộc kiểm tra thử lại những tài liệu còn tàng trữ xác nhận thông tin đó được Đại úy thuyền trưởng Hartwig Looks, Chỉ huy trưởng tàu ngầm U264 của Hải quân Đức Quốc Xã, gửi đi ngày 25/11/1942. [ 10 ]Đến ngày này, hai bức điện còn lại vẫn còn đang được liên tục giải thuật. [ 11 ]
Enigma G
Enigma K ( Đức )
Enigma T ( Nhật )
Máy Enigma trong viện kho lưu trữ bảo tàng cuộc chiến tranh Anh quốc
