pobierz PDF

244
Enigma. Bliżej prawdy
Rys. 15. Wirnik bomby sześcioznakowej (widok od strony ze stykami)
Analizując rysunek, trzeba pamiętać, że w wirnikach bomb zarówno styki wejściowe, jak i wyjściowe
umieszczone były tylko na jednej z powierzchni
bocznych wirnika, toteż dysponował on liczbą styków podwojoną w stosunku do wirnika Enigmy.
Każdy wirnik bomby zawierał okablowanie odpowiadające dwom niezależnym wirnikom Enigmy,
zatem liczba styków ulegała kolejnemu podwojeniu. Opisy na rysunku obok zakładają umieszczenie wirnika w bombie w najwyższym rzędzie, odpowiadającym szybkim wirnikom Enigmy. Przewody
łączące styki zewnętrznego i drugiego od zewnątrz
pierścienia odpowiadają szybkiemu wirnikowi A
z poprzedniej ilustracji. Podobnie przewody łączące styki pierścienia wewnętrznego i drugiego od
wewnątrz odpowiadają szybkiemu wirnikowi B.
Czterem koncentrycznym pierścieniom styków
wirnika odpowiadały cztery pierścienie styków stacjonarnych, umieszczonych na froncie bomby. Dwa
środkowe pierścienie połączone były wewnątrz urzą-
Bomby
245
Ramka 11
Zasada działania bomby Turinga-Welchmana
W opisie bomby wspomnieliśmy o dwóch elementach, które nie zostały przedstawione w szczegółach: tablicy diagonalnej Welchmana i rejestrze
testowym. Ich sposób funkcjonowania jest ściśle powiązany z wewnętrzną konstrukcją bomby i ukaże się niejako samoistnie w trakcie omawiania
konstrukcji urządzenia, którą przedstawimy poniżej. Prezentacja oparta
na rzeczywistej konstrukcji bomby byłaby nieczytelna, posłużymy się zatem przykładem uproszczonym – bombą służącą do łamania szyfru znanej
z wcześniejszych przykładów Enigmy sześcioznakowej. Jedyną różnicą pomiędzy urządzeniem rzeczywistym i przykładowym jest odmienna liczba styków w wirnikach i łączących je przewodów.
Dla potrzeb przykładu niezbędna jest ściąga odpowiednia dla sześcioznakowej Enigmy. Załóżmy, że ma ona postać:
pozycja
tekst jawny
szyfrogram
012345
ABECAD
CADEEB
Na podstawie powyższej ściągi można skonstruować następujący cykl:
Zasadniczą częścią konstrukcji bomby, ukrytą przed okiem operatora
wewnątrz obudowy, są wiązki kabli w liczbie równej liczbie liter alfabetu
maszyny szyfrującej, z których każda zawiera takąż liczbę przewodów (dla
sześcioznakowej Enigmy mamy 6 wiązek po 6 przewodów). Wiązki te,
podobnie jak wejścia i wyjścia mieszaczy, są dostępne dla operatora za
pośrednictwem gniazd na tylnej ścianie urządzenia. Załóżmy, że oznaczymy wiązki dużymi literami alfabetu (A,…, F), a przewody w każdej wiązce – małymi (a,…,f). Przygotowując bombę do sprawdzenia menu, włączamy mieszacze pomiędzy wiązki (A…F) zgodnie ze strukturą cykli zawartych
w menu:
ciąg dalszy na stronie 247
246
Enigma. Bliżej prawdy
dzenia z zewnętrznymi pierścieniami styków wirnika umieszczonego
w kolejnym rzędzie poniżej. Zewnętrzny i wewnętrzny pierścień styków szybkiego wirnika były połączone z gniazdami umieszczonymi na
tylnej ścianie urządzenia – w panelu konfiguracyjnym. Gniazda można
było łączyć 26-żyłowymi przewodami z gniazdami odpowiadającymi
innym odpowiednikom Enigmy; wyjście jednej maszyny z wejściem
innej itd. Zestaw wirników, których wejścia i wyjścia były dostępne
poprzez gniazdo na tylnej ścianie bomby, nosił w żargonie BP miano
dwustronnego mieszacza (double-ended scrambler)*. Dodatkowo częścią
mieszacza był reflektor, który w bombie przyjmował postać wiązki kabli
łączących styki wirnika wolnego A i B. Mieszacz był w istocie równoważnikiem jednej maszyny szyfrującej Enigma, bez uwzględnienia
łącznicy. Typowa bomba, począwszy od Agnus Dei, zawierała 3 banki,
z których każdy składał się z 12 mieszaczy i stanowiła odpowiednik 36
maszyn szyfrujących.
Znajomość konstrukcji bomby pozwala powrócić do cykli i opisać
sposób użycia urządzenia. Przypomnijmy pochodzący z wcześniejszego
przykładu (por. rys. na stronie 168) fragment diagramu przekształceń
pomiędzy prawdopodobnym tekstem jawnym depeszy i odpowiadającym mu szyfrogramem, ograniczając zainteresowanie do zidentyfikowanych w nim cykli.
Rys. 16. Cykl w szyfrogramie
Diagram wskazuje, że w drugiej i czwartej pozycji szyfrogramu następuje przekształcenie litery E tekstu jawnego w literę J szyfrogramu,
w pozycji trzeciej – litery J w literę L itd. Strzałki w diagramie obrazują
przekształcenia znaków tekstu jawnego w znaki szyfrogramu. Pamiętamy jednak, że szyfr Enigmy jest samoodwrotny: jeśli w danej pozycji
maszyny X przekształcane jest w Y, to zarazem Y przechodzi w X. Ta
––––––––––––––
* Kiedy w późniejszym okresie do budowy bomb przystąpili także Amerykanie, do opisania zestawu
wirników używali terminu „komutator” (commutator).
Bomby
247
W przykładowym menu przejście od znaku A do C następuje w pozycji
zerowej szyfrogramu. W konfiguracji bomby tej sytuacji odpowiada włączenie
pomiędzy wiązki A oraz C mieszacza znajdującego się w pozycji zerowej (np.
AAA). Przejście od litery C do E następuje w trzeciej pozycji szyfrogramu, toteż pomiędzy wiązki C oraz E włączamy mieszacz przesunięty o trzy pozycje
w stosunku do poprzedniego (AAD); analogicznie konfigurujemy pozostałe
mieszacze. Przed uruchomieniem bomby należy podłączyć dowolnie wybrany przewód w jednej z wiązek wchodzących w skład menu do źródła napięcia – załóżmy, że wybieramy w tym celu przewód b wiązki A (oznaczając go
jako Ab). Jednocześnie tę samą wiązkę przewodów podłączamy do rejestru testowego, którego zadaniem jest wykrycie warunku zatrzymania bomby – tak przygotowana bomba jest gotowa do uruchomienia.
Rysunek ilustruje stan bomby w jednej z pozycji w trakcie testowania
menu:
Pogrubioną linią zaznaczono przewody, które w danym położeniu wirników posiadają połączenie z przewodem Ab i w konsekwencji – ze źródłem
ciąg dalszy na stronie 249