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    回復(fù)

    恩尼格碼機(jī)

    樓主: 6725 | 查看: 5437 | 回復(fù): 2

    發(fā)表于 2010-4-3 12:35:21
    1918年,德國(guó)發(fā)明家亞瑟·謝爾比烏斯Arthur Scherbius)和他的朋友理查德·里特(Richard Ritter)創(chuàng)辦了謝爾比烏斯和里特公司。這是一家專營(yíng)把新技術(shù)轉(zhuǎn)化為應(yīng)用方面的企業(yè),很象現(xiàn)在的高新技術(shù)公司,利潤(rùn)不小,可是風(fēng)險(xiǎn)也很大。謝爾比烏斯負(fù)責(zé)研究和開(kāi)發(fā)方面,緊追當(dāng)時(shí)的新潮流。他曾在漢諾威和慕尼黑研究過(guò)電氣應(yīng)用,他的一個(gè)想法就是要用二十世紀(jì)的電氣技術(shù)來(lái)取代那種過(guò)時(shí)的鉛筆加紙的加密方法。
    謝爾比烏斯發(fā)明的加密電子機(jī)械名叫ENIGMA,在以后的年代里,它將被證明是有史以來(lái)最為可靠的加密系統(tǒng)之一,而對(duì)這種可靠性的盲目樂(lè)觀,又使它的使用者遭到了滅頂之災(zāi)。這是后話,暫且不提。
    ENIGMA看起來(lái)是一個(gè)裝滿了復(fù)雜而精致的元件的盒子。不過(guò)要是我們把它打開(kāi)來(lái),就可以看到它可以被分解成相當(dāng)簡(jiǎn)單的幾部分。
    下面的圖是它的最基本部分的示意圖,我們可以看見(jiàn)它的三個(gè)部分:鍵盤(pán)、轉(zhuǎn)子和顯示器。在上面ENIGMA的照片上,我們看見(jiàn)水平面板的下面部分就是鍵盤(pán),一共有26個(gè)鍵,鍵盤(pán)排列接近我們現(xiàn)在使用的計(jì)算機(jī)鍵盤(pán)。為了使消息盡量地短和更難以破譯,空格和標(biāo)點(diǎn)符號(hào)都被省略。在示意圖中我們只畫(huà)了六個(gè)鍵。實(shí)物照片中,鍵盤(pán)上方就是顯示器,它由標(biāo)示了同樣字母的26個(gè)小燈組成,當(dāng)鍵盤(pán)上的某個(gè)鍵被按下時(shí),和此字母被加密后的密文相對(duì)應(yīng)的小燈就在顯示器上亮起來(lái)。同樣地,在示意圖上我們只畫(huà)了六個(gè)小燈。在顯示器的上方是三個(gè)轉(zhuǎn)子,它們的主要部分隱藏在面板之下,在示意圖中我們暫時(shí)只畫(huà)了一個(gè)轉(zhuǎn)子。
      鍵盤(pán)、轉(zhuǎn)子和顯示器由電線相連,轉(zhuǎn)子本身也集成了6條線路(在實(shí)物中是26條),把鍵盤(pán)的信號(hào)對(duì)應(yīng)到顯示器不同的小燈上去。在示意圖中我們可以看到,如果按下a鍵,那么燈B就會(huì)亮,這意味著a被加密成了B。同樣地我們看到,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。于是如果我們?cè)阪I盤(pán)上依次鍵入cafe(咖啡),顯示器上就會(huì)依次顯示DBCE。這是最簡(jiǎn)單的加密方法之一,把每一個(gè)字母都按一一對(duì)應(yīng)的方法替換為另一個(gè)字母,這樣的加密方式叫做“簡(jiǎn)單替換密碼”。




    一名業(yè)余愛(ài)好者借助互聯(lián)網(wǎng)的力量最終破解了自二戰(zhàn)以來(lái)一直遺留至今的恩尼格碼密文。

    雖然德國(guó)武裝力量和外交部的無(wú)線電通訊自1941年起就被盟軍逐漸掌握,但到1942年德國(guó)突然更換了新式恩尼格碼密碼機(jī),這給盟軍造成了很大困擾,使得盟軍的反潛力量無(wú)法追蹤到德軍潛艇,被擊沉的貨船總噸位一度超過(guò)造船總噸位雖然駐在布萊奇利莊園的盟國(guó)密碼專家后來(lái)成功破譯了新式恩尼格碼密碼,但有若干密文始終未獲破解。現(xiàn)在,一名德國(guó)業(yè)余愛(ài)好者用上千臺(tái)個(gè)人計(jì)算機(jī)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)組成了網(wǎng)格計(jì)算集群,解決了其中一條。 Stefan Krah是一名德國(guó)出生的小提琴手,他的業(yè)余愛(ài)好是鉆研密碼和開(kāi)源軟件。1995年的《密碼月刊》雜志曾公開(kāi)發(fā)表了三條密文,這激起他莫大的興趣,但他深知自己并非專業(yè)人員,孤軍奮戰(zhàn)顯然是不現(xiàn)實(shí)的,于是就編寫(xiě)了一個(gè)破解程序,把它發(fā)到新聞組的帖子里,看看是否能吸引志同道合之士來(lái)助他一臂之力。

    很快,他的周圍就聚集了45名有相同興趣的業(yè)余愛(ài)好者,他們?cè)敢獍炎约旱挠?jì)算機(jī)貢獻(xiàn)出來(lái)作破解之用,Krah利用這些個(gè)人計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力組成了一個(gè)以互聯(lián)網(wǎng)為依托的網(wǎng)格計(jì)算集群,用它來(lái)破解已塵封半世紀(jì)之久的密文,Krah把這個(gè)項(xiàng)目命名為“M4”,那正是加密這些電文的恩尼格碼密碼機(jī)型號(hào)。

    很快,按Krah自己的話來(lái)說(shuō)就是:“參與M4項(xiàng)目的計(jì)算機(jī)臺(tái)數(shù)呈指數(shù)性增長(zhǎng)”,共有約2500臺(tái)計(jì)算機(jī)參與了這個(gè)項(xiàng)目,而他所要做的就是在新聞組和郵件列表里振臂高呼一聲。

    終于,在過(guò)了一個(gè)月零幾天之后,其中一條密文被破譯了。未破解前的密文如下:

    “NCZW VUSX PNYM INHZ XMQX SFWX WLKJ AHSH NMCO CCAK UQPM KCSM HKSE INJU SBLK IOSX CKUB HMLL XCSJ USRR DVKO HULX WCCB GVLI YXEO AHXR HKKF VDRE WEZL XOBA FGYU JQUK GRTV UKAM EURB VEKS UHHV OYHA BCJW MAKL FKLM YFVN RIZR VVRT KOFD ANJM OLBG FFLE OPRG TFLV RHOW OPBE KVWM UQFM PWPA RMFH AGKX IIBG”

    破解后的明文如下:

    “遭深水炸彈攻擊后緊急下潛,與敵接觸的最后方位為:0830h AJ 9863;(方向)220度,(速度)8節(jié);(我)正在尾隨(敵人);(壓力讀數(shù))14兆巴;(風(fēng)向)北-北-偏東;(兵力)4;能見(jiàn)度10”
    與戰(zhàn)時(shí)記錄相比對(duì)可知這是由德國(guó)海軍U264艇的Hartwig Looks上尉(總擊沉噸位14000噸)在1942年11月25日發(fā)來(lái)的電文。
    Stefan Krah表示自己的破解程序結(jié)合了暴力破解和邏輯演算兩種途徑,能更好地模擬恩尼格碼密碼機(jī)轉(zhuǎn)子和接線板的排列組合。
    布萊奇利莊園早已完成它的歷史使命,那些未破解的密文最后留給了像Stefan Krah這樣的業(yè)余愛(ài)好者,當(dāng)年在《密碼月刊》上發(fā)表這些密文的Ralph Erskine在得知這個(gè)消息后說(shuō):“做到了當(dāng)年布萊奇利莊園一直無(wú)法做到的事,我想他們應(yīng)該為此感到特別驕傲。”

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    | 發(fā)表于 2010-4-3 13:20:39
    嘿嘿~~我也知道這個(gè)~~還發(fā)過(guò)這個(gè)的模擬器呢~~
    | 發(fā)表于 2010-4-4 08:06:08
    感覺(jué)LZ只說(shuō)了它的組成。。它的原理和最大的那個(gè)亮點(diǎn)——反射板。。都沒(méi)有說(shuō)。。
    想了解英格瑪?shù)娜恕!M扑]去看下《密碼傳奇》這本書(shū)。。感覺(jué)還不錯(cuò)。。
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