محاكي آلة إنيغما

تحميل مثال

لم تكن في الآلة سوى مفاتيح الحروف الـ26، لذلك لا تُكتب المسافات والأرقام وعلامات الترقيم. كان المشغّلون يكتبون الأرقام بالحروف، ويكتبون X بدلًا من النقطة.

المخرجات

BDZGO

5 أحرف مكتوبة

لفكّ الشفرة، اضبط الدوّارات نفسها والحلقات ولوحة التوصيل وموضع البداية نفسه، واكتب نص الشفرة. آلة إنيغما عكسية لنفسها.

كيفية استخدام محاكي آلة إنيغما

1. 1. اضبط الآلة. اختر العاكس، ثم لكل موضع — الأيسر والأوسط والأيمن — الدوّار وضبط حلقته والحرف الظاهر في نافذته عند البداية.
2. 2. وصّل لوحة التوصيل. اكتب حتى عشرة أزواج من الحروف، مثل AV BS CG؛ كل زوج يبدّل حرفين في الطريق الداخل وفي الطريق الخارج أيضًا.
3. 3. اكتب الرسالة، في المربع أو بالضغط على المفاتيح. لم تكن للآلة سوى 26 مفتاح حروف، لذلك تُتجاهل المسافات والأرقام وعلامات الترقيم — كان المشغّلون يكتبون الأرقام بالحروف، ويكتبون X بدلًا من النقطة.
4. 4. راقب العمل. تُظهر النوافذ الدوّارات بعد آخر ضغطة مفتاح، وتضيء لوحة المصابيح آخر حرف، ويتتبّع مسار الإشارة والسجل كل ضغطة.
5. 5. فُكّ الشفرة بالإعدادات نفسها. اضبط الدوّارات نفسها والحلقات ولوحة التوصيل وموضع البداية، واكتب نص الشفرة. تحمّل الأمثلة الثلاثة حالات اختبار منشورة.

كيف تعمل Enigma I

ضغطة المفتاح تفعل أمرين، بهذا الترتيب. أولًا تتحرك الدوّارات: يتقدّم الدوّار الأيمن دائمًا خطوة واحدة، وتحمل نتوءةٌ على حلقته الدوّارَ الأوسط خطوةً واحدة مع كل دورة. ثم يمرّ التيار من المفتاح عبر لوحة التوصيل، ثم عبر الدوّارات الثلاثة من اليمين إلى اليسار، ثم العاكس، ثم الدوّارات مرة أخرى من اليسار إلى اليمين، ثم لوحة التوصيل مرة أخرى، فيضيء مصباح.

كل دوّار هو خلط ثابت لأبجدية الحروف، والدوران يحرّك الدوّار أمام الحروف، فيضيء المفتاح نفسه مصباحًا مختلفًا في كل مرة. والعاكس يصل الحروف في أزواج، وهذا ما يجعل الآلة عكسية لنفسها — ومعناه أن أي حرف لا يُرمَّز إلى نفسه أبدًا. مع الدوّارات I وII وIII والعاكس B، والحلقات AAA وموضع البداية AAA، فإن كتابة AAAAA تضيء B وD وZ وG وO: وهو الاختبار الأول المعياري لأي محاكٍ لإنيغما.

ضبط الحلقات والخطوة المزدوجة

ضبط الحلقة (Ringstellung) يدير الأسلاك أمام الحلقة المكتوبة بالحروف، بينما تبقى النتوءة مع الحروف. ومع حلقات BBB بدلًا من AAA، تعطي ضغطات المفاتيح الخمس نفسها EWTYX.

للدوّار الأوسط شذوذ مشهور: عندما يصل إلى موضع نقطة انقلابه، يتحرك مرة أخرى مع ضغطة المفتاح التالية مباشرة ويدفع الدوّار الأيسر معه. ابتداءً من ADU مع الدوّارات I وII وIII، تقرأ النوافذ ADV ثم AEW ثم BFX — انتقل الدوّار الأوسط من D إلى E ثم مباشرة إلى F. حمّل مثال الخطوة المزدوجة لتراه.

مثال تطبيقي: رسالة مع حلقات ولوحة توصيل

رسالة كاملة يحمّل المثال التطبيقي من مقالة إنيغما في ويكيبيديا الألمانية: العاكس B، والدوّارات I IV III، والحلقات 16 26 08 (P Z H)، والتوصيلات AD CN ET FL GI JV KZ PU QY WX. اختار المشغّل موضع البداية QWE، وكتب مفتاح رسالته RTZ، فرأى EWG، وأرسل QWE EWG في النص الواضح.

يضبط المستقبِل QWE ويكتب EWG ويقرأ RTZ من المصابيح. وعند ضبطه على RTZ، يتحوّل نص الشفرة EJZLB SYEQP DWDUE EJJOU PSOFL B… إلى XAACH ENXAA CHENX ISTGE RETTE T…: Aachen ist gerettet (أي «أُنقذت آخن» بالألمانية)، مع X بدلًا من المسافات والنقاط، واسم المدينة مكرَّر، وكتابة CH بالحرف Q — وهي أعراف الرسائل العسكرية الألمانية.

كسر إنيغما: ريجيفسكي وبليتشلي بارك وتورينغ

قدّم آرثر شيربيوس طلب براءة اختراع آلة الدوّارات في عام 1918، وباع أول إنيغما تجارية في عام 1923. تبنّت البحرية الألمانية نسخة معدّلة في عام 1926، وأضاف الجيش لوحة التوصيل في عام 1928، ودخلت Enigma I الخدمة من عام 1930. وكان البولنديون أول من كسرها: نحو ديسمبر 1932 استخدم ماريان ريجيفسكي من مكتب الشيفرات البولندي نظرية التباديل، ومعه مفاتيح يومية كان الفرنسيون قد حصلوا عليها من جاسوس ألماني هو هانس-تيلو شميدت، ليستنتج أسلاك الدوّارات. ومع يرزي روجيتسكي وهنريك زيغالسكي بنى أوراق زيغالسكي والبومبا الكهروميكانيكية لإيجاد الإعدادات اليومية، وفي يوليو 1939، في بيري قرب وارسو، تقاسم البولنديون كل شيء مع خبراء الشيفرات الفرنسيين والبريطانيين.

في بليتشلي بارك صمّم آلان تورينغ القنبلة البريطانية bombe، التي تختبر إعدادات الدوّارات مقابل crib — نصٍّ عادي كان المحللون يتوقعون وروده في الرسالة — وجعلت لوحة غوردون ويلتشمان القطرية الآلةَ أكثر فعالية؛ ودخلت أول قنبلة الخدمة في مارس 1940. ولأن أي حرف لا يُرمَّز إلى نفسه، لم تستطع الكلمة المخمَّنة أن تقع حيث تضع حرفًا فوق نفسه، وهذا ساعد في تحديد أماكن الـcribs. وكانت المعلومات الاستخباراتية من إنيغما وشفرات أخرى، والتي حملت الاسم الرمزي «ألترا»، عونًا كبيرًا للحلفاء.

هل كانت إنيغما آمنة؟

على الورق كانت قوية: ثلاثة من خمسة دوّارات مرتبة، وإعدادات بدايتها، وعشرة أزواج في لوحة التوصيل تعطي 158,962,555,217,826,360,000 إعدادًا — نحو 1.6 × 10²⁰، أي 67 بت — قبل حساب ضبط الحلقات. وقد سقطت بسبب تصميمها واستخدامها: لم يتحوّل أي حرف إلى نفسه أبدًا، وكان المشغّلون يرسلون عبارات يمكن التنبؤ بها، وحتى مايو 1940 كانوا يكتبون مفتاح كل رسالة مرتين. واليوم يستطيع الحاسوب استعادة إعدادات إنيغما من نص الشفرة وحده، لذلك فهذا المحاكي للتعلّم لا للسرية.

الأسئلة الشائعة

كيف تعمل آلة إنيغما؟

كل ضغطة مفتاح تحرّك الدوّارات أولًا، ثم ترسل التيار عبر لوحة التوصيل وثلاثة دوّارات وعاكس، ثم عبر الدوّارات بالعكس ولوحة التوصيل مرة أخرى لإضاءة مصباح. ولأن الدوّارات تتحرك مع كل ضغطة، يُرمَّز كل حرف بأبجدية مختلفة، فلا يتكرر الحرف المكرَّر في الرسالة داخل نص الشفرة.

ما شذوذ الخطوة المزدوجة في إنيغما؟

يتحرك الدوّار الأوسط مرتين في ضغطتين متتاليتين عندما يصل إلى موضع نقطة انقلابه: مرة عندما يدفعه الدوّار الأيمن إليها، ومرة أخرى مع الضغطة التالية، حين يدفع الدوّار الأيسر معه. ابتداءً من ADU مع الدوّارات I وII وIII، تقرأ النوافذ ADV ثم AEW ثم BFX. كثير من المحاكيات تخطئ في هذا؛ أما هذا المحاكي فمُختبَر عليه.

لماذا لا تستطيع إنيغما تشفير حرف إلى نفسه؟

بسبب العاكس: فهو يصل دائمًا حرفًا بحرف مختلف، فيعود التيار عبر سلك مختلف، ولا يكون المصباح الذي يضيء هو المفتاح المضغوط أبدًا. وهذا جعل الآلة عكسية لنفسها، لكنه أخبر كاسري الشيفرات أين لا يمكن أن تقع كلمة مخمَّنة.

كيف أفكّ شفرة رسالة إنيغما؟

اضبط العاكس نفسه وترتيب الدوّارات والحلقات ولوحة التوصيل وموضع البداية الذي استخدمه المرسل، ثم اكتب نص الشفرة: ستتهجّى المصابيح النص الواضح. وكانت الرسائل في زمن الحرب تحمل أيضًا مفتاح رسالة مشفّرًا، فكان المستقبِل يفكّ أولًا ذلك المفتاح، ثم يعيد ضبط الدوّارات عليه.

من كسر شفرة إنيغما؟

كان أول كسر بولنديًا: أعاد ماريان ريجيفسكي بناء أسلاك الدوّارات نحو ديسمبر 1932، وقرأ مع يرزي روجيتسكي وهنريك زيغالسكي حركة إنيغما لسنوات قبل الحرب. ومن عام 1939 استمر العمل في بليتشلي بارك، حيث حوّله آلان تورينغ وغوردون ويلتشمان وآلاف غيرهم — كثير منهم نساء كنّ يشغّلن القنابل — إلى عملية صناعية.