Enigma del III - Bletchley Park

Bletchley Park, ett litet typiskt engelskt gods 80 km NNV om London fick i slutet av augusti 1938 besök av en grupp män som gick under namnet "Kapten Ridley's Shooting Party". Det var dock inget vanligt jaktparti även om gruppen faktiskt medförde en egen stjärnkock från anrika Savoy Hotel i London för att garantera en ståndsmässigt kulinarisk weekend på godset!

Kapten Ridley's Shooting Party var i själva verket en ytterst hemlig gruppering från Brittiska MI6 den Brittiska militära underrättelsetjänsten (nu Secret Intelligens Service, SIS). Gruppen kom från Government Code and Cypher School, GC&CS, och bestod av kryptoanalytiker och underrättelsefolk från MI6. Deras uppdrag var att studera förutsättningarna för att omforma godset Bletchley Park till Englands centrum för chifferforcering i händelse av krig.

Den förutsedde motståndaren var Tyskland och det primära chiffersystemet Enigma - men det fanns andra system att forcera, både sådana använda i Tyskland och sådana använda av tyska allierade.

I september 1939 var kriget ett faktum och Bletchley Park bemannades med 60 kryptoanalytiker, matematiker och specialister. Råmaterialet, de kodade meddelandena, uppsnappades genom avlyssning av tysk radiotrafik vid stationer i England och på kontinenten och sedan vidarebefordrade till Bletchley Park. 

Polackerna hade redan 1932 lyckats knäcka Enigmakoden men på den tiden, då Enigma utprovades av Tyska Armén byttes koderna högst en gång varannan månad. Med krigets mörka moln tätnande över Polen beslöt man där i juli 1939 att lämna, dels två kompletta Enigmamaskiner, dels de kodbrytningsresultat man uppnått, till England. Från krigsstarten den 1 september 1939 ändrades Enigmakoden minst en gång om dagen, vilket gav 159 miljoner miljoner miljoner dagliga möjliga inställningar att söka lista ut!

Allt fler specialister krävdes i Bletchley Park och för att bereda dem arbetsplatser uppfördes ett stort antal prefabricerade "hyddor" (huts) på godsets gräsmattor. Dessa hyddor hade olika funktioner och de var så sinsemellan hemliga att de endast var numrerade - inga ledande namn! Gemensamt för alla "hyddorna" var att de var varma på sommaren och kalla på vintern!

Det första genombrottet för kodforceringen kom 23 januari 1940 när ett team av matematiker och kryptoanalytiker under ledning av Dilly Knox lyckades forcera tyska arméns administrativa nyckel benämnd "The Green" eller "Key Green". Kort därpå lyckades man knäcka "Key Red" som användes av Luftwaffe.

När väl ett kodsystem är brutet gäller det att för fienden dölja att man kan läsa hans planer. Varom inte byter han helt enkelt kodnyckel och arbetet med att bryta den nya koden börjar från ruta 1! För att dölja att man lyckats bryta Enigma-koden skapades en fiktiv storspion med kodnamnet "Boniface". Denne imaginäre spion hade ett omfattande imaginärt nätverk av spioner i Tyskland.

I gruppen runt Dilly Knox fanns en speciellt matematiskt begåvad man vid namn Alan Turing. Turing insåg att 159 000 000 000 000 000 000 kombinationer av bokstäver krävde automatisering för att rationellt kunna forceras. Med hjälp av Gordon Welchman konstruerade han vad som kan anses vara en föregångare till dagens datamaskiner - en elektromekanisk maskin som testade och testade miljontals bokstavskombinationer tills - "pling" - den rätta var funnen. Därefter vidtog ett rent handarbete för den slutliga forceringen. Maskinen gavs namnet "The Bombe". The Bombe, ett 70-tal i drift på Bletchely Park, betjänades av noggranna och tåliga kvinnor vilka, liksom de andra på Bletchley Park aldrig fick tala om sitt arbete! De visste inte ens om vilken betydelse för de Allierades krigsansträngningar de hade - så tyst och hemligt var arbetet.

Alan Turing. Matematiker, logiker och kryptoanalytiker. Född 23 juni 1912. Dömd till kemisk kastrering för homosexuella handlingar 1952. Död för egen hand 7 juni 1954.

Det viktiga arbetet vid Bletchley Park krävde resurser som den dåvarande chefen, kommendörkapten Travis, inte ville besvära ledningen med. I oktober 1941 tröttnade de mest framstående kryptoexperterna, Turing, Welchman, Alexander, Milner-Barney, på sin chefs oförmåga, gick förbi regelverket och skrev direkt till premiärministern Winston Churchill.

Resultatet lät inte vänta på sig, Churchill utfärdade följande dekret:

‘Make sure they have all they want extreme priority and report to me that this has been done.’

Från den stunden fick Bletchley Park en enorm tillströmning av resurser och ett större byggnadsprogram följde för att skapa det utrymme som krävdes för att hysa den ständigt ökande arbetsstyrkan.

Hyddorna på Bletchley Park's gräsmattor gav nu tak över huvudet för otroliga 9000 arbetare varav 6000 utgjordes av dessa "handarbetande" Bombe-kvinnor!

Arbetet vid Bletchley Park är mer mångfacetterat än vad texten ovan anger - det var inte bara Enigmachiffret som knäcktes och inte bara Alan Turings elektromekaniska maskin som såg dagens ljus. Banbrytande var t ex ingenjören Tommy Flowers som konstruerade världens första semi-programmerbara datamaskin med vilken ytterligare chiffer kunde knäckas under Andra Världskriget.

Ta del av din historia! Besök muséet i Bletchley Park nästa gång du är i England! 

                                                                             Ω

Enigma del II - maskinen, dess funktion och handhavande

Vi fortsätter med Turings ledstjärna: dela upp helheten i hanterbara delar!

Att rätt förstå hur maskinen fungerade kräver en matematisk kunskap som jag inte besitter. Jag skall här söka göra en funktionsbeskrivning som kanske inte i alla delar är vetenskaplig - men likafullt ger en bild av maskinens funktion.

Enigmamaskinen var en i allra högsta grad mobil elektromekanisk krypteringsenhet som strömförsörjdes av ett torr- eller blybatteri. Sedan ett meddelande krypterats, bokstav för bokstav, sändes det per radio med telegrafi och Morsealfabete. Mottagaren skrev ner det mottagna krypterade meddelandet, matade in det, återigen bokstav för bokstav, i sin Enigma-maskin och fick ut ett klartextmeddelande.

Förutsättningen för dekryptering var att mottagaren hade kodböcker, likadana som avsändaroperatören, med vilka han kunde grundställa sin maskin med dag för dag fastställda kodnycklar.

Meddelandet inleddes dessutom av tre kodbokstäver - krypterade enligt kodböckerna - och angivna två gånger för att undvika operatörs- eller överföringsmisstag. Denna finess blev också en belastning för systemets okränkbarhet. Mer därom senare.




Maskinen i sig bestod av fyra delar: knappsats för inmatning av bokstäver, rotorer för krypteringen, "Steckbrett" dvs kopplingsbräde där krypteringen ytterligare förstärktes, samt lampindikering för att visa krypterad/dekrypterad bokstav.





Krypteringstekniken var i sig enkel, grundad på det så kallade Caesarchiffret där man helt enkelt byter varje bokstav i meddelandet mot en substitutbokstav erhållen genom att på ett överenskommet sätt "sidförskjuta" kryptoradens alfabet mot ursprunget. A blir t ex D, B blir E, C blir F  osv.

A B C D E F G H I J....
D E F G H I J K L M....

Maskinens "hjärna" var rotorerna. Ursprungligen tre fasta (för att ge maskinen funktionalitet), i senare marina versioner fyra fasta. Rotorerna kunde dessutom växlas, det fanns sammanlagt åtta stycken att välja mellan -allt i enlighet med kodböckerna.

Rotorena, var och en i sig med en ledningsdragning olik sina bröder, men lika för 1000-tals Egnimamaskiner på flygbaser, i armédivisioner och ombord i fartyg, med vardera 26 tecken, mångfaldigade Ceasarchiffrets variabler genom att, tex, A blev B, B blev Q, Q blev L. För att göra det ännu svårare att "knäcka" koden fanns en spegelrotor i slutet på kedjan, denna rotor kastade tillbaka den krypterade bokstaven så att den fick ännu tre gestalter! Kopplingsbrädan (Steckbrett) vände dessutom, om så var kopplat, de krypterade bokstäverna!

Rotorerna fungerade sinsemellan som vägmätaren i bilen (före digitaliseringen!). För varje nedtryckt tangent (=bokstav) stegade den högra rotorn fram ett steg och när alla 26 stegen var använda stegade rotor nummer två från höger fram ett steg....

Ett en gång använt "A" upprepades därför inte - om nu inte meddelandet var långt som en roman!

Flödet av bokstäver genom Enigma kan illustreras med denna bild. Ett inmatat "A" tänder vid första tangentnedtryckningen lampan för "G". Vid nästa tryckning av tangenten "A" har den högra rotorn matats fram ett steg och denna gång kommer "A" ut som "C".











Systemet är alltså beroende av en statisk del, själva maskinen, som i sig konfigureras av kodböckernas föreskrivna dagkoder (utgivna i förväg) och den av operatören för stunden - och för meddelandet - genererade koden för rotorinställningen.

Enigma i fält. Pansargeneral Heinz Guderian (den moderna pansarteknikens fader) i sin ledningsvagn med Enigma-operatörerna.



















Den som vill fördjupa sina Enigma-kunskaper eller sända egna krypterade meddelanden till "sammansvurna" rekommenderas denna länk.

                                                     Ω

Enigma - en tysk chifferdröm

Det finns många sägner om den tyska krypteringsmaskinen Enigma och många vill ta åt sig äran av att ha besegrat dess hemligheter - dess osannolika krypteringsvariationer om 159 000 000 000 000 000 000 möjliga kombinationer. Jo, bäste läsare: variationerna är närmast outtalbara men börjar med siffrorna 159 följt av sex stycken grupper av  tre nollor!

En av myterna vill göra gällande att den amerikanska erövringen till havs i Nordatlanten, den 9 maj 1941, av den tyska u-båten U-110 under Kapitänleutnant Fritz-Julius Lemp var av största betydelse för krigets utgång. Vid erövringen bärgades bl a en komplett Enigma-maskin med tillhörande kodböcker. Lemp dödades då han simmande sökte sig tillbaka till U-båten för att, sannolikt, åstadkomma den sänkning som han givit order om innan u-båten övergavs.

Men myt är myt... sanning är något strikt annorlunda! 

Enigma-maskinen fick sin marknadsstart på 20-talet Vill man vara noga såg den första maskinen emellertid dagens ljus ca 1917. Krigsslutet 1918 medförde dock att intresset för krypterade militära meddelanden närmast försvann.

Nåväl, under 20-talet utvecklades iden i ett flertal steg och vann sin militära applikation i början av 30-talet.

Polska kryptologer noterade den alltmer ökande chiffrerade tyska radiotrafiken och arbetade idogt på kodernas lösning. Via en fransk agent fick man tillgång till ritningar för Enigma och kunde bygga laboratorieexemplar av maskinen - men man hade för den skull inte tillgång till de hemliga koderna för maskinens konfiguration!

I augusti 1939 insåg polackerna till fullo att ett krig med Tyskland var förestående (jfr Molotov-Ribbentrop pakten där Stalin och Hitler skakade hand!) och kallade till sig kryptologer från England och Frankrike för att lämna över erfarenheterna.... Två kompletta Enigma-maskiner, utifrån ritningar erhållna genom framgångsrikt spioneri, smugglades ut från Polen till England i väskor tillhörande dramatikern Sacha Guitry och han fru, skådespelerskan Yvonne Printemps. Polackernas enorma arbete och erfarenheter med att knäcka koderna för Enigma följde med i dokument till England.

Jag gör ett stopp här, ämnet är mycket stort och jag följer Alan Turing's (matematikern som i Bletchely Parks, tillsamman med tusende medarbetare, kom att knäcka Enigmakoderna) filosofi: dela upp helheten i ett överskådligt antal mindre delar!

                                                      Ω