O Enigmie

Enigma to maszyna szyfrująca wykorzystująca wirniki (rotory), służąca do szyfrowania i deszyfrowania wiadomości. Obsługuje szyfrowanie 26 liter od „A” do „Z”.

DenCode symuluje działanie następujących modeli Enigmy:

• Enigma I
• Enigma M3
• Enigma M4 (U-boot Enigma)
• Norway Enigma "Norenigma"
• Sondermaschine (Maszyna specjalna)
• Enigma G "Zählwerk Enigma" (A28/G31)
• Enigma G G-312 (G31 Abwehr Enigma)
• Enigma G G-260 (G31 Abwehr Enigma)
• Enigma G G-111 (G31 Hungarian Enigma)
• Enigma D (Komercyjna Enigma A26)
• Enigma K (Komercyjna Enigma A27)
• Enigma KD (Enigma K z UKW-D)
• Swiss-K (Szwajcarski wariant Enigma K)
• Railway Enigma "Rocket I"
• Enigma T "Tirpitz" (Japońska Enigma)
• Spanish Enigma, okablowanie D
• Spanish Enigma, okablowanie F
• Spanish Enigma, Delta (A 16081)
• Spanish Enigma, Sonderschaltung / Delta (A 16101)

Enigma składa się z następujących elementów: Znak wprowadzony z klawiatury (Tastatur) przechodzi przez łącznicę (Steckerbrett), walec wstępny (ETW, Eintrittswalze), 3 lub 4 wirniki (Walze), reflektor (UKW, Umkehrwalze), a następnie wraca tą samą drogą, aby wyświetlić zaszyfrowany znak na tablicy świetlnej (Lampenfeld). Zamiana znaków następuje na każdym etapie.

 UKW   Walze  Walze  Walze   ETW  (Stecker)
         3      2      1
 ___    ___    ___    ___    ___    ___
|   |  |   |  |   |  |   |  |   |  |   |
|  -|--|---|--|---|--|---|--|---|--|---|-- < Klawiatura
| | |  |   |  |   |  |   |  |   |  |   |
| | |  |   |  |   |  |   |  |   |  |   |
|  -|--|---|--|---|--|---|--|---|--|---|-- > Lampy
|   |  |   |  |   |  |   |  |   |  |   |
 ---    ---    ---    ---    ---    ---

Elementy takie jak walec wstępny, wirniki i reflektor mają wewnętrzne okablowanie, które zamienia 26 liter alfabetu. Na przykład wirnik „I” w Enigmie I zamienia „A” na „E”. Jeśli znak wracający z reflektora to „J”, zostanie zamieniony na „Z” w drodze powrotnej.

ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
||||||||||||||||||||||||||
EKMFLGDQVZNTOWYHXUSPAIBRCJ

Pełne okablowanie Enigmy I:

Łącznica (Plugboard) pozwala na zamianę par liter za pomocą kabli. Znajduje się przed walcem wstępnym (ETW). Jeśli połączymy „A” i „M”, to „A” zamieni się na „M”, a „M” na „A”. Litery niepołączone pozostają bez zmian.

Wprowadzenie znaku powoduje obrót wirnika. Wirniki obracają się od prawej strony. Gdy wirnik osiągnie pozycję wycięcia (notch), powoduje obrót sąsiedniego wirnika po lewej stronie. Dzięki temu schemat połączeń zmienia się z każdym naciśnięciem klawisza.

Wirniki posiadają pierścienie (Ring). Zmiana ustawienia pierścienia przesuwa wewnętrzne okablowanie względem liter na obudowie. Np. w wirniku „I” przy ustawieniu pierścienia „A (01)”, „A” zamienia się na „E”, ale przy „B (02)” (przesunięcie o 1), „A” zamieni się na „K” (zgodnie z przesuniętym schematem).

Ring: A (01)
ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
||||||||||||||||||||||||||
EKMFLGDQVZNTOWYHXUSPAIBRCJ

Ring: B (02)
BCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZA
||||||||||||||||||||||||||
FLNGMHERWAOUPXZIYVTQBJCSDK

Można konfigurować kolejność wirników (np. II, I, III) oraz ich pozycje początkowe. Niektóre modele pozwalają na wymianę lub konfigurację reflektora. Walec wstępny jest stały. Wszystkie te ustawienia stanowią klucz szyfrowania.

Przykład szyfrowania Enigmą I:

Wirniki               : UKW-A II I III
Ustawienie pierścieni : X M V  (24 13 22)
Pozycja początkowa    : A B L  (01 02 12)
Łącznica              : AM FI NV PS TU WZ

Tekst jawny        : SECRET
Tekst zaszyfrowany : LCGODU

Droga sygnału dla pierwszej litery „S” (wynik „L”):

S -> P  : Łącznica
P -> P  : ETW
P -> L  : III
L -> P  : I
P -> W  : II
W -> K  : UKW-A
K -> Q  : II
Q -> O  : I
O -> L  : III
L -> L  : ETW
L -> L  : Łącznica

Pozycje wirników (Wejście + / Wyjście -) względem pierścieni:

           -      +       
ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ  : Łącznica
           -   +          
ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ  : ETW
           -   +          
MNOPQRSTUVWXYZABCDEFGHIJKL  : III
           +  -           
BCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZA  : I
               +-         
ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ  : II
          -           +   
ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ  : UKW-A

Enigma jest symetryczna: ponowne wpisanie zaszyfrowanego tekstu przy tych samych ustawieniach daje tekst jawny. Wpisanie „L” da „S”.

L -> L  : Łącznica
L -> L  : ETW
L -> O  : III
O -> Q  : I
Q -> K  : II
K -> W  : UKW-A
W -> P  : II
P -> L  : I
L -> P  : III
P -> P  : ETW
P -> S  : Łącznica

           +      -       
ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ  : Łącznica
           +   -          
ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ  : ETW
           +   -          
MNOPQRSTUVWXYZABCDEFGHIJKL  : III
           -  +           
BCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZA  : I
               -+         
ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ  : II
          +           -   
ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ  : UKW-A

Ustawienia w DenCode

Kolejność wirników (Walzenlage)

Wybór reflektora, wirników i ich kolejności.

Wirniki numeruje się od prawej (1, 2, 3), ale zapisuje od lewej. „UKW-A II I III” oznacza: Reflektor UKW-A, Wirnik lewy (3) II, Wirnik środkowy (2) I, Wirnik prawy (1) III.

Enigma M4 używa „cienkiego reflektora” i „cienkiego wirnika” (Beta/Gamma). W DenCode cienki wirnik jest traktowany jako wirnik nr 4. Przy UKW-D (zajmującym miejsce reflektora) nie można użyć 4 wirnika.

Ustawienie pierścieni (Ringstellung)

Określa przesunięcie okablowania wirnika względem litery na obudowie. W niektórych modelach Enigmy można również ustawić pierścień reflektora.

Ustawienie pozycji (Grundstellung)

Początkowa pozycja wirników. W niektórych modelach Enigmy możliwa jest również konfiguracja pozycji początkowej reflektora.

Często nazywana „Kluczem wiadomości” (Message key).

Okablowanie łącznicy (Steckerverbindungen)

Pary liter zamienianych na łącznicy.

W DenCode wpisuje się je jako pary oddzielone spacją, np. „AB CD EF GH IJ KL”. Oznacza to zamianę A<->B, C<->D itd.

Uhr

Uhr to urządzenie podłączane do łącznicy, pozwalające na wybór jednego z 40 ustawień okablowania (00-39). Łączy się z łącznicą za pomocą 20 kabli (10 par). Jeśli ustawienie Uhr wynosi „00”, odpowiada to bezpośredniemu połączeniu par na łącznicy.

Z Uhr można korzystać tylko w modelu Enigma I. Konfiguracja Uhr jest możliwa po uprzednim zdefiniowaniu 10 par połączeń na łącznicy.

Okablowanie UKW-D

UKW-D to reflektor z możliwością zmiany okablowania.

Standardowy reflektor ma układ „A-Z”. UKW-D ma układ „A-ZXWVUTSRQPON-MLKIHGFEDCB”, gdzie „A-Z” i „N-M” (B-O w standardzie) są połączone na stałe. Pozostałe 12 par można skonfigurować.

UKW-D  : A-ZXWVUTSRQPON-MLKIHGFEDCB
Normal : ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ

Dostępne dla Enigma I, Enigma M4, Enigma KD.