Catalogo cartaceo (crittologia) - Card catalog (cryptology)

Il catalogo delle carte , o "catalogo delle caratteristiche", in crittografia , era un sistema progettato dal matematico-crittologo polacco Marian Rejewski del Cipher Bureau e completato per la prima volta intorno al 1935 o 1936, per facilitare la decrittografia dei cifrari Enigma tedeschi .

Storia

Il Polish Cipher Bureau usò la teoria delle permutazioni per iniziare a rompere il cifrario Enigma alla fine del 1932. Il Bureau riconobbe che le permutazioni a doppia chiave della macchina Enigma (vedi Grill (crittologia) ) formavano cicli, e quei cicli potevano essere usati per rompere il cifrario . Con le chiavi cifrate tedesche fornite da una spia francese, il Bureau è stato in grado di decodificare l'Enigma e iniziare a leggere i messaggi tedeschi. A quel tempo, i tedeschi usavano solo 6 stecker e il metodo grill polacco era fattibile. Il 1 ° agosto 1936, i tedeschi iniziarono a usare 8 stecker e quel cambiamento rese meno fattibile il metodo grill. L'Ufficio di presidenza aveva bisogno di un metodo migliore per rompere il codice tedesco.

Sebbene gli stecker cambiassero le lettere che erano in un ciclo a doppia chiave, gli stecker non cambierebbero il numero di cicli o la lunghezza di quei cicli. Gli stecker potrebbero essere ignorati. Ignorando i ribaltamenti a chiave centrale, la macchina Enigma aveva solo 26 ³ impostazioni distinte dei tre rotori, e i tre rotori potevano essere disposti solo nella macchina 3! = 6 modi. Ciò significava che c'erano solo 105456 possibili permutazioni a chiave doppia. L'Ufficio di presidenza si mise a determinare e catalogare le caratteristiche di ciascuna di quelle probabili permutazioni. Ogni lettera della chiave potrebbe essere una del numero di partizione 13 = 101 valori possibili e le 3 lettere della chiave indicano che c'erano 1030301 chiavi possibili. In media, una chiave troverebbe un'impostazione dei rotori, ma potrebbe trovare diverse impostazioni possibili.

Il crittoanalista polacco potrebbe quindi raccogliere abbastanza traffico per determinare tutti i cicli in una chiave giornaliera. Di solito ci vogliono circa 60 messaggi. Il risultato potrebbe essere:

${\ displaystyle {\ begin {align} AD & = {\ texttt {(pjxroquctwzsy) (kvgledmanhfib)}} \\ BE & = {\ texttt {(kxtcoigweh) (zvfbsylrnp) (ujd) (mqa)}} \\ CF & = { \ texttt {(yvxqtdhpim) (skgrjbcolw) (un) (fa) (e) (z)}} \\\ end {align}}}$

Userebbe le lunghezze dei cicli (13 ² , 10 ² -3 ² ; 10 ² -2 ² -1 ² ) per cercare l'ordine ruota (II I III) e le posizioni di partenza del rotore nel catalogo cartaceo. Avrebbe quindi utilizzato un Enigma per calcolare i cicli incontrollati :

${\ displaystyle {\ begin {align} AD & = {\ texttt {(sjxroqtcuzwpy) (kngledamvhifb)}} \\ BE & = {\ texttt {(kxucofgzeh) (wnibpylrvs) (tjd) (aqm)}} \\ CF & = { \ texttt {(ynxqudhsfa) (pkgrjbcolz) (tv) (im) (e) (w)}} \\\ end {align}}}$

Confrontando i cicli stecker dal traffico tedesco e i cicli senza stecker , il crittoanalista può determinare gli stecker . Nell'esempio, la permutazione CF ha (e)(z)e (e)(w). Ciò richiede che esia deselezionato e uno stecker WZ . I cicli possono quindi essere allineati su ee su WZ per determinare altre lettere a scacchi e non a scacchi .

(pjxroquctwzsy)(kvgledmanhfib)/(kxtcoigweh)...

(sjxroqtcuzwpy)(kngledamvhifb)/(kxucofgzeh)...

(!_____!_!**!_)(_!__=_!!!_!!_)/(__!__!_*=_)...

Dov'è =una nota lettera senza stecker , *è una nota lettera stecker , ed !è una stecker scoperta di recente . La ripetizione produce gli stecker AM, FI, NV, PS, TU, WZ.

La preparazione del catalogo della scheda, utilizzando il ciclometro che Rejewski aveva inventato intorno al 1934 o al 1935, fu un compito laborioso che richiese più di un anno. Ma una volta completato il catalogo, ottenere le chiavi giornaliere di Enigma era questione di circa quindici minuti.

Quando i tedeschi cambiarono il " riflettore " , o "tamburo invertitore " della macchina Enigma , il 1 ° novembre 1937, il Cipher Bureau fu costretto a ricominciare da capo con un nuovo catalogo di schede: "un compito", scrive Rejewski, "che consumò, su conto della nostra maggiore esperienza, probabilmente un po 'meno di un anno. "

Il 15 settembre 1938 i tedeschi cambiarono completamente la procedura di cifratura delle chiavi dei messaggi, rendendo inutile il metodo del catalogo a schede. Ciò ha stimolato l'invenzione della bomba crittografica di Rejewski e dei " fogli perforati " di Henryk Zygalski .

Appunti

Riferimenti

La macchina cifratrice Enigma
Macchina Enigma Rotori Enigma Breaking Enigma Polacco Cipher Bureau Doppio Griglia Orologio Ciclometro Bomba Fogli Zygalski Bletchley Park Banburismo Punta Herivel Culla Bombe Capanna 3 Capanna 6 Capanna 8 PC Bruno Cadix Ultra
v t e

• Władysław Kozaczuk , Enigma: How the German Machine Cipher Was Broken, and How it was Read by the Allies in World War Two , edito e tradotto da Christopher Kasparek , Frederick, MD, University Publications of America, 1984, ISBN  0-89093-547 -5 .
• Marian Rejewski , "Riepilogo dei nostri metodi per la ricostruzione di ENIGMA e la ricostruzione delle chiavi quotidiane, e degli sforzi tedeschi per frustrare questi metodi", Appendice C a Władysław Kozaczuk , Enigma , 1984, pp. 241–45.
• Marian Rejewski , "How the Polish Mathematicians Broke Enigma", Appendice D a Władysław Kozaczuk , Enigma , 1984, pp. 246–71.
• Marian Rejewski , "The Mathematical Solution of the Enigma Cipher", Appendice E a Władysław Kozaczuk , Enigma , 1984, pp. 272–91.