Egy ritka második világháborús Enigma német kódológépre bukkantak a Balti-tengerben elhasználódott halászhálók után kutató német búvárok – jelent meg a hír a napokban több portálon is. A háború vége előtt félszáz német tengeralattjáró legénysége azt a parancsot kapta, hogy süllyesszék el hajóikat a dán határhoz közeli Gelting-öbölben, hogy azok ne kerülhessenek a szövetséges erők kezére, emellett a kódológépek megsemmisítése is a parancs része volt, ezért valószínű, hogy ez az Enigma ekkor esett ki az egyik hajóból. Nézzük mire jó ez a szerkezet és vajon hogyan működött.
Az Enigmát Arthur Scherbius német mérnök találta fel, aki szabadalmát 1918. február 23-án jegyezte be. Az első világháború utolsó évében, bár ezt értelemszerűen akkor még senki sem tudta. Talán még az is törvényszerű, hogy nagyjából ekkor három másik feltaláló, három másik országban adott be hasonló mechanikus forgótárcsás szerkezetekre szabadalmat. Akkor úgy tekintettek egy gépészre, mint ma egy informatikusra: senki nem értette, hogy mit csinálnak és egy szavukat sem értették, amikor fejükbe vették, hogy elmagyarázzák. Szóval miért ne egy gépész oldja meg a kódolás és dekódolás hatalmas koncentrációt igénylő feladatát. Scherbius a terveket először a német hadseregnek próbálta eladni, de aztán úgy döntött, hogy saját céget hoz létre, belevág az Enigma gyártásába és piacra dobja. Erre 1923-ban került sor, de az A és B modellek még nehezek voltak (50 kg, volt benne anyag rendesen) és kezelésük is bonyolult volt.
A következő C modell már sokkal kisebb és könnyebb volt, ekkor már csak a billentyűk miatt hasonlít az írógépre, de a megjelenítés és az alkatrészek mozgatása már az elektromosság feladatává vált. Úgy tűnik, hogy ez a változtatás bejött, mert a D modellt végre piacra tudták dobni. A német flotta és hadsereg most már látott fantáziát a szerkentyűben és ugyan 1926-ban, illetve 28-ban elfogadták az Enigmát, de a II. világháborúig azért szerkezetükben még módosítottak egy kicsit rajtuk, hogy azok még megbízhatóbbak és kisebbek legyenek.
Az Enigma tervezésekor fontos tényező volt a kis méret és az egyszerű, gyors kódolás/dekódolás. Külsőre egy elektromechanikus írógépre hasonlított, de eltérően az írógépektől a billentyűkön nem volt sem szám, sem más jelzés – ma azt mondanánk, hogy karakter –, csakis betűk. A mozgó alkatrészeket elektromosság hajtotta, amelyet egy 4,5 V-os telep szolgáltatott, de az Enigmát természetesen a táphálózathoz is csatlakozhatott.
A betűkkel jelzett billentyűk megnyomása után az elektromosság egy kapcsolótáblán, több forgótárcsán és reflektortárcsán keresztül haladt át, majd ismét a forgótárcsákon át eljutott egy bizonyos kijelző lámpához, amely kivilágított egy – immár a kódolt információnak megfelelő betűt.
Magát a kódolást több alkatrész hajtotta végre. A kódolási folyamat első lépése a billentyűk kapcsolótáblán elhelyezett kivezetéseinek kábelekkel történő összekötése volt, amivel a betűk „cseréjét” lehetett megvalósítani.
Ezután az elektromos feszültség az egyik legfontosabb alkatrészre – a speciális forgótárcsákra – került. Egy tárcsa mindkét oldalán a 28 betűnek megfelelő érintkezők voltak, azokat pedig a tárcsán belül drótok – azaz elektromos kapcsolatok – kötötték össze. Ez azt jelentette, hogy a tárcsa egyik oldalán elhelyezett érintkezőt (betűt) „lecserélte” egy másik érintkezőre (betűre), azaz egy ilyen tárcsa önmagában egy monoalfabetikus kódolást váltott ki.
A Wehrmacht (német szárazföldi hadsereg) Enigmáiban három, míg a haditengerészet Enigmáiban öt tárcsa volt és ennek megfelelő számú kódolás valósult meg összességében. Természetesen a 3-5 tárcsa belső huzalozása különböző volt és az, hogy melyiket kell használni azt egy kódkönyvben közölték a kezelőkkel.
Minden egyes billentyűleütés fordított egyet a jobb szélső tárcsán, aztán huszonhat leütés után egyet fordult a második tárcsa, a második tárcsa huszonhatodik fordulata egyet fordított a harmadik tárcsán és így tovább, tehát egy háromtárcsás Enigma „H” billentyűjének lenyomása után tisztán elektromechanikus úton kilencszer változik – kódolódik át – például egy „A” betűvé, ami egy lámpa kigyulladása jelenít meg.
Az Enigma birtokában a kezelő egy bizonyos betűt elvileg 3*10114 variációban tudott kódolni. Általában egy hónapra előre egy kódkönyvben megadták az úgynevezett napi beállításokat. Ez tartalmazta azt, hogy:
– a rendelkezésre álló 5 tárcsából melyik hármat használják és a tárcsák Enigmába történő helyezésének sorrendjét
– a kapcsolótáblán szereplő 10 betűpár összekötését
– és a tárcsák elfordításával a tárcsák kezdőpozícióit.
Minderre azért volt szükség, mert egy Enigma készülék megszerzése ebben az esetben önmagában még kevés volt az üzenetek megfejtéséhez: kellett a fenti információkat tartalmazó speciális kódkönyv is. És ez igaz fordítva is. A kódkönyv birtokában csak értelmetlen beállításokat kaphatunk, ami az Enigma nélkül semmire sem jó. A német haditengerészetnél – főleg a tengeralattjárókon – nem véletlenül tettek meg mindent azért, hogy sem az Enigmát, sem a kódkönyvet ne lehessen megszerezni. A kódkönyv egyik különlegessége például az volt, hogy a betűket vízben oldódó tintával nyomtatták, hogy könnyen megsemmisüljenek, így egy elsüllyedt hajó kiemelése is csak részleges sikerrel járhatott.
Nem csoda, hogy a németek meg voltak arról győződve, hogy az Enigma rejtjelét egyszerűen nem lehet feltörni. Ha láttak is kockázatot abban, hogy egy kém esetleg birtokába kerül valamilyen kódolási információnak, az Enigma olyan biztos szerkezet, hogy nincs mitől tartani. Hatalmasat tévedtek.
1930-ban Lengyelországban már világos volt, hogy a németek háborúra készülnek, értelemszerűen nekiláttak annak a feladatnak, hogy feltörjék rejtjeles üzeneteiket. A történelemben először matematikusok kezdtek foglalkozni a rejtjel feltörésével, konkrétan pedig az Enigmával: a 27 éves Marian Rejewski és két barátja Henryk Zygalski és Jerzy Rózycki a Poznani Egyetemről. Egy kémnek köszönhetően a lengyeleknek sikerült megszerezni az Enigma napi beállításait két hónapra visszamenően, de a forgótárcsák nélkül nem mentek semmire. Mivel a kereskedelemben az Enigma beszerezhető volt, a három lengyel matematikus igazából a forgótárcsák belső elektromos vezetékezésével kezdett foglalkozni és hihetetlen módon 1933-ra sikerült rekonstruálni a három forgótárcsát.
Ugye emlékszünk, hogy milyen hatalmas számú kódolási verziót tudott produkálni az Enigma? Az emberi elme felül tudott kerekedni a részmegoldásokon, de ilyen mennyiségű adat feldolgozása már meghaladja az emberi agy kapacitását, hiszen csak egy jó verzió van a brutális mennyiségű lehetőségekből. A három zseniális lengyelnek azonban nem csak a forgótárcsák problémáját sikerült megoldani, hanem 1938-ra megépítettek egy elektromechanikus szerkezetet is, amely „végigpörgette” az összes verziót.
Lazán csak Bombának nevezték el. Tulajdonképpen a Bomba hat Enigmából lett megépítve, amelyekben a három forgótárcsából kirakható összes beállítást be tudták állítani és az első elfogott német rejtjelzett üzeneteket begépelve a rendszerbe két órán belül (!) ki tudták „pörgetni” az aktuális napi tárcsabeállítást, azaz olvashatóvá tették az üzeneteket. Ettől a ponttól kezdve az üzeneteket azonnal – ma azt mondanánk real-time – tudták olvasni egészen éjfélig, amikor a németek ugyan megváltoztatták a napi tárcsabeállításokat, de a lengyelek két óra múlva már megint mindent tudtak. A lengyelek a legszigorúbb titokként kezelték, hogy van megoldásuk az Enigmára, miközben a németek még csak nem is sejtettek erről semmit.
Helyesebben a németek erről nem tudtak, de a precíz agyukkal és katonás hozzáállásukkal 1939. augusztusában a Lengyelország elleni invázió és egyben a II. világháború előestéjén biztos, ami biztos további két forgótárcsával egészítették ki a meglévő három tárcsát. Tették ezt rutinból, de még csak nem is sejtették, hogy milyen helyesen.
A Bomba működése azon alapult, hogy az Enigmába behelyezett három tárcsa sorrendje csak hat verzió lehet ( a tárcsákat A, B és C-vel jelölve a következő: ABC, ACB, BAC, BCA, CBA, CAB, még én is ki tudom sakkozni), míg öt tárcsából már jelentős számú sorrend jöhet létre (az új tárcsákat D-vel és E-vel jelölve elkezdem: ABC, ABD, ABE, ACD, ACE, ADE …, és így tovább), pontosan 60. Ez odavezetett, hogy a Bomba hatékonysága jelentősen csökkent. Természetesen a lengyelek nem tudták dekódolni az invázió előkészítéséről szóló parancsokat, de a kiegészítő tárcsák megjelenése felért egy vészcsengő csörömpölésével: baj van, jönnek a németek.
A három matematikus (és természetesen a lengyel titkosszolgálat) felismerve az elháríthatatlan veszélyt nem tartotta meg magának ezt az eredményt, hanem 1939. július 26-án Varsóban az egész hétéves kódfejtési tapasztalatukat átadták a megrökönyödött briteknek és a franciáknak, beleértve a Bomba egyik másolatát és a németek már teljesen kiismert kódolási eljárását. Azaz gyakorlatilag minden tudásukat, amivel a szövetségesek folytathatják az Enigma plusz két tárcsájával megjelenő probléma megoldását.
A britek ezután hozzák létre azt a Bletchley Parkot, ahol elkezdik (folytatják) a német rejtjelzett üzenetek megfejtését. 11 000 ember szürkeállományát állítják rá a német titkok megfejtésére. Szintén egy tehetséges (és egy kicsit más) matematikus – Alan Turing – veszi át a lengyelek munkáját és 1940-re kifejleszti az új Bombát, amelybe 36 Enigmát építenek bele, majd megépítik azt az elektronikusan programozható szerkezetet – hol is hallottuk ezt a kifejezést? -, aminek a Colossus nevet adják, és elkezdik nagyipari méretekben feltörni az ellenséges kódokat. Itt már nem foglalkoznak minden verzió „kipörgetésével” (brute force attack) mert az nagyon sokáig tart és a németeknek csak egy plusz tárcsát kell bevezetniük ahhoz, hogy megint biztonságban érezhessék magukat. Igaz, továbbra sem sejtettek semmit. Turing kizárta azokat a tárcsabeállításokat, amelyek nem voltak lehetségesek (például az AAA, a BBB és hasonló beállításokat) és ezzel sikerült növelnie a Bomba hatékonyságát.
Az angolok ettől kezdve rutinszerűen naponta „kitekerték” a németek napi beállítását és 1940 májusától szinte szabadon olvasták a Luftwaffe kódolt parancsait, szinte minden stratégiai és operatív üzenetet.
A németek ekkor kezdenek bele Nagy-Britannia bombázásába, amit később Angliai Csata néven ismert meg a világ. Az angolok végig tisztában voltak azzal a veszéllyel, hogy ha a németek csak megsejtik, hogy feltörték a kódolásukat, akkor bizony lecserélik a tárcsákat vagy újabbakkal egészítik ki és akkor Bletchley Park kezdhet mindent elölről. Ezért fontos volt, hogy az Enigmával kapcsolatos tudás titokban maradjon. Bizonyos esetekben direkt nem használták fel a megfejtett terveket, azaz úgy csináltak, mintha semmit sem tudnának, néhány esetben bizony emberéleteket is beáldoztak ezért (állítólag Southampton bombázásáról is tudtak, amikor a Luftwaffe a földig rombolta a dél-angliai kikötővárost).
Egy másik fogás volt részükről, hogy hitelesen kiszivárogtatták, hogy az eredetileg Bletchley Parkból származó információt a hagyományos ügynökhálózaton keresztül (ellenállók, kémek, telefonlehallgatás) szerezték meg, azaz „magyarázatot” adtak a németeknek, hogy miért tudhatnak a szövetségek egy titkos hadműveletről.
A németek még mindig nem sejtettek semmit. De azért a német precizitás és fegyelmezettség azért adott még egy kis feladatot. Ugyanis Nagy-Britannia gazdasági blokádjára készülő farkasfalkában portyázó tengeralattjárók Enigmáinak készletébe nyolc (!) tárcsa volt és abból mindig négyet használtak is. Mielőtt az Egyesült Államok belépett volna a háborúba a náci tengeralattjárók jelentették a legnagyobb veszélyt Nagy-Britanniára, mert a nácik havonta 60 hajót küldtek a tenger fenekére tele fegyverekkel, lőszerrel, élelemmel.
Bletchley Parknak időre volt szüksége, de az vészesen kevés volt. Ha a tengeralattjárókat sürgősen nem fékezik meg, akkor Nagy-Britannia gazdasága rövid időn belül összeroppan. Nincs mese, meg kellett szerezni egy tengerészeti Enigmát a kódkönyvvel együtt.
Több kalandos (és kétségbeesett) tervet agyaltak ki, hogyan csaphatnának le egy hajóra vagy tengeralattjáróra. Csak érdekességként említeném meg, hogy Ian Fleming – a későbbi James Bond történetek írója – a II. világháborúban a haditengerészet tisztje volt és a felderítésnek dolgozott. Az ő kezéből került ki az Operation Ruthless („Könyörtelen” hadművelet), amely röviden és velősen arról szólt, hogy „szereznek” egy német bombázót, telerakják németül beszélő és német egyenruhába beöltöztetett kommandósokkal, majd „szimulálnak” egy kényszerleszállást a csatornában. A terv szerint a kommandósok „lezuhannak”, majd a megmentésükre siető hajót lerohanják és megszerzik a sértetlen Enigmát és a hozzátartozó kódkönyvet. Ne feledjük, ekkor zajlik az Angliai Csata, a németek hajókat üzemeltetnek, hogy a lezuhant bombázóik és vadászgépeik személyzetét kimentsék a tengerből.
A terv nem került végrehajtásra, mert egy Heinkel bombázó nagy eséllyel hamarabb süllyedt volna el, minthogy bármilyen hajó kimenthette volna az embereket. Flemingnek más tapasztalatait kellett felhasználnia James Bond kalandjainak megírásakor.
Az áttörés ebben a helyzetben a szerencsének volt köszönhető. 1941. májusában a HMS Bulldognak sikerült meglepnie az U-110 német tengeralattjárót. A német Fritz Julius Lemp kapitány miután előkészítette a tengeralattjárója és az Enigma megsemmisítését, a legénységgel együtt elhagyta a hajót. De az U-110 nem robbant fel! A kapitány ugyan vissza akart térni, de persze rögtön végeztek vele, így végre sikerült megszerezni az annyira áhított Enigmát és a kódkönyvet. A HMS Bulldog egy darabig vontatta a sérült tengeralattjárót, de aztán hogy megtévesszék a németeket gyorsan elsüllyesztették azt, nehogy gyanítsanak valamit. Még a túlélő német tengerészeket is a világtól elzárva (Izlandon) szigorú őrizetben tartották a háború végéig. Egy másik esetben a megrongált U-559 kódkönyvét szerezték meg a britek, de két kommandós már nem jutott ki a hajóból, amely kőhöz hasonlóan süllyedt el.
Az Enigma feltörésének ténye az egyik legszigorúbban őrzött titok volt. A brit titkosszolgálat fedősztorikat és megtévesztő információkat „csepegtetett” vagy akár tálcán kínált fel a németeknek, csakhogy azok semmit se változtassanak meg a rejtjelezésükben. Például a britek tudtak arról, hogy két tengeralattjáró az Atlanti-óceán közepén egy meghatározott ponton felszínre fog emelkedik, hogy üzemanyagot vegyenek fel. Tárt karokkal várhatták volna őket, de inkább eljátszották azt, hogy arra repült egy felderítőgép, ami észrevehette az éppen tankoló tengeralattjárókat és történetesen volt ott egy kiöregedett és magányos halászhajó, ami éppen arra járt és ha már belebotlott a két pechvogel német hajóba, hát el is süllyesztette őket, mielőtt azok lemerülhettek és eltűntek volna.
Immár feltörve a német U-hajók és a német admiralitás kommunikációját a szövetségesek sikeresen verték vissza a tengeralattjárók támadását, sőt, azok katasztrofálisan kezdtek fogyni. Az 1155 darab U-hajóból 725 elpusztult és a 35.000 fős tengeralattjárós tengerészből 82% soha nem tért vissza a tengerről.
Hihetetlen, de az Enigma feltörésének történetét, kezdve a lengyel matematikusoktól, Bletchley Park tevékenységén át, az összes kamu fedőtörténetig egészen a 70-es évekig sikerült titokban tartani. Churchill kifejezetten megtiltotta az Enigma említését. Csak 1974-ben ismerte el az Egyesült Királyság kormánya, hogy a 30 évvel korábbi háború alatt sikerült dekódolni a német üzeneteket és csak ezután kezdtek szivárogni a hírek az Enigmáról, Bletchley Parkról, Alan Turingról. A lengyel Marian Rejewski, Henryk Zygalski és Jerzy Rózycki nevét csak a közelmúltban ismerhette meg a nagyvilág.
Lázár Tibor
Forrás: Mátyás Attila, wikipedia, Cipher Machines and Cryptology, Cipher Machines
