انیگما، ماشین اسرار آمیز جنگی

بدون شک با شنیدن خاطرات جنگ جهانی دوم، چیزی به جز ویرانی، کشته شدن انسان های بی گناه، آوارگی و انواع و اقسام سلاح های مخرب، به ذهنمان نمی رسد. اتفاقات ناگواری که تا دهه های بعد، آثار آن در کشور های درگیر جنگ مشاهده می شد. اما شاید بخش مفید و تاثیر گذار آن که باعث شد تا دریچه ای نوین به روی دانش بشری گشوده شود، یک چیز بود، انیگما!

انیگما

از آن جا که آلمان نازی می خواست اطلاعات سری اش را مخفی نگه دارد، انیگما متولد شد و در مقابل متفقین به شدت نیاز داشتند تا به این اطلاعات دسترسی داشته باشند تا بتوانند عملیات آلمان ها را خنثی کنند. در نتیجه رمزشکن انیگما متولد شد و این ها یعنی انیگما و دستگاه رمزشکن آن، پایه گذار دانش کامپیوتر و هوش مصنوعی امروزی می باشند که هر روز و هر ساعت در حال پیشرفتی پر سرعت می باشند که بشریت را متحیر می کنند.

حال اگر می خواهید بدانید انیگما چیست و چگونه پا به عرصه ظهور گذاشت، در ادامه با ما همراه باشید.

ماشین رمزنگار انیگما چیست و چگونه به وجود آمد؟

انیگما به دسته ای از ماشین های الکترومکانیکی مبتنی بر روتور گفته می شود که برای رمزنگاری و رمزگشایی پیام های محرمانه به کار می رفته است. این ماشین در سال ۱۹۲۰ میلادی به عنوان یک محصول تجاری عرضه شد. اما در سال ۱۹۲۶ (۱۳۰۵ هجری خورشیدی)، نیروی دریایی آلمان ماشین انیگما را در اختیار و کنترل ارتش آلمان قرار داد. ماشین انیگما شامل ۳ یا ۴ گردونه می باشد؛ این گردونه ها با ایجاد مدار های الکتریکی، حروف پیامی را که باید به رمز درآورده می شد، به حروف رمز نگاری شده تبدیل می کردند. تنظیمات گردونه ها مرتبا و هر روز تغییر می کرد و در نتیجه از رمزگذاری مشابه برای نوشته های رمزی استفاده نمی شد.

در این لینک می توانید یکی از شبیه ساز های مجازی و فعال انیگما را تست کنید.

آلمانی ها در جنگ جهانی اول هم ارتباطات رادیویی خود را رمزنگاری می کردند. اما انیگما چیز دیگری بود، بسیار پیشرفته تر و دست نیافتنی تر از آنچه به تصور دیگر رقبا می آمد. سیستم انیگما اولین بار توسط یک مهندس برق آلمانی به نام آرتور شربیوس (Arthur Scherbius)، در اواخر جنگ جهانی اول، ساخته شد و در سال ۱۹۱۸ به ثبت رسید. شربیوس تلاش زیادی کرد تا انیگما را برای استفاده ی گسترده ی نظامی به دولت آلمان بفروشد اما در ابتدا چندان موفق نبود. اما پس از انتشار کتاب “بحران جهانی” به نگارش وینستون چرچیل، که در آن نقل شده بود :

دلیل پیروزی متفقین در برابر نیروهای آلمان در جنگ جهانی اول، شکستن رمز های ارتباطی آنان بوده است.

پس از انتشار این خبر و بهت زدگی دولت آلمان، برای متوقف کردن شنود ارتباطاتشان، اقدام به خرید سیستم انیگما و به کارگیری آن در اقدامات نظامی شان کردند. نمونه ی نخست انیگما شامل یک صفحه کلید برای تایپ حروف متن و یک صفحه ی نمایشگر حروف با لامپی زیر هر حرف و سه چرخ دنده ی اصلی مثل کیلومتر شمار های مکانیکی در خودرو ها می باشد که بر گرد هر کدام، ۲۶ حرف الفبای انگلیسی حک شده است. شیوه ی کار کردن با این دستگاه اینگونه است که ابتدا باید چرخ دنده ها را به ترتیب در جای خود نصب کنیم؛ این سه چرخ دنده را به ۶ ترتیب (فاکتوریل ۳) در سه جایگاه قرار داد. پس از نصب چرخ دنده ها باید هر یک را روی حرف مشخصی قرار داد؛ مثلا اولی بر روی R، دومی روی N و سومی را روی G قرار می دهیم. اکنون دستگاه آماده ی تایپ است. به ازای هر حرفی که تایپ می کنیم، حرف دیگری روی صفحه ی حروف روشن می شود و در آخر برای رمزنگاری به جای حروفی که در پیام اولیه بوده، حروف دیگری که در صفحه ی نمایشگر دیده می شود، تایپ می شود.

انیگما چیست؟

بنابراین در این دستگاه، هیچ گاه هیچ حرفی به خودش رمزنگاری نمی شود، یعنی L به L رمز نمی شود بلکه به حروف دیگری مثل H برگردانده می شود. در آخر تایپ هر پیام، رشته ای از حروف را که به دست می آید، روی خط ارتباطی می فرستادند.

طرز کار چرخ دنده ها

در این دستگاه پس از تایپ هر حرف، چرخ دنده ای که در جایگاه نخست است، پس از تایپ یک حرف به یک حرف جلوتر جا به جا می شود؛ مثلا اگر روی Z است به A منتقل می شود سپس چرخ دنده ی دوم و سوم به یک حرف جلوتر می روند. نکته ی مهم، برای شروع کار آرایش کار نخستین چرخ دنده ها است و این آرایش در طول فرایند کار تایپ کردن، تغییر خواهد کرد. در آن سوی خط به دستگاهی نیاز داریم که ترتیب چرخ دنده های آن و حروف روی نشانگر هر چرخ دنده، مانند دستگاه رمزگذاری فرستنده باشد.

کاربری، آن سوی خط (گیرنده)، رشته پیام رمز شده را دریافت می کند و آن را روی دستگاهی با همان کلید رمز، تایپ می کند و پیام نخست را رمزگشایی می کند.

متفقین چگونه موفق به رمزگشایی انیگما شدند

در طی جنگ جهانی دوم، پیچیدگی انیگما، آلمانی ها را نسبت به امنیت اطلاعات سری نظامی خود، به شدت مطمئن کرده بود. آن ها معتقد بودند که هیچ کس مهارت و دانش ریاضی و زمان کافی برای رمزگشایی پیغام های ارسالی از انیگما را ندارند. آیا آن ها اشتباه می کردند؟

بعد از شروع جنگ جهانی دوم، در سپتامبر ۱۹۳۹، پیغام های رمزنگاری شده ی آلمان ها بر بستر فرکانس های رادیویی نظامی، به پرواز در آمده بود. زیردریایی های U-boat آلمان نازی با استفاده از همین ارتباطات، کشتی های حامل تدارکات متفقین را هدف قرار می دادند.

بلچی پارک

حالا دیگر وقت این بود که رقبا جلوی این حملات را بگیرند، پس دست به کار شدند. پیش از این زمان، لهستانی ها تلاش هایی را برای آشنایی با انیگما و رمز های آن کرده بودند و تا حدودی هم موفق شده بودند. اما با پیشرفته تر شدن این دستگاه، آن ها از پس تامین منابع لازم برنیامدند پس از هم پیمانان خود کمک خواستند. در نهایت سازمان اطلاعاتی بریتانیا، سه ریاضی دان نخبه ی لهستانی به نام های ماریان ریفسکی، یژی روژیتسکی و هنریک زیکالسکی را که بیشترین شناخت و اطلاعات درباره ی انیگما را داشتند، به استخدام خود درآورد. این تیم با ریاضی دان انگلیسی، آلن تورینگ یا همان پدر هوش مصنوعی، کامل شد.

آن ها در مقر فوق محرمانه ای به نام “بلچی پارک – Bletchley Park” مستقر شدند. تورینگ و تیمش، شب و روز تلاش می کردند تا به راه حلی ریاضی یا مکانیکی برای رمزگشایی، دست پیدا کنند. سر انجام تلاش ها نتیجه بخش شد.

سرنخ های اولیه

گزارش های آب و هوایی که از زیر دریایی های آلمانی به دست آمد، سرنخ های اولیه ای بود که تورینگ و تیمش را به سوی موفقیت راهنمایی کرد. این دانشمندان متوجه شدند که انیگما هیچ وقت یک حرف الفبا را بعد از رمزنگاری به خودش تبدیل نمی کند و همچنین گاهی اوقات از اوپراتور های دستگاه های انیگما، خطاهای انسانی، مثل تنبلی در عوض کردن تنظیمات دستگاه، سر می زند. در کنار این اطلاعات به دست آمده، مهندسی معکوس دستگاه انیگما، به کارگیری فرمول های ریاضی و استفاده از دستگاه ویژه ای به نام “بامب – Bomb” که محاسبات طولانی را کوتاه می کرد، باعث شد تا اولین پیغام های انیگما، به طور کامل رمزگشایی شود.

از این به بعد نیروهای متفقین به صورت تدریجی، به نحوی که آلمان ها متوجه لو رفتن رمزگشایی پیغام هایشان نشوند، از این اطلاعات در  استراتژی های جنگی شان، استفاده می کردند. زمانی که متفقین از این اطلاعات در نبرد های مختلفی مثل D-Day و ال آلامین استفاده کردند، ورق به نفع آن ها برگشت. یکی از افراد متخصص در علم رمزنگاری در وصف تیم رمزگشایی بلچی پارک، این چنین می گوید :

جنگ را این افراد به پیروزی نرساندند، جنگ را چکمه پوشان به پیروزی رساندند. شاید در هر صورت می بردیم اما با داشتن علم رمزگشایی انیگما، مدت زمان جنگ به میزان قابل توجهی کمتر شد.

رمزگشایی انیگما در قرن ۲۱

در سال ۲۰۰۶ – ۱۳۸۵ یک رمزشکن آماتور به نام استفان کراه، ساکن اوتریخت هلند، پروژه ای را آغاز کرد که طی آن سه پیغام انیگما را رمزگشایی کند. این پیغام ها در سال ۱۹۴۲ – ۱۳۲۱ توسط رزم ناو هوریکان، استراق سمع شده بود. این پروژه یعنی انیگما در خانه، می کوشد تا از توان محاسباتی هزاران کامپیوتر در دنیا برای رمزگشایی این پیغام ها استفاده کند. طی این پروژه دو عدد از این پیام ها رمزگشایی شد، یکی درباره ی موقعیت یک زیردریایی بود و دیگری در این باره بود که چگونه یک زیردریایی تحت حمله قرار گرفت، مجبور شد به زیر آب فرو رود اما هنوز کسی نتوانسته سومین پیام انیگما را رمزگشایی کند.

دیوید کان، نویسنده ی کتاب “رمزشکنان : تاریخچه ی بسیار مستند رمزنگاری” می گوید :

اگر رمز انیگما در مقابل چنین حمله ی محاسباتی بزرگی مقاومت کند، شگفت انگیز نیست. نیروهای متفقین پیام های مخابراتی انیگما را با استفاده از حدس های خود آموخته در زمان حل رمزها می شکستند.

به گفته ی وی، ترکیبات چرخ دنده های گردونه ها، آن قدر زیاد است که بدون یک حدس صحیح درباره ی متن پیام، زمان لازم برای شکستن یک رمز انیگما فراتر از عمر انسان خواهد بود.

انیگما، ماشین رمزنگاری آلمان نازی، در حراجی چه می کند؟

ماشین رمزنگاری کاملا سالم و فوق العاده نایاب Nazi Enigma M4 که طی جنگ جهانی دوم استفاده می شده است، در حراجی مشهور Bonham توسط یک کلکسیونر ناشناس به قیمت ۳۶۵۰۰۰ دلار خریداری شد! این مبلغ بیشترین پولی است که تا کنون برای یک ماشین انیگما پرداخت شده است. نام M4 به این معناست که در این ماشین از ۴ گردونه یا روتور استفاده شده است. M4 در واقع مخوف ترین ماشین رمزنگاری است که توسط آلمان ها در مراحل پایانی جنگ جهانی دوم استفاده می شد. لازم به ذکر است از هزار و پانصد دستگاهی که در آن زمان تولید شده است، تنها ۱۵۰ عدد باقی مانده است. ماشین های انیگما M4 به صورت اختصاصی برای استفاده در زیردریایی های آلمان نازی تولید می شد.

پس از تصرف زیردریایی آلمانی U-570 در سال ۱۹۴۱ – ۱۳۲۰ توسط نیروهای انگلیسی و به اسارت در آمدن نیروهای آن، آلمان ها به عملکرد انیگماهای سه روتوره شک کردند. با احتمال لو رفتن سیستم رمزنگاری انیگمای سه روتوره در همان سال ژنرال کارل دوینتز، دستور ساخت سری جدید انیگما با نام M4 را صادر کرد.

ماشین رمزنگاری انیگما

دستگاه انیگما M4 در دوم فوریه ی سال ۱۹۴۲ – ۱۳۲۱، به صورت غیر منتظره رونمایی شد. این ماشین رمزنگاری نقشی حیاتی در نبرد آتلانتیک بر عهده داشت. کد شکن های خبره ی انگلیسی در بلچی پارک، این دستگاه را کلید کوسه نام نهادند و با عصبانیت و تلاش بی وقفه، سعی در رمزگشایی پیام های آن می کردند. M4 تا یک سال، دست نیافتنی باقی ماند تا این که متفقین به کتاب رمز آن دست پیدا کردند. دلیل نایابی M4 این است که در اواخر جنگ جهانی دوم، ۷۰ درصد زیر دریایی های آلمان نازی غرق شدند که برخی از این تلفات به دلیل شکسته شدن کد انیگما توسط دشمنان آلمان بود، برخی دیگر از این دستگاه ها هنگام به اسارت در آمدن نیروهای آلمانی به دست متفقین، به دستور فرماندهان به عمد نابود می شدند تا به دست دشمن نیافتند.

هم اکنون در موزه های سراسر دنیا تنها ۵۰ دستگاه از نسل های گوناگون انیگما وجود دارد که تنها ۷ دستگاه آن، انیگما M4 می باشد که همگی از زیر دریایی های به اسارت در آمده، مصادره شده اند.

فیلم های ساخته شده در رابطه با انیگما

موضوع جنگ های جهانی، همیشه سوژه ای جذاب برای کارگردانان بوده و است از این رو قصد معرفی چند اثر سینمایی مطرح را داریم که مرتبط با فرایند رمزگشایی انیگما می باشند.

فیلم انیگما 1983

Enigma 1983 : این فیلم در سال ۱۹۸۳ – ۱۳۶۲ ساخته شد و به روایت غیر مستقیم و اقتباس شده از ماجرای بلچی پارک و تیم آلن تورینگ می پردازد به گونه ای که تمام شخصیت های این فیلم با داستان اصلی تفاوت دارند و تنها از اتفاقات اصلی پیروی می کنند. Enigma 1983 توانست ۸۹۳ هزار دلار فروش کند.

فیلم انیگما 2001

Enigma 2001 : بعد از نسخه ی اولیه فیلمی که در رابطه با ماشین مرموز آلمانی ها ساخته شد، در سال ۲۰۰۱ فیلم قوی تری با همان نام توسط مایکل اپتد ساخته شد که روایت نسبتا دقیقی از اتفاقات بلچی پارک را به شکل هالیوودی روایت می کرد. مشارکت حرفه ای هالیوود و بریتانیا به ساخت هر چه بهتر این فیلم کمک کرد. فروش Enigma 2001 تنها ۱۵ میلیون دلار بود!

فیلم بازی تقلید

The Imitation Game – بازی تقلید : دقیق ترین روایت از اتفاقات جنگ جهانی دوم و رمزشکنی انیگما، در اثر سینمایی ساخت مورتن تیلدام در سال ۲۰۱۴ به نمایش درآمد. بندیکت کامبریچ که نقش آلن تورینگ منزوی و دست و پا چلفتی را ایفا می کرد، برای بازی در این فیلم، برنده ی بهترین بازیگر نقش مرد اسکار شد! این فیلم به قدری تواناست که موفق به دریافت جایزه ی بهترین کارگردانی هم شد و به فروش چشم گیر ۲۳۳ میلیون دلاری دست پیدا کرد.

 

در پایان پرسشی مطرح می شود و آن پرسش این است که آیا آلن تورینگ که رمز دست نیافتنی انیگما را شکست، پایه گذار علم کامپیوتر می باشد و یا آلمان ها که با ساخت ماشین پیچیده و مخوف انیگما، آن هم در زمانی که بسیاری از کشور های جهان حتی از پایین ترین سطح سوادآموزی هم بی بهره بودند، متفقین را وادار به تلاشی بی وقفه برای رمزگشایی کردند، بنیان گذار دانش بنیادین کامپیوتر در جهانند؟


دیدگاه بگذارید

avatar
  Subscribe  
Notify of
Share via