Niemiecka maszyna szyfrująca Enigma, wykorzystywana podczas II wojny światowej do kodowania meldunków wojskowych uchodziła przez wiele lat za szczytowe osiągniecie myśli technologicznej. Dzięki zaawansowanemu procesowi szyfrowania i wykorzystywaniu zmiennych kodów dziennych złamanie kodu Enigmy wydawało się niemożliwe i w istocie przez lata tak właśnie było.

Enigma – matematyczna i lingwistyczna zagadka

Przenośna elektromechaniczna maszyna szyfrująca, której serce stanowią obracające się wirniki, a części mechaniczne służą jako elementy obwodu elektrycznego, pozwalała na kodowanie przekazu słownego o wysokim stopniu bezpieczeństwa transmisji.

Zanim Enigma osiągnęła swą ostateczną formę, zbudowano wiele jej odmian i modeli. Najwcześniejsze Enigmy, które pojawiły się na początku lat 20. XX wieku, były maszynami przeznaczonymi na rynek cywilny. W połowie lat 20. zaczęły ich używać także niemieckie siły zbrojne, wprowadzając całą gamę różnego rodzaju usprawnień, zwiększających bezpieczeństwo przekazywanych meldunków.

Enigma wykorzystywana do celów wojskowych wykorzystywała 26-literowy alfabet. W celu pomyślnego przesłania wiadomości zarówno maszyna nadawcza, jak i odbiorcza musiały być identycznie ustawione, włączając w to ten sam zestaw wirników ustawionych w takich samych pozycjach startowych i z identycznie okablowaną łącznicą kablową. Wszystkie dane o ustawieniach maszyn ustalano z wyprzedzeniem i drukowano w postaci książek kodowych (te z kolei, by ułatwić ich zniszczenie w razie niebezpieczeństwa, czasami drukowane były przy użyciu odpowiedniego czerwonego, rozpuszczalnego w wodzie tuszu).

Enigma koduje każdą z 26 liter alfabetu w taki sposób, że każdą z nich można opisać matematycznie jako wynik permutacji. Z użyciem wirnika o nieznanym sposobie kablowania przybliżona liczba wszystkich ustawień wynosiła około 10¹¹⁴, natomiast w przypadku wirników o jawnym sposobie kablowania oraz znajomości ustawień malała ona do około 10²³. Użytkownicy Enigmy byli pewni, że bezpieczeństwo przekazu jest całkowite ze względu na olbrzymią liczbę możliwych kombinacji ustawień maszyny, a jedyną metodą rozkodowania wiadomości jest atak metodą brute force, czyli metodą prób i błędów, poprzez sprawdzanie wszystkich możliwych kombinacji.

Informacje o rozszyfrowaniu Enigmy były utajnione do lat 70. XX wieku. Ocenia się, że powstało około 100 tysięcy maszyn, większość tych, które ocalały po II wojnie światowej, została sprzedana do państw rozwijających się jako urządzenia wciąż zapewniające wystarczający poziom bezpieczeństwa transmisji. Utrzymanie w tajemnicy umiejętności odszyfrowywania Enigmy umożliwiło wywiadowi brytyjskiemu i innym wywiadom państw zachodnich dostęp do kodowanych informacji, w tym poczty dyplomatycznej państw, które nadal używały Enigmę.

Biuro Szyfrów. Polska szkoła dekryptażu

Polscy kryptolodzy pracowali nad złamaniem Enigmy już w 1932 roku, początkowo lingwiści, którzy skupiali się na charakterystycznych cechach języka takich jak częstotliwości występowania niektórych liter, długość wyrazów; po wprowadzeniu mechanicznego szyfrowania nad łamaniem kodu Enigmy pochylić musieli się matematycy.  Polską szkołę dekryptażu, tworzyli absolwenci Uniwersytetu Poznańskiego, którzy z racji miejsca zamieszkania znali język niemiecki. Najlepsi z najlepszych: Marian Rejewski, Jerzy Różycki i Henryk Zygalski. Wytrwale pracowali nad łamaniem kodu Enigmy.

Płachty, karty i bomby

Opracowali niezwykle efektywne metody deszyfrowania Enigmy, wykorzystując w tym celu w sposób nowatorski istniejące teorie kombinatoryczne tzw. cykli i transpozycji. Do określania permutacji cykli wirników Enigmy wykorzystywano zaprojektowany przez Rejewskiego cyklometr i karty charakterystyk. Do 1938 roku używano do szyfrowania meldunków innego kodu dziennego. Pierwsze meldunki pojawiały się w okolicach 6 rano. Do złamania zastosowanego kodu pozostawało zatem 18 godzin. W razie niepowodzenia, o północy, cała praca wykonana przez deszyfratorów szła na marne. Do tego czasu ustalenie kodu dziennego przy pomocy powyższych narzędzi zajmowało około 15 minut. Ze względu na zmianę kodowania, powyższe metody dekryptażu po 15 września 1938 roku przestały być wykorzystywane.

Około października 1938 Rejewski opracował kolejne elektromechaniczne urządzenie, nazwane bombą kryptologiczną, którego zadaniem było automatyczne łamanie szyfru Enigmy w oparciu o opracowaną teorię cykli. Bomba kryptologiczna składała się z sześciu sprzężonych polskich kopii Enigmy, napędzanych silnikiem elektrycznym. W połowie listopada tego samego roku zbudowano sześć takich bomb, wykorzystywanych wyłącznie do rozszyfrowywania podwójnie szyfrowanych kluczy dziennych, nigdy zaś do dekodowania samych szyfrogramów. Te dekodowano przy pomocy perforowanych płacht Zygalskiego, opracowanych w celu znajdowania właściwego położenia wirników Enigmy. Jedna bomba kryptologiczna pozwalała na odkodowanie klucza dziennego w ciągu około dwóch godzin i zastępowała pracę kilkudziesięciu ludzi.

W 1939 roku Niemcy kolejny raz zmienili sposób szyfrowania, co wymusiło konieczność zbudowania dalszych 54 bomb kryptologicznych, aby łączna ich liczba wynosiła 60 i opracowania 60 kompletów bardzo pracochłonnych w wykonaniu, płacht Zygalskiego.

Inwestycja taka znacznie przekraczała możliwości finansowe polskiego wywiadu, dlatego postanowiono przekazać po jednym egzemplarzu polskiej Enigmy wraz z dokumentacją agencjom wywiadu Wielkiej Brytanii i Francji. Przekazanie odbyło się 25 lipca 1939 roku w Pyrach pod Warszawą, gdzie znajdował się polski ośrodek dekryptażu.

Enigma rozszyfrowana

Złamania kodu Enigmy dokonali kryptolodzy w Blechley Park w Wielkiej Brytanii, co umożliwiało odczytywanie meldunków niemieckich podczas II wojny światowej. Dokonanie to przypisuje się Alanowi Thuringowi. Nie byłoby to jednak możliwe gdyby nie wkład Polaków. Proces budowy Antyenigmy, czyli maszyny deszyfrującej został ukazany w brytyjsko-amerykańskim filmie biograficznym „Gra tajemnic” w reżyserii Mortena Tylduma (2014 r.). Co zrozumiałe akcent w filmie położony został na pokazanie sylwetki Thuringa, i jego roli w tym epokowym dokonaniu, jednak o wkładzie polskich kryptologów w złamanie kodu Enigmy wspomina się w jednym zdaniu, podczas gdy to praca polskich matematyków ukierunkowała Brytyjczyków i wskazała możliwości i kierunek działań.

Co z tym polskim patriotyzmem gospodarczym?

Nie pierwszy raz brak środków finansowych sprawia, że Polacy muszą swoje pomysły „sprzedać” zagranicznym firmom lub inwestorom. Brak finansowania innowacyjnej myśli polskiej sprawia, iż z biegiem czasu zapomina się o polskim wkładzie w powstanie danej maszyny, urządzenia, czy innowacyjnej technologi produkcji. Polskie myśli i maszyny tracą swoje korzenie.

Jest to dylemat przed, którym coraz częściej stają polscy wynalazcy i innowatorzy. Pracować na polskim rynku, wykorzystując wciąż ubogie krajowe zaplecze technologiczne/ finansowe; zachowywać się jak na patriotę przystało i umartwiając się zrezygnować z realnego i prawie pewnego zysku przy dofinansowaniu obcym kapitałem? Czy może szukać możliwości na szerszym europejskim rynku, albo zdradzając zupełnie stary kontynent, na rynku światowym? W końcu cel uświęca środki, a chcąc zobaczyć, iż nasz pomysł jest powszechnie wykorzystywany, ułatwia codzienne życie umęczonej ludzkości, może warto zaprzedać swoją duszę… ?

Światełkiem w tunelu wydają się być dotacje unijne na lata 2014-2020 nastawione w dużej mierze na prace badawczo-rozwojowe w polskich firmach. To sprzężenie nauki i biznesu powinno trwać już od wielu lat.