Детали ротора Энигмы

В этой статье собраны технические подробности о роторах машины Энигма . Понимание того, как машина шифрует, требует принятия во внимание текущего положения каждого ротора, настройки кольца и его внутренней проводки.

Физическая конструкция роторов

Разобранный вид ротора Enigma			Три ротора последовательно
	кольцо с надрезом Маркировочная точка для контакта «А» алфавитная шина пластинчатые контакты проводные соединения штыревые контакты регулировочный рычаг с подпружиненным кольцом центр колесо пальца храповое колесо

Правая сторона ротора: показаны штыревые электрические контакты. Римская цифра V обозначает проводку ротора.
Левая сторона ротора Enigma: плоские (пластинчатые) электрические контакты. На левом краю ротора видна единственная выемка для оборота.

Электрический вид ротора

Скремблирующее действие роторов Энигмы показано двумя последовательными буквами: ток проходит через роторы, вокруг отражателя и снова выходит через роторы. Примечание. Серые линии представляют другие возможные цепи внутри каждого ротора, которые жестко подключены к контактам на каждом роторе.

Ни одна буква не может сопоставляться сама с собой. Эта криптографическая слабость вызвана тем, что одни и те же провода используются для прямых и обратных ветвей.

Смещение ротора

Влияние вращения на роторы можно продемонстрировать на некоторых примерах.

В качестве примера возьмем ротор типа I Enigma I (см. таблицу ниже) без смещения установки колец. Видно, что А кодируется как И , а Б закодированный как К и К кодируется как Н . Обратите внимание, что каждая буква закодирована в другую.

В случае с отражателями в этом примере Wide B (отражатель B в таблице ниже), где Берется A возвращается как Y и Y возвращается как А. Обратите внимание, что проводки соединены в виде петли между двумя буквами.

Когда ротор шагнул, необходимо принять во внимание смещение, чтобы знать, какова выходная мощность и где она входит в следующий ротор.

Если, например, ротор I находится в B -позиция, А входит в букву B, который подключен к К. Из-за смещения это K входит в следующий ротор в J. Позиция

С роторами I, II и III (слева направо), широкий B-отражатель , все настройки кольца в Позиция А и стартовая позиция ААА , печатаю AAAAA создаст закодированную последовательность БДЗГО ^{[ нужна ссылка ]}.

Настройка кольца

Настройки звонка, или Ringstellung , используются для изменения положения алфавитного кольца относительно внутренней проводки. Выемка и буквенное кольцо скреплены вместе. Таким образом, изменение настройки кольца приведет к изменению положения проводки относительно точки поворота и начального положения.

Установка кольца будет вращать проводку. Где ротор I в -позиция обычно кодирует А в E , со смещением установки кольца B -02 он будет закодирован в К

Как упоминалось ранее, эти кодировки происходят только после нажатия клавиши и поворота ротора. Отслеживание сигнала на роторах Таким образом, ААА возможен только в том случае, если клавиша нажата, когда роторы находились в положении ААЗ и настройки звонка все включено 01 или А.

С роторами I, II, III (слева направо), широкий B-отражатель , все настройки кольца в B-позиция и стартовая позиция ААА , печатаю AAAAA создаст закодированную последовательность ЭВТИКС .

Таблицы подключения ротора

В этой таблице показано, как внутренняя проводка соединяет правую сторону ротора (с подпружиненными контактами) с левой стороной. Каждый ротор представляет собой простой шифр замены. Буквы указаны в соответствии с порядком алфавита. Если первая буква ротора Е , это означает, что А подключен к Э. Это не значит, что E подключен к А ; такая петлевая проводка бывает только с отражателями.

Терминология

Рефлектор также известен как реверсивный барабан или, от немецкого Umkehrwalze или UKW.

**Электропроводка ротора** ^[1]
Ротор #	ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ	Дата введения	Название и номер модели
IC	DMTWSILRUYQNKFEJCAZBPGXOHV	1924	Коммерческая загадка A, B
II С	HQZGPJTMOBLNCIFDYAWVEUSRKX	1924	Коммерческая загадка A, B
III С	UQNTLSZFMREHDPXKIBVYGJCWOA	1924	Коммерческая загадка A, B

Ротор #	ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ	Дата введения	Название и номер модели
я	JGDQOXUSCAMIFRVTPNEWKBLZYH	7 февраля 1941 г.	Немецкая железная дорога (Ракета)
II	NTZPSBFOKMWRCJDIVLAEYUXHGQ	7 февраля 1941 г.	Немецкая железная дорога (Ракета)
III	JVIUBHTCDYAKEQZPOSGXNRMWFL	7 февраля 1941 г.	Немецкая железная дорога (Ракета)
УКВ	QYHOGNECVPUZTFDJAXWMKISRBL	7 февраля 1941 г.	Немецкая железная дорога (Ракета)
С.Т.В.	QWERTZUIOASDFGHJKPYXCVBNML	7 февраля 1941 г.	Немецкая железная дорога (Ракета)

Ротор #	ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ	Дата введения	Название и номер модели
Я- К	PEZUOHXSCVFMTBGLRINQJWAYDK	февраль 1939 г.	Швейцарский К
II- К	ZOUESYDKFWPCIQXHMVBLGNJRAT	февраль 1939 г.	Швейцарский К
III- К	EHRVXGAOBQUSIMZFLYNWKTPDJC	февраль 1939 г.	Швейцарский К
УКВ -К	IMETCGFRAYSQBZXWLHKDVUPOJN	февраль 1939 г.	Швейцарский К
ЭТВ- К	QWERTZUIOASDFGHJKPYXCVBNML	февраль 1939 г.	Швейцарский К

Ротор #	ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ	Дата введения	Название и номер модели
я	EKMFLGDQVZNTOWYHXUSPAIBRCJ	1930	Энигма I
II	AJDKSIRUXBLHWTMCQGZNPYFVOE	1930	Энигма I
III	BDFHJLCPRTXVZNYEIWGAKMUSQO	1930	Энигма I
IV	ESOVPZJAYQUIRHXLNTGKDCMWB	декабрь 1938 г.	M3 Army
V	ВЗБРГИТЮПСДНХАЛХАВМЬКОФЕК	декабрь 1938 г.	M3 Army
МЫ	JPGVOUMFYQBENHZRDKASXLICTW	1939	M3 и M4 Naval (февраль 1942 г.)
VII	NZJHGRCXMYSWBOUFAIVLPEKQDT	1939	M3 и M4 Naval (февраль 1942 г.)
VIII	FKQHTLXOCBJSPDZRAMEWNIUYGV	1939	M3 и M4 Naval (февраль 1942 г.)

Ротор #	ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ	Дата введения	Название и номер модели
Бета	LEYJVCNIXWPBQMDRTAKZGFUHOS	Весна 1941 г.	М4 Р2
Гамма	FSOKANUERHMBTIYCWLQPZXVGJD	Весна 1942 г.	М4 Р2
Отражатель А	ЭЙМЗАЛИXVBWFCRQUONTSPIKHGD
Отражатель Б	YRUHQSLDPXNGOKMIEBFZCWVJAT
Отражатель С	FVPJIAOYEDRZXWGCTKUQSBNMHL
Отражатель B тонкий	ENKQAUYWJICOPBLMDXZVFTHRGS	1940	M4 R1 (M3 + тонкий)
Отражатель C тонкий	RDOBJNTKVEHMLFCWZAXGYIPSUQ	1940	M4 R1 (M3 + тонкий)
С.Т.В.	ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ		Энигма I

Технические комментарии, относящиеся к модификациям Энигмы 1939-1945 гг.

Швейцарский К

В 1941 году швейцарцам стало известно, что часть их трафика «Энигмы» читают французы. Было решено внести некоторые изменения в конструкцию.

Одна из модификаций заключалась в изменении шага колеса на машине швейцарской армии. Медленное левое колесо во время работы оставалось неподвижным, а второе колесо двигалось при каждом нажатии клавиши.
Третье колесо и UKW вступят в силу обычным образом, а Энигма вступит в роль третьего колеса.
Стационарное, но вращающееся левое колесо должно было компенсировать недостающие соединения штекера на коммерческой машине.

Единственными модифицированными машинами были машины Enigma швейцарской армии. Сохранившиеся машины ВВС Швейцарии не имеют никаких признаков модификаций. Машины, используемые дипломатической службой, судя по всему, также не подвергались переделке.

Положения оборотной выемки

Одинарный паз, расположенный на левой стороне (сторона разъема пластины) ротора, запускает шаговое движение, зацепляя храповые зубья колеса слева. Более поздние роторы имели две оборотные выемки. В таблице ниже указаны точки оборота каждого ротора.

Ротор	Нотч	Эффект
я	вопрос	Если ротор переходит от Q к R, следующий ротор продвигается вперед.
II	И	Если ротор переходит от E к F, следующий ротор продвигается вперед.
III	V	Если ротор переходит от V к W, следующий ротор продвигается вперед.
IV	Дж	Если ротор переходит от J к K, следующий ротор продвигается вперед.
V	С	Если ротор переходит от Z к A, следующий ротор продвигается вперед.
VI, VII, VIII	З+М	Если ротор переходит от Z к A или от M к N, следующий ротор продвигается вперед.

Нормализованные последовательности Enigma

В следующих примерах вы можете наблюдать нормальную последовательность шагов и последовательность двойных шагов. Используемые роторы (слева направо) I, II, III, с оборотами на Вопрос , Е и В. Здесь мы наблюдаем поведение правого ротора (оборот V ).

Нормальная последовательность:

ААУ — нормальный шаг правого ротора
AAV — правый винт (III) переходит в положение V-образного паза
ABW — правый ротор продвигает средний ротор на шаг дальше
ABX — нормальный шаг правого ротора

Двойная последовательность шагов:

ADU — нормальный шаг правого ротора
ADV — правый ротор (III) переходит в положение V-образного паза
AEW — шаги правого винта, средний винт (II) перемещается на один шаг вперед, который теперь находится в своем собственном положении с E-образным вырезом.
BFX — нормальный шаг правого ротора, двойной шаг среднего ротора, нормальный шаг левого ротора
BFY — нормальный шаг правого ротора

Четвертый ротор

Внедрение четвертого несущего винта было ожидаемым, поскольку в захваченных материалах, датированных январем 1941 года, упоминалась разработка четвертого несущего колеса; ^[2] действительно, проводка нового четвертого ротора уже была проработана.

1 февраля 1942 года сообщения «Энигмы» начали кодироваться с использованием новой версии «Энигмы», которая была введена в эксплуатацию. Предыдущая модель Enigma с 3 роторами была модифицирована: старый отражатель был заменен тонким ротором и новым тонким отражателем. Разрушение «Акулы» с помощью трехроторных бомб заняло бы в 50–100 раз больше времени, чем среднее сообщение ВВС или армии. Поэтому казалось, что эффективные, быстрые четырехроторные бомбы были единственным путем вперед. Ошибки кодирования, допущенные шифровальщиками, позволили британцам определить схему подключения нового рефлектора и его ротора. ^[2]

Ссылки

^ «Энигма проводка» . www.cryptomuseum.com . Проверено 9 июня 2022 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б Махон 1945 , с. 62

Махон, AP (1945), История Хижины 8, 1939–1945 , Кью, Ричмонд, Суррей, TW9 4DU: Национальный архив, Справочник HW 25/2 {{citation}}: CS1 maint: местоположение ( ссылка )

Внешние ссылки

[1] «Энигма проводка» . www.cryptomuseum.com . Проверено 9 июня 2022 г.

[Mahon62-2] Перейти обратно: ^а ^б Махон 1945 , с. 62

[1]

[2]