قنبلة

كانت القنبلة ( المملكة المتحدة : /bɒmb/) جهازًا كهروميكانيكيًا استخدمه علماء التشفير البريطانيون للمساعدة في فك رموز الرسائل السرية المشفرة بواسطة آلة إنجما الألمانية أثناء الحرب العالمية الثانية. [1] أنتجت البحرية الأمريكية [ 2 ] والجيش الأمريكي [ 3 ] لاحقًا آلاتهما الخاصة بنفس المواصفات الوظيفية ، وإن كانت مصممة بشكل مختلف عن بعضها البعض وعن القنابل البولندية والبريطانية.
تم تطوير القنبلة البريطانية من جهاز يُعرف باسم " بومبا " ( بالبولندية : bomba kryptologiczna )، والذي تم تصميمه في بولندا في Biuro Szyfrów (مكتب التشفير) بواسطة عالم التشفير ماريان ريجويسكي ، الذي كان يكسر رسائل إنجما الألمانية على مدار السنوات السبع السابقة، باستخدامها وآلات سابقة. تم إنتاج التصميم الأولي للقنبلة البريطانية في عام 1939 في مدرسة التشفير والتشفير التابعة للحكومة البريطانية (GC&CS) في بلتشلي بارك بواسطة آلان تورينج ، [4] مع تحسين مهم ابتكره جوردون ويلشمان في عام 1940. [5] كان التصميم الهندسي والبناء من عمل هارولد كين من شركة آلات الجدولة البريطانية . تم تركيب القنبلة الأولى، التي تحمل الاسم الرمزي فيكتوري ، في مارس 1940 [6] بينما كانت النسخة الثانية، أغنوس داي أو أغنيس ، التي تتضمن تصميم ويلشمان الجديد، تعمل بحلول أغسطس 1940. [7]
صُممت القنبلة لاكتشاف بعض الإعدادات اليومية لآلات إنجما على الشبكات العسكرية الألمانية المختلفة : على وجه التحديد، مجموعة الدوارات المستخدمة ومواضعها في الآلة؛ ومواضع بداية قلب الدوار للرسالة - مفتاح الرسالة - وأحد أسلاك لوحة المقابس . [8] [9] [10]
آلة إنجما
| آلة التشفير إنجما |
|---|
| آلة إنجما |
| كسر اللغز |
| متعلق ب |


إن آلة إنجما هي آلة دوارة كهروميكانيكية تستخدم لتشفير وفك تشفير الرسائل السرية. وقد تم تطويرها في ألمانيا في عشرينيات القرن العشرين. وتؤدي التغييرات المتكررة للمسار الكهربائي من لوحة المفاتيح إلى لوحة المصباح إلى تنفيذ شفرة استبدال أبجدية متعددة ، والتي تحول النص العادي إلى نص مشفر والعكس. يحتوي جهاز فك التشفير في آلة إنجما على دوارات بها 26 جهة اتصال كهربائية على كل جانب، حيث تعمل أسلاكها على تحويل التيار إلى موضع مختلف على الجانبين. عندما يتم الضغط على مفتاح على لوحة المفاتيح، يتدفق تيار كهربائي عبر أسطوانة دخول في الطرف الأيمن لجهاز فك التشفير، ثم عبر مجموعة الدوارات إلى أسطوانة عاكسة (أو عاكس) والتي تعيده عبر الدوارات وأسطوانة الدخول، ثم إلى الخارج لإضاءة أحد المصابيح الموجودة على لوحة المصباح. [11]
عند كل ضغطة مفتاح، يتقدم الدوار الأيمن أو "السريع" موضعًا واحدًا، مما يتسبب في تغيير التشفير. بالإضافة إلى ذلك، مرة واحدة لكل دورة، يتسبب الدوار الأيمن في تقدم الدوار الأوسط؛ وبالمثل يتسبب الدوار الأوسط في تقدم الدوار الأيسر (أو "البطيء"). يتم الإشارة إلى موضع كل دوار من خلال حرف من الأبجدية يظهر من خلال نافذة. يدير مشغل إنجما العجلات يدويًا لتعيين موضع البداية لتشفير أو فك رموز رسالة. التسلسل المكون من ثلاثة أحرف يشير إلى موضع بداية الدوارات هو "مفتاح الرسالة". هناك 26 3 = 17576 مفتاح رسالة مختلف ومواضع مختلفة لمجموعة الدوارات الثلاثة. من خلال فتح غطاء الماكينة وإطلاق قضيب الضغط، يمكن إزالة مجموعة الدوارات الثلاثة على محورها من الماكينة وتغيير تسلسلها (يُسمى "ترتيب العجلة" في بلتشلي بارك). إن ضرب 17,576 في ترتيب العجلات الستة الممكنة يعطي 105,456 طريقة مختلفة يمكن من خلالها إعداد جهاز التشويش. [12]

على الرغم من أن 105456 رقم كبير، [13] إلا أنه لا يضمن الأمان. من الممكن شن هجوم بالقوة الغاشمة: يمكن للمرء أن يتخيل استخدام 100 كاتب شفرة يحاول كل منهم فك شفرة رسالة باستخدام 1000 إعداد مختلف للدوار. طور البولنديون كتالوجات البطاقات حتى يتمكنوا بسهولة من العثور على مواضع الدوار؛ قامت بريطانيا ببناء EINSكتالوجات " " (الكلمة الألمانية التي تعني واحدًا). كانت هناك أيضًا طرق أقل كثافة ممكنة. إذا استخدمت جميع حركة الرسائل ليوم واحد نفس موضع بدء الدوار، فيمكن لتحليل التردد لكل موضع استعادة الاستبدالات الأبجدية المتعددة. إذا تم استخدام مواضع بدء مختلفة للدوار، فيمكن العثور على أجزاء متداخلة من الرسالة باستخدام مؤشر التزامن . [14] يمكن للعديد من القوى الكبرى (بما في ذلك الألمان) كسر حركة إنجما إذا عرفوا أسلاك الدوار. كان الجيش الألماني يعرف أن إنجما ضعيفة. [15]
في عام 1930، قدم الجيش الألماني ميزة أمان إضافية، وهي لوحة توصيل ( Steckerbrett بالألمانية؛ كل قابس هو Stecker ، واستخدم علماء التشفير البريطانيون أيضًا الكلمة) التي قامت بتشفير الحروف بشكل أكبر، قبل وبعد مرورها عبر نظام العاكس الدوار. تشفير إنجما هو دالة عكسية ذاتية ، مما يعني أنه يستبدل الحروف بالعكس: إذا Aتم تحويله إلى R، ثم Rيتم تحويله إلى A. حافظ تحويل لوحة التوصيل على جودة العكس الذاتي، لكن أسلاك لوحة التوصيل، على عكس مواضع الدوار، لا تتغير أثناء التشفير. تم استغلال هذا الانتظام من خلال تحسين "اللوحة القطرية" لـ Welchman للقنبلة، مما زاد من كفاءتها بشكل كبير. [16] مع استخدام ستة أسلاك توصيل (تاركًا 14 حرفًا "غير موصلة")، كان هناك 100،391،791،500 طريقة ممكنة لإعداد لوحة التوصيل. [17]
كانت إحدى السمات المهمة للآلة من وجهة نظر محلل الشفرات، بل ونقطة ضعف إنجما ، هي أن العاكس الموجود في جهاز التشفير يمنع تشفير الحرف على أنه نفسه. وبالتالي، يمكن استبعاد أي حل مفترض يعطي نفس الحرف في النص العادي المقترح والنص المشفر لأي موقع. [18]
في الفترة التي سبقت الحرب العالمية الثانية ، أجرى الألمان تحسينات متتالية على آلات إنجما العسكرية الخاصة بهم. وبحلول يناير 1939، تم تقديم دوارات إضافية بحيث تم اختيار ثلاثة دوارات من مجموعة من خمسة (وبالتالي كان هناك الآن 60 طلبًا محتملًا للعجلات) لآلات إنجما للجيش والقوات الجوية، وثلاثة من ثمانية (مما يجعل 336 طلبًا محتملًا للعجلات) لآلات البحرية. بالإضافة إلى ذلك، تم استخدام عشرة أسلاك على لوحة التوصيل، مما ترك ستة أحرف فقط غير متصلة. وهذا يعني أنه يمكن إعداد آلات إنجما للقوات الجوية والجيش بـ 1.5 × 10 19 طريقة. في عام 1941، قدمت البحرية الألمانية نسخة من إنجما مع عاكس دوار ( M4 أو إنجما رباعية الدوارات) للتواصل مع غواصاتها . يمكن إعداد هذا بـ 1.8 × 10 20 طريقة مختلفة. [17]
لغز رباعي الدوارات
بحلول أواخر عام 1941، أدى التغيير في ثروات البحرية الألمانية في معركة الأطلسي ، إلى جانب تقارير الاستخبارات، إلى إقناع الأدميرال كارل دونيتز بأن الحلفاء كانوا قادرين على قراءة الاتصالات المشفرة للبحرية الألمانية، وتمت إضافة دوار رابع بأسلاك غير معروفة إلى ألغاز البحرية الألمانية المستخدمة في اتصالات الغواصات، مما أدى إلى إنتاج نظام تريتون ، [ مشكوك فيه - ناقش ] المعروف في بلتشلي بارك باسم شارك . [19] وقد اقترن هذا بتصميم عاكس أرق لإفساح المجال للدوار الإضافي. تم تصميم تريتون بطريقة تجعله متوافقًا مع الآلات ذات الدوارات الثلاثة عند الضرورة: تم تصميم أحد الدوارات "الرابعة" الإضافية، "بيتا"، بحيث عندما تم إقرانه بالعاكس الرقيق "B"، وتم ضبط الدوار والحلقة على "A"، عمل الزوج كعاكس "B" مقترن بثلاثة دوارات. لحسن الحظ بالنسبة للحلفاء، في ديسمبر 1941، قبل دخول الآلة إلى الخدمة الرسمية، أرسلت غواصة عن طريق الخطأ رسالة بالدوار الرابع في الوضع الخطأ، ثم أعادت إرسال الرسالة بالدوار في الوضع الصحيح لمحاكاة الآلة ذات الدوارات الثلاثة. في فبراير 1942، أصبح التغيير في عدد الدوارات المستخدمة رسميًا، وتوقفت قدرة الحلفاء على قراءة رسائل الغواصات الألمانية حتى كشف خطف من غواصة ألمانية تم الاستيلاء عليها ليس فقط عن قدرة الآلة ذات الدوارات الأربعة على محاكاة آلة ذات دوارات ثلاثية، ولكن أيضًا أن الدوار الرابع لم يتحرك أثناء الرسالة. هذا جنبًا إلى جنب مع إعادة الإرسال المذكورة أعلاه سمح في النهاية لكاسري الشفرات بمعرفة توصيلات كل من الدوارات الرابعة "بيتا" و" جاما " .
كان النصف الأول من عام 1942 هو " الوقت السعيد الثاني " للغواصات الألمانية، مع نجاح متجدد في مهاجمة سفن الحلفاء، حيث دخلت الولايات المتحدة الحرب للتو غير مستعدة للهجوم، وتفتقر إلى الطائرات والسفن والأفراد والعقيدة والتنظيم المضاد للغواصات. كما ساهم أمان إنجما الجديد وقدرة الألمان على قراءة رسائل قوافل الحلفاء المرسلة في الشفرة البحرية رقم 3 في نجاحهم. بين يناير ومارس 1942، أغرقت الغواصات الألمانية 216 سفينة قبالة الساحل الشرقي للولايات المتحدة. في مايو 1942، بدأت الولايات المتحدة في استخدام نظام القوافل وطلبت تعتيم المدن الساحلية حتى لا تظهر ظلال السفن على أضواءها، لكن هذا لم يؤد إلا إلى تحسن طفيف في أمن سفن الحلفاء. كان فشل الحلفاء في تغيير شفرتهم لمدة ثلاثة أشهر، إلى جانب حقيقة أن رسائل الحلفاء لم تحتوي أبدًا على أي فك تشفير إنجما خام (أو حتى ذكر أنهم كانوا يفكون تشفير الرسائل)، سببًا في إقناع الألمان بأن رسائلهم آمنة. وعلى العكس من ذلك، علم الحلفاء أن الألمان قد كسروا شفرة البحرية فورًا تقريبًا من فك تشفير إنجما، لكنهم فقدوا العديد من السفن بسبب التأخير في تغيير الشفرة. [ بحاجة لمصدر ]
مبدأ عمل القنبلة


يجب اكتشاف الإعدادات التالية لجهاز Enigma لفك تشفير رسائل Enigma العسكرية الألمانية. وبمجرد معرفة هذه الإعدادات، يمكن فك تشفير جميع الرسائل الخاصة بهذه الشبكة لهذا اليوم (أو يومين في حالة البحرية الألمانية).
الإعدادات الداخلية (التي تتطلب فتح غطاء آلة Enigma)
- اختيار الدوارات المستخدمة في جهاز فك التشفير الخاص بآلة إنجما، ومواضعها على المغزل ( Walzenlage أو "ترتيب الدوارات"). ترتيبات الدوارات المحتملة مرقمة 60 (ثلاثة دوارات من اختيار خمسة) لشبكات الجيش والقوات الجوية و336 (ثلاثة دوارات من اختيار ثمانية) للشبكات البحرية.
- مواضع الشق الدوراني لحلقات الأبجدية فيما يتعلق بجوهر كل دوار قيد الاستخدام ( Ringstellung أو "إعدادات الحلقة"). هناك 26 إعدادًا ممكنًا للحلقة لكل دوار. [21]
الإعدادات الخارجية (التي يمكن تغييرها دون فتح جهاز Enigma)
- توصيلات لوحة التوصيل ( Steckerverbindungen أو "قيم التوصيل"). يمكن ترتيب الأسلاك العشرة في مجموعات مختلفة (حوالي 151 تريليون). [22]
- مواضع دوار جهاز التشويش في بداية تشفير مفتاح الرسالة (Grundstellung أو "ضبط المؤشر") — حتى مايو 1940؛ أو بعد ذلك المواضع الأولية لكل دوار في بداية تشفير الرسالة ("مفتاح الرسالة") والتي يمكن استخلاص ضبط المؤشر منها. هناك17 576 مفاتيح محتملة مكونة من ثلاثة أحرف.
حددت القنبلة المواضع الأولية المحتملة لنوى الدوار وشريك التوصيل لحرف معين لمجموعة من أوامر العجلات. ثم تم استخدام التقنيات اليدوية لإكمال عملية فك التشفير. [23] على حد تعبير جوردون ويلشمان ، "... كانت مهمة القنبلة ببساطة تقليل افتراضات ترتيب العجلات ومواضع جهاز التشفير التي تتطلب "مزيدًا من التحليل" إلى عدد يمكن التحكم فيه". [24]
بناء



كانت القنبلة عبارة عن جهاز كهروميكانيكي يحاكي عمل العديد من آلات إنجما المتصلة ببعضها البعض. كانت آلة إنجما الألمانية القياسية تستخدم في أي وقت مجموعة من ثلاثة دوارات ، يمكن ضبط كل منها في أي من 26 موضعًا. كانت القنبلة البريطانية القياسية تحتوي على 36 مكافئًا لآلة إنجما، كل منها بثلاثة أسطوانات متصلة سلكيًا لإنتاج نفس تأثير التشفير مثل دوارات إنجما. يمكن للقنبلة تشغيل وظيفتين أو ثلاث وظائف في وقت واحد. سيكون لكل وظيفة "قائمة" يجب تشغيلها على عدد من أوامر العجلات المختلفة. إذا كانت القائمة تحتوي على 12 حرفًا أو أقل، فيمكن تشغيل ثلاثة أوامر عجلات مختلفة على قنبلة واحدة؛ إذا كان أكثر من 12 حرفًا، فيمكن تشغيل حرفين فقط.
من أجل محاكاة دوارات إنجما، كان لكل أسطوانة دوارة في القنبلة مجموعتان كاملتان من جهات الاتصال، واحدة للإدخال نحو العاكس والأخرى للإخراج من العاكس، بحيث يمكن للإشارة المنعكسة أن تمر مرة أخرى من خلال مجموعة منفصلة من جهات الاتصال. كان لكل أسطوانة 104 فرشاة سلكية، والتي كانت تتلامس مع اللوحة التي تم تحميلها عليها. تم ترتيب الفرش ومجموعة جهات الاتصال المقابلة على اللوحة في أربع دوائر متحدة المركز من 26. كان الزوج الخارجي من الدوائر (الإدخال والإخراج) مكافئًا للتيار في إنجما يمر في اتجاه واحد عبر جهاز التشويش، وكان الزوج الداخلي مكافئًا للتيار المتدفق في الاتجاه المعاكس.
كانت التوصيلات المتبادلة داخل الطبول بين مجموعتي جهات الاتصال للإدخال والإخراج متطابقة مع تلك الموجودة في دوار إنجما ذي الصلة. كان هناك توصيل دائم بين مجموعتي جهات الاتصال الداخليتين للوحات الإدخال/الإخراج الثلاثة. ومن هناك، استمرت الدائرة إلى لوحة توصيل تقع على اللوحة الطرفية اليسرى، والتي تم توصيلها لتقليد عاكس إنجما ثم العودة عبر الزوج الخارجي من جهات الاتصال. في كل طرف من "إنجما ذات الطرفين"، كانت هناك مقابس في الجزء الخلفي من الآلة، حيث يمكن توصيل كابلات ذات 26 اتجاهًا.
تم ترتيب طبول القنبلة بحيث تحاكي الطبلة العلوية من بين الطبول الثلاث الدوار الأيسر لجهاز Enigma scrambler، والطبلة الوسطى الدوار الأوسط، والطبلة السفلية الدوار الأيمن. تم تشغيل الطبول العلوية جميعها في تزامن بواسطة محرك كهربائي. لكل دورة كاملة للطبول العلوية، تم زيادة الطبول الوسطى بمقدار موضع واحد، وبالمثل بالنسبة للطبلات الوسطى والسفلية، مما يعطي المجموع 26 × 26 × 26 =17576 موضعًا لجهاز فك تشفير Enigma ثلاثي الدوارات. [25] [ 26]
تم ترميز الطبول بالألوان وفقًا لدوار إنجما الذي تحاكيه: I أحمر؛ II كستنائي؛ III أخضر؛ IV أصفر؛ V بني؛ VI كوبالت (أزرق)؛ VII جيت (أسود)؛ VIII فضي. [27]
في كل موضع من مواضع الدوارات، يتدفق أو لا يتدفق تيار كهربائي في كل من الأسلاك الستة والعشرين، ويتم اختبار ذلك في وحدة المقارنة الخاصة بالقنبلة. بالنسبة لعدد كبير من المواضع، سيؤدي الاختبار إلى تناقض منطقي ، مما يستبعد هذا الإعداد. إذا لم يؤد الاختبار إلى تناقض، فستتوقف الآلة.
ثم يقوم المشغل بالعثور على النقطة التي اجتاز فيها الاختبار، وتسجيل الحل المرشح من خلال قراءة مواضع أسطوانات المؤشر ووحدة المؤشر على لوحة الطرف الأيمن للقنبلة. ثم يقوم المشغل بإعادة تشغيل التشغيل. تتم معالجة الحلول المرشحة، أو التوقفات كما تم تسميتها، بشكل أكبر لإزالة أكبر عدد ممكن من التوقفات الخاطئة. وعادةً ما يكون هناك العديد من توقفات القنبلة الخاطئة قبل العثور على التوقف الصحيح.
كانت الحلول المرشحة لمجموعة أوامر العجلة خاضعة لمزيد من العمل التحليلي الموسع. وقد أدى هذا إلى القضاء تدريجيًا على التوقفات الخاطئة، وبناء مجموعة اتصالات لوحة التوصيل، وتحديد مواضع حلقات أبجدية الدوار. [28] في النهاية، سيتم اختبار النتيجة على جهاز Typex تم تعديله لتكرار Enigma، لمعرفة ما إذا كان فك التشفير هذا ينتج لغة ألمانية . [29]
قائمة القنبلة


كانت عملية التفجير تتضمن حصول محلل الشفرات أولاً على مخبئ - وهو جزء من النص العادي كان يُعتقد أنه يتوافق مع النص المشفر . لم يكن العثور على المخابئ أمرًا سهلاً على الإطلاق؛ فقد تطلب الأمر إلمامًا كبيرًا بالمصطلحات العسكرية الألمانية وعادات الاتصال لدى المشغلين. ومع ذلك، فقد ساعد خبراء فك الشفرات حقيقة أن آلة إنجما لن تشفر حرفًا لنفسها أبدًا. وقد ساعد هذا في اختبار مخبئ محتمل مقابل النص المشفر، حيث يمكن استبعاد عدد من المخابئ والمواضع، حيث حدث نفس الحرف في نفس الموضع في كل من النص العادي والنص المشفر. وقد أطلق على هذا الحادث اسم حادثة بلتشلي بارك.
بمجرد تحديد المخبئ المناسب، يقوم محلل الشفرات بإنتاج قائمة لتوصيل القنبلة لاختبار المخبئ مقابل النص المشفر. فيما يلي شرح مبسط لعملية إنشاء القائمة. افترض أن المخبئ هو ATTACKATDAWN ليتم اختباره مقابل امتداد معين من النص المشفر، على سبيل المثال، WSNPNLKLSTCS . تمت مقارنة أحرف المخبئ والنص المشفر لتحديد الاقترانات بين النص المشفر والنص العادي للمخبأ. ثم تم رسمها بيانيًا كما هو موضح في الرسم التخطيطي. يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن العلاقات متبادلة بحيث يكون A في النص العادي المرتبط بـ W في النص المشفر هو نفسه W في النص العادي المرتبط بـ A في النص المشفر. في الموضع 1 من مقارنة النص العادي بالنص المشفر، يرتبط الحرف A بالحرف W ، ولكن يرتبط الحرف A أيضًا بالحرف P في الموضع 4، والحرف K في الموضع 7، والحرف T في الموضع 10. إن بناء هذه العلاقات في مثل هذا الرسم التخطيطي يوفر القائمة التي سيتم من خلالها إعداد اتصالات القنبلة ومواضع بدء الأسطوانة.
| نص مشفر | و | س | ن | ص | ن | ل | ك | ل | س | ت | ج | س |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| نص عادي "سرير" | أ | ت | ت | أ | ج | ك | أ | ت | د | أ | و | ن |
| موضع الرسالة | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
| ضبط الطبلة العلوية | ز | ز | ز | ز | ز | ز | ز | ز | ز | ز | ز | ز |
| ضبط الطبلة الوسطى | ز | ز | ز | ز | ز | ز | ز | ز | ز | ز | ز | ز |
| إعداد الطبلة السفلية | أ | ب | ج | د | هـ | ف | ج | ح | أنا | ج | ك | ل |
في الرسم التوضيحي، توجد ثلاث تسلسلات من الحروف التي تشكل حلقات (أو دورات أو إغلاقات )، وهي ATLK و TNS و TAWCN . وكلما زاد عدد الحلقات في القائمة، زاد عدد إعدادات الدوار المرشحة التي يمكن للقنبلة رفضها، وبالتالي قل عدد التوقفات الخاطئة.
أجرى آلان تورينج تحليلًا كبيرًا للغاية (بدون أي مساعدات إلكترونية) لتقدير عدد عمليات إيقاف القنبلة المتوقعة وفقًا لعدد الحروف في القائمة وعدد الحلقات. يتم تقديم بعض نتائجه في الجدول التالي. [30] أظهرت عمليات محاكاة القنبلة الأخيرة نتائج مماثلة.
| عدد الحروف في القائمة | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| حلقات | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 |
| 3 | 2.2 | 1.1 | 0.42 | 0.14 | 0.04 | <0.01 | <0.01 | <0.01 | <0.01 |
| 2 | 58 | 28 | 11 | 3.8 | 1.2 | 0.30 | 0.06 | <0.01 | <0.01 |
| 1 | 1500 | 720 | 280 | 100 | 31 | 7.7 | 1.6 | 0.28 | 0.04 |
| 0 | 40000 | 19000 | 7300 | 2700 | 820 | 200 | 43 | 7.3 | 1.0 |
قيم ستيكر

كانت آلة إنجما العسكرية الألمانية تتضمن لوحة توصيل ( ستيكربريت بالألمانية) تقوم بتبديل الحروف (المشار إليها هنا بالحرف P ) قبل وبعد تغيير جهاز التشفير الرئيسي (المشار إليه بالحرف S ). كانت اتصالات لوحة التوصيل معروفة لدى محللي الشفرات باسم قيم ستيكر. إذا لم تكن هناك لوحة توصيل، لكان من السهل نسبيًا اختبار إعداد الدوار؛ يمكن إعداد آلة تايبكس معدلة لتكرار إنجما وتشفير حرف المولد A عليها، ومقارنتها بالنص المشفر، W. إذا تطابقت، فسيتم تجربة الحرف التالي، والتحقق من تشفير T إلى S وهكذا على طول المولد بالكامل. إذا فشلت الحروف في أي وقت في التطابق، فسيتم رفض إعداد الدوار الأولي؛ سيتم استبعاد معظم الإعدادات غير الصحيحة بعد اختبار حرفين فقط. يمكن ميكنة هذا الاختبار بسهولة وتطبيقه على جميع17 576 إعدادات الدوارات.
ومع ذلك، كان من الصعب للغاية إجراء عمليات تشفير تجريبية باستخدام لوحة المقابس، وذلك لأنه لم يكن معروفًا ما الذي تم تحويله إليه الحروف الأصلية والنص المشفر بواسطة لوحة المقابس. على سبيل المثال، في الموضع الأول، كان كل من P ( A ) و P ( W ) غير معروفين لأن إعدادات لوحة المقابس كانت غير معروفة.
كان حل تورينج لحساب قيم التوصيل (اتصالات لوحة المقابس) هو ملاحظة أنه على الرغم من أن قيم، على سبيل المثال، P ( A ) أو P ( W ) ، غير معروفة، فإن المولد لا يزال يوفر علاقات معروفة بين هذه القيم؛ أي القيم بعد تحويل لوحة المقابس. باستخدام هذه العلاقات، يمكن لمحلل الشفرات أن يستنتج من إحداها إلى الأخرى، ومن المحتمل أن يستنتج تناقضًا منطقيًا، وفي هذه الحالة يمكن استبعاد إعداد الدوار قيد النظر.
قد يكون أحد الأمثلة العملية لمثل هذا المنطق على النحو التالي: قد يفترض محلل الشفرات أن P ( A ) = Y . بالنظر إلى الموضع 10 من مقارنة crib:ciphertext، نلاحظ أن A يشفر إلى T ، أو، كما هو موضح في صيغة:
- ت = ص ( س 10 ( ص ( أ )))
نظرًا لكون الدالة P هي معكوس نفسها، فيمكننا تطبيقها على جانبي المعادلة والحصول على ما يلي:
- ص ( ت ) = س 10 ( ص ( أ ))
وهذا يعطينا علاقة بين P ( A ) و P ( T ) . إذا كان P ( A ) = Y ، وبالنسبة لضبط الدوار قيد النظر S 10 ( Y ) = Q (على سبيل المثال)، فيمكننا استنتاج أن
- P ( T ) = S 10 ( P ( A )) = S 10 ( Y ) = Q
في حين أن المهد لا يسمح لنا بتحديد القيم بعد لوحة التوصيل، إلا أنه يوفر قيدًا بينهما. في هذه الحالة، يوضح كيف يتم تحديد P ( T ) تمامًا إذا كانت P ( A ) معروفة.
وبالمثل، يمكننا أيضًا ملاحظة أن T يشفر إلى L في الموضع 8. باستخدام S 8 ، يمكننا استنتاج القيمة المضمنة لـ L أيضًا باستخدام وسيطة مماثلة، للحصول على، على سبيل المثال،
- P ( L ) = S 8 ( P ( T )) = S 8 ( Q ) = G
وبالمثل، في الموضع 6، يقوم K بالتشفير إلى L. ونظرًا لأن آلة Enigma متبادلة ذاتيًا، فهذا يعني أنه في نفس الموضع سيقوم L أيضًا بالتشفير إلى K. وبمعرفة ذلك، يمكننا تطبيق الحجة مرة أخرى لاستنتاج قيمة لـ P ( K ) ، والتي قد تكون:
- P ( K ) = S 6 ( P ( L )) = S 6 ( G ) = F
ومرة أخرى، ينطبق نفس النوع من المنطق على الموضع 7 للحصول على:
- P ( A ) = S 7 ( P ( K )) = S 7 ( F ) = N
ومع ذلك، في هذه الحالة، توصلنا إلى تناقض ، حيث افترضنا من خلال الفرضية أن P ( A ) = Y في البداية. وهذا يعني أن الافتراض الأولي يجب أن يكون غير صحيح، وبالتالي (بالنسبة لضبط الدوار هذا) P ( A ) ≠ Y (يُطلق على هذا النوع من الحجج reductio ad absurdum أو "الإثبات بالتناقض").
افترض محلل الشفرات وجود توصيلة واحدة للوحة المقابس ليتم اختبارها بواسطة القنبلة. وتم حساب قيم التوصيلات الأخرى وإعدادات الحلقة باستخدام طرق يدوية.
الخصم الآلي
ولأتمتة هذه الاستنتاجات المنطقية، اتخذت القنبلة شكل دائرة كهربائية. حيث تدفق التيار حول الدائرة بشكل شبه فوري، ومثلت كل الاستنتاجات المنطقية الممكنة التي يمكن إجراؤها في هذا الموضع. ولتكوين هذه الدائرة، استخدمت القنبلة عدة مجموعات من أكوام دوارات إنجما متصلة ببعضها البعض وفقًا للتعليمات الواردة في قائمة، مستمدة من مهد. ولأن كل آلة إنجما بها 26 مدخلًا ومخرجًا، فإن أكوام إنجما المقلدة متصلة ببعضها البعض باستخدام كابلات ذات 26 اتجاهًا. بالإضافة إلى ذلك، يتم إزاحة كل إعداد لدوار كومة إنجما بعدد من الأماكن كما يتحدد من خلال موضعها في المهد؛ على سبيل المثال، فإن كومة إنجما المقابلة للحرف الخامس في المهد ستكون أبعد بأربعة أماكن من تلك المقابلة للحرف الأول.
في الممارسة العملية
استخدمت القنابل العملية عدة أكوام من الدوارات تدور معًا لاختبار فرضيات متعددة حول الإعدادات المحتملة لآلة إنجما، مثل ترتيب الدوارات في الكومة.
في حين نجحت قنبلة تورينج نظريًا، إلا أنها كانت تتطلب هياكل طويلة بشكل غير عملي لاستبعاد عدد كبير من الإعدادات. توصل جوردون ويلشمان إلى طريقة لاستخدام تناسق موصل إنجما لزيادة قوة القنبلة. كان اقتراحه عبارة عن ملحق يسمى اللوحة القطرية التي تعمل على تحسين فعالية القنبلة بشكل أكبر. [5]
القنبلة البريطانية
كانت القنبلة البولندية المشفرة (بالبولندية: bomba kryptologiczna ؛ جمعها bomby ) مفيدة فقط طالما تم استيفاء ثلاثة شروط. أولاً، كان لابد أن يتضمن شكل المؤشر تكرار مفتاح الرسالة؛ ثانيًا، كان لابد أن يقتصر عدد الدوارات المتاحة على ثلاثة، مما يعطي ستة "أوامر عجلات" مختلفة (الدوارات الثلاثة وترتيبها داخل الآلة)؛ وثالثًا، كان لابد أن يظل عدد أسلاك لوحة المكونات صغيرًا نسبيًا بحيث تكون غالبية الحروف غير موصولة . [ مشكوك فيه - ناقش ] تم بناء ست آلات، واحدة لكل ترتيب دوار محتمل. تم تسليم القنبلة في نوفمبر 1938، ولكن بعد شهر واحد فقط قدم الألمان دوارين إضافيين للتحميل في جهاز فك تشفير إنجما، مما زاد عدد أوامر العجلات بعامل عشرة. كان بناء 54 قنبلة أخرى يتجاوز موارد البولنديين. أيضًا، في 1 يناير 1939، تمت زيادة عدد أسلاك لوحة المكونات إلى عشرة. ولذلك اضطر البولنديون إلى العودة إلى الأساليب اليدوية، أي صفائح زيجالسكي .
صمم آلان تورينج القنبلة البريطانية على مبدأ أكثر عمومية، وهو افتراض وجود نص يسمى "المخبأ" ، والذي يمكن لمحللي الشفرات التنبؤ بوجوده في نقطة محددة في الرسالة. تُسمى هذه التقنية هجوم نص عادي معروف وقد استخدمها البولنديون على نطاق محدود، على سبيل المثال، استخدام الألمان لـ "ANX" - "AN"، وهي كلمة ألمانية تعني "إلى"، متبوعة بـ "X" كفاصل.

تم الحصول على ميزانية قدرها 100000 جنيه إسترليني لبناء آلة تورينج وتم منح عقد بناء القنابل لشركة British Tabulating Machine Company (BTM) في ليتشوورث . [31] وضعت BTM المشروع تحت إشراف هارولد "دوك" كين . كان عرض كل آلة حوالي 7 أقدام (2.1 متر) وارتفاعها 6 أقدام و 6 بوصات (1.98 متر) وعمقها 2 قدم (0.61 متر) ووزنها حوالي طن. [32] كان هناك 108 أماكن في مقدمة كل قنبلة حيث يمكن تركيب الطبول. كانت الطبول في ثلاث مجموعات من 12 ثلاثية. كل ثلاثية، مرتبة عموديًا، تتوافق مع الدوارات الثلاثة لجهاز تشويش إنجما. ذهبت جهات اتصال إدخال وإخراج طبول القنبلة إلى موصلات الكابلات، مما يسمح بتوصيل القنبلة وفقًا للقائمة. تدور الأسطوانة "السريعة" بسرعة 50.4 دورة في الدقيقة في النماذج الأولى [33] و120 دورة في الدقيقة في النماذج اللاحقة، [34] عندما كان الوقت المستغرق لإعداد وتشغيل جميع المواضع المحتملة البالغ عددها 17576 لأمر دوار واحد حوالي 20 دقيقة. [35]
سُميت القنبلة الأولى "النصر". وتم تركيبها في "الكوخ 1" في بلتشلي بارك في 18 مارس 1940. وكانت مبنية على تصميم تورينج الأصلي وبالتالي كانت تفتقر إلى لوحة قطرية. [36] في 26 أبريل 1940، استولت إتش إم إس جريفين على سفينة صيد ألمانية ( شيف 26 ، بولاريس ) ترفع العلم الهولندي؛ وشملت عملية الاستيلاء بعض مفاتيح إنجما للفترة من 23 إلى 26 أبريل. [37] هاجم بلتشلي بأثر رجعي بعض الرسائل المرسلة خلال هذه الفترة باستخدام المواد الملتقطة وقائمة قنبلة بارعة حيث كانت جميع دوارات إنجما السريعة في نفس الوضع. [38] في مايو ويونيو 1940، نجح بلتشلي في كسر ستة أيام من حركة المرور البحرية، 22-27 أبريل 1940. [39] كانت تلك الرسائل هي أولى رسائل الكريغسمارينه للحرب، "[لكن] على الرغم من أن هذا النجاح وسع معرفة القسم البحري بتنظيم إشارات الكريغسمارينه، إلا أنه لم يؤثر على العمليات البحرية ولم يجعل حلول إنجما البحرية الأخرى ممكنة." [40] تم تجهيز القنبلة الثانية، المسماة " أغنوس دي "، والتي تم اختصارها لاحقًا إلى "أغنيس"، أو "أجي"، بلوحة ويلشمان القطرية، وتم تركيبها في 8 أغسطس 1940؛ أعيدت "النصر" لاحقًا إلى ليتشوورث لتركيب لوحة قطرية. [41] تم نقل القنابل لاحقًا من "الكوخ 1" إلى "الكوخ 11". أشار قائد المجموعة وينتربوثام إلى القنبلة باسم "إلهة البرونز" بسبب لونها. [42] وقد وصف المشغلون هذه الأجهزة بشكل أكثر بساطة بأنها "مثل خزائن الكتب المعدنية الضخمة". [43]
خلال عام 1940، تم كسر 178 رسالة على الآلتين، وجميعها بنجاح تقريبًا. ونظرًا لخطر فقدان القنابل في حديقة بلتشلي في حالة حدوث غارة قصف، تم إنشاء محطات قصف خارجية [44] ، في أدستوك وجيهرست ووافيندون ، وكلها في باكينجهامشير . [45] في يونيو وأغسطس 1941 كان هناك 4 إلى 6 قنابل في حديقة بلتشلي، وعندما اكتمل بناء وافيندون ، كان لدى بلتشلي وأدستوك ووافيندن ما مجموعه 24 إلى 30 قنبلة. وعندما بدأ تشغيل جايهرست، كان هناك ما مجموعه 40 إلى 46 قنبلة، وكان من المتوقع أن يزيد الإجمالي إلى حوالي 70 قنبلة يديرها حوالي 700 من رين (خدمة البحرية الملكية النسائية) . ولكن في عام 1942 مع إدخال طائرة إنجما البحرية ذات الأربع دوارات، ستكون هناك حاجة إلى "أكثر من سبعين قنبلة". تم إنشاء محطات خارجية جديدة في ستانمور وإيستكوت ، وتم نقل القنابل من طراز وافيندون وأدستوك إليها ، على الرغم من الاحتفاظ بموقع جايهورست. تم استخدام القنابل القليلة المتبقية في بلتشلي بارك لأغراض العرض والتدريب فقط. [46]
| يكتب | عدد مكافئات
إنجما |
الآلية | عدد المبني |
|---|---|---|---|
| المعيار الأصلي | 36 (30 في مرحلة ما قبل الإنتاج) | مكافئات إنجما ذات الثلاث دوارات | 73 |
| جامبو | 36 | مكافئات Enigma ثلاثية الدوارات بالإضافة إلى آلية إضافية للتحقق من كل توقف وطباعة النتائج (يطلق عليها اسم "المدفع الرشاش" بسبب الضوضاء التي أحدثتها محددات أحادية الاتجاه الخاصة بها ) | 14 |
| ماموث | 36 | مكافئات Enigma ذات 4 دوارات مع مرحلات عالية السرعة لاستشعار التوقفات | 57 |
| كوبرا | 36 | مكافئات إنجما رباعية الدوارات مع وحدة استشعار إلكترونية صممها فريق CE Wynn-Williams و Tommy Flowers في محطة أبحاث GPO [49] (كانت هذه الآلة غير موثوقة) | 12 |
| المعيار 'الجديد' [50] | 36 | مكافئات Enigma ثلاثية الدوارات (مع مرحلات استشعار عالية السرعة من نوع Siemens) | 68 |
لم يكن إنتاج القنابل بواسطة BTM في ليتشوورث في ظروف الحرب سريعًا على الإطلاق مثل ما حققه الأمريكيون لاحقًا في NCR في دايتون بولاية أوهايو.
| سنة | شهر | رقم |
|---|---|---|
| 1941 | ديسمبر | 12 |
| 1942 | ديسمبر | 40 |
| 1943 | يونيو | 72 |
| 1943 | ديسمبر | 87 |
| 1944 | ديسمبر | 152 |
| 1945 | يمكن | 155 |
تم تكليف الرقيب جونز بالمسؤولية الكاملة عن صيانة القنبلة من قبل إدوارد ترافيس . كان قائد السرب لاحقًا ولا ينبغي الخلط بينه وبين إريك جونز ، وكان أحد مهندسي صيانة القنابل الأصليين، وكان لديه خبرة في تقنيات BTM . قال ويلشمان إنه في وقت لاحق من الحرب عندما حاول أشخاص آخرون صيانتهم، أدركوا مدى حظهم لوجوده. كان على حوالي 15 مليون فرشاة سلكية دقيقة على الأسطوانات أن تتواصل بشكل موثوق مع المحطات الطرفية على القالب. كان هناك 104 فرشاة لكل أسطوانة، و720 أسطوانة لكل قنبلة، وفي النهاية حوالي 200 قنبلة. [52]
بعد الحرب العالمية الثانية، تم الاحتفاظ بحوالي خمسين قنبلة في قاعدة سلاح الجو الملكي في إيستكوت ، بينما تم تدمير الباقي. تم استخدام القنابل الباقية للعمل، ربما على شفرات الكتلة الشرقية . يستشهد سميث بالتاريخ الرسمي للقنبلة قائلاً: "كان من المقرر تخزين بعض هذه الآلات بعيدًا ولكن كان مطلوبًا من البعض الآخر تشغيل وظائف جديدة وتم الاحتفاظ بستة عشر آلة مشغولة نسبيًا بالقوائم". و"من المثير للاهتمام أن نلاحظ أن معظم الوظائف ظهرت وأن أوقات التشغيل والفحص وغيرها من الأوقات التي تم الحفاظ عليها كانت أسرع من أفضل الأوقات خلال فترات الحرب". [53]
الرد على لغز رباعي الدوارات
بدأ بلتشلي بارك برنامجًا لتصميم قنابل أسرع بكثير يمكنها فك تشفير نظام الدوارات الأربعة في وقت معقول. كان هناك تياران للتطوير. الأول، الاسم الرمزي كوبرا، مع وحدة استشعار إلكترونية، أنتج بواسطة تشارلز وين ويليامز من مؤسسة أبحاث الاتصالات (TRE) في مالفيرن وتومي فلاورز من مكتب البريد العام (GPO). [54] الآخر، الاسم الرمزي ماموث، صممه هارولد كين في BTM ، ليتشوورث. كان من المقرر التسليم الأولي في أغسطس أو سبتمبر 1942. [47] خلقت مشاريع التطوير المزدوجة توترًا كبيرًا بين الفريقين، وكلاهما ألقى بظلال من الشك على جدوى آلة الفريق المنافس. بعد تنافس داخلي كبير ونزاع، اضطر جوردون ويلشمان (مساعد مدير بلتشلي بارك للميكنة آنذاك) إلى التدخل لحل الموقف. في النهاية، أثبتت كوبرا أنها غير موثوقة ودخلت ماموث في الإنتاج على نطاق واسع. [55]
على عكس الوضع في بلتشلي بارك، لم تشترك القوات المسلحة للولايات المتحدة في خدمة تحليل الشفرات المشتركة. في الواقع، كان هناك تنافس كبير بين منشأة الجيش الأمريكي ، خدمة استخبارات الإشارات (SIS) ، ومنشأة البحرية الأمريكية المعروفة باسم OP-20-G . [56] قبل انضمام الولايات المتحدة إلى الحرب، كان هناك تعاون مع بريطانيا، وإن كان مع قدر كبير من الحذر من جانب بريطانيا بسبب الأهمية القصوى لعدم معرفة ألمانيا وحلفائها بأن شفرتها يتم فكها. على الرغم من بعض التعاون الجدير بالاهتمام بين محللي الشفرات، فقد استغرق رؤساؤهم بعض الوقت لتحقيق علاقة ثقة تم فيها استخدام القنابل البريطانية والأمريكية لتحقيق منفعة متبادلة.
في فبراير 1941، وصل الكابتن آبي سينكوف والملازم ليو روزن من الجيش الأمريكي، والملازمان البحريان الأمريكيان روبرت ويكس وبريسكوت كوريير، إلى بلتشلي بارك حاملين، من بين أشياء أخرى، نسخة طبق الأصل من آلة التشفير "الأرجوانية" للقسم الياباني في بلتشلي بارك في الكوخ 7. [ 57] عاد الأربعة إلى أمريكا بعد عشرة أسابيع، مع وحدة تحديد الاتجاه اللاسلكي البحرية والعديد من الوثائق [58] بما في ذلك "لغز ورقي". [59]
وكتب كورير في وقت لاحق:
كان هناك تعاون كامل. ذهبنا إلى كل مكان، بما في ذلك الكوخ 6. شاهدنا العملية بأكملها وشرحنا جميع التقنيات بالتفصيل. لقد تم إطلاعنا بشكل كامل على أحدث التقنيات في حل لغز إنجما وعمليات القنابل. كانت لدينا الفرصة الكافية لتدوين أكبر عدد ممكن من الملاحظات ومشاهدة جميع العمليات المعنية عن كثب. [60]
كان الرد الرئيسي على طائرة إنجما ذات الأربع دوارات هو قنبلة البحرية الأمريكية، والتي تم تصنيعها في منشآت أقل تقييدًا بكثير من تلك المتاحة في بريطانيا في زمن الحرب.
| سنة | شهر | رقم |
|---|---|---|
| 1943 | يونيو | 4 |
| 1943 | ديسمبر | 95 |
| 1944 | ديسمبر | 160 |
| 1945 | يمكن | 180 |
قنبلة البحرية الامريكية
قام العقيد جون تيلتمان ، الذي أصبح فيما بعد نائب المدير في بلتشلي بارك، بزيارة مكتب تحليل الشفرات التابع للبحرية الأمريكية ( OP-20-G ) في أبريل 1942 وأدرك الاهتمام الحيوي لأمريكا بفك رموز حركة الغواصات. دفعت الحاجة الملحة والشكوك حول عبء العمل الهندسي البريطاني والتقدم البطيء الولايات المتحدة إلى البدء في التحقيق في تصميمات قنبلة بحرية، بناءً على المخططات الكاملة ومخططات الأسلاك التي تلقاها ملازمو البحرية الأمريكية روبرت إيلي وجوزيف إيشوس في بلتشلي بارك في يوليو 1942. [62] [16] [63] تم طلب تمويل لجهود تطوير البحرية الكاملة بقيمة 2 مليون دولار في 3 سبتمبر 1942 وتمت الموافقة عليها في اليوم التالي.

سافر القائد إدوارد ترافيس ، نائب المدير وفرانك بيرش ، رئيس القسم البحري الألماني، من بلتشلي بارك إلى واشنطن في سبتمبر 1942. وبمساعدة كارل فريدريك هولدن ، مدير الاتصالات البحرية الأمريكية، أسسا في 2 أكتوبر 1942 اتفاقية بين المملكة المتحدة والولايات المتحدة والتي قد يكون لها "حق أقوى من اتفاقية BRUSA في كونها السلف لاتفاقية UKUSA "، كونها أول اتفاقية "لتأسيس علاقة Sigint الخاصة بين البلدين"، و"لقد حددت النموذج لـ UKUSA، حيث كانت الولايات المتحدة الشريك الأكبر في التحالف". [65] لقد أسست علاقة "تعاون كامل" بين بلتشلي بارك وOP-20-G. [16]
تم النظر في حل إلكتروني كامل لمشكلة القنبلة السريعة، [16] ولكن تم رفضه لأسباب عملية، وتم إبرام عقد مع شركة National Cash Register Corporation (NCR) في دايتون، أوهايو . أدى هذا إلى إنشاء مختبر الحوسبة البحرية للولايات المتحدة . [3] قاد جوزيف ديش من NCR التطوير الهندسي .
آلان تورينج ، الذي كتب مذكرة إلى OP-20-G (ربما في عام 1941)، [66] تم إعارته إلى بعثة الأركان المشتركة البريطانية في واشنطن في ديسمبر 1942، بسبب معرفته الواسعة بشكل استثنائي بالقنابل وطرق استخدامها. طُلب منه إلقاء نظرة على القنابل التي كانت NCR تصنعها وعلى أمان بعض معدات تشفير الكلام قيد التطوير في مختبرات بيل. [67] زار OP-20-G، وذهب إلى NCR في دايتون في 21 ديسمبر. كان قادرًا على إثبات أنه ليس من الضروري بناء 336 قنبلة، واحدة لكل طلب دوار محتمل، من خلال استخدام تقنيات مثل Banburismus . [16] تم تقليص الطلب الأولي إلى 96 آلة.
استخدمت قنابل البحرية الأمريكية أسطوانات لدوارات إنجما بنفس الطريقة التي استخدمتها القنابل البريطانية. كان لديهم ثمانية مكافئات لإنجما في المقدمة وثمانية في الخلف. تدور الأسطوانة السريعة بسرعة 1725 دورة في الدقيقة ، أي 34 ضعف سرعة القنابل البريطانية المبكرة. تم اكتشاف "التوقفات" إلكترونيًا باستخدام صمامات حرارية (أنابيب مفرغة) - معظمها ثيراترونات - للدوائر عالية السرعة. عندما تم العثور على "توقف" [68]، تجاوزت الآلة سرعتها مع إبطائها، وعكست إلى الموضع الذي تم العثور عليه وطبعته قبل إعادة التشغيل. كان وقت التشغيل لتشغيل 4 دوارات حوالي 20 دقيقة، ولتشغيل 3 دوارات، حوالي 50 ثانية. [69] كان عرض كل آلة 10 أقدام (3.0 م) وارتفاعها 7 أقدام (2.1 م) وعمقها 2 قدم (0.61 م) ووزنها 2.5 طن.
تم الانتهاء من أول آلة واختبارها في 3 مايو 1943. وبحلول 22 يونيو، تمكنت أول آلتين، المدعوتين "آدم" و"إيف"، من كسر شفرة بحرية ألمانية صعبة بشكل خاص، وهي إعدادات أوفيزير ليومي 9 و10 يونيو. [70] أفاد أ. بي. ماهون، الذي انضم إلى القسم البحري في الكوخ 8 في عام 1941، في كتابه الرسمي "تاريخ الكوخ الثامن 1939-1945" لعام 1945:
كانت القنبلة الأمريكية في أساسياتها مماثلة للقنبلة الإنجليزية، رغم أنها كانت تعمل بشكل أفضل إلى حد ما، حيث لم يكن هناك عوائق أمام تصنيعها، كما اضطر كين إلى القيام بذلك بسبب صعوبات الإنتاج، على إطار آلة ذات ثلاث عجلات. وبحلول أواخر الخريف [1943]، كانت الآلات الأمريكية الجديدة تدخل الخدمة بمعدل حوالي 2 في الأسبوع، وكان المجموع النهائي في حدود 125. [71]
كانت هذه القنابل أسرع، وسرعان ما أصبحت أكثر توفرًا، من القنابل البريطانية في حديقة بلتشلي ومحطاتها الخارجية. وبالتالي، تم استخدامها في أعمال الكوخ 6 وكذلك الكوخ 8. [72] في "التاريخ التشفيري للعمل على لغز البحرية الألمانية" الذي كتبه ألكسندر، كتب ما يلي.
عندما بدأ الأميركيون في إنتاج القنابل بأعداد كبيرة، كان هناك تبادل مستمر للإشارات - صناديق البريد، والمفاتيح، ونصوص الرسائل، والدردشة المشفرة وما إلى ذلك. كل هذا تم عن طريق الكابل حيث تم تشفيره أولاً على آلة التشفير الأنجلو أمريكية المشتركة، CCM. نظرًا لأن معظم الصناديق ذات أهمية تشغيلية عاجلة، فقد كان الاتصال السريع والفعال ضروريًا وتم الوصول إلى معيار عالٍ في هذا الشأن؛ إشارة أولوية الطوارئ المكونة من صندوق طويل مع صندوق بريد ونص رسالة متكرر كحماية ضد الفساد ستستغرق أقل من ساعة من الوقت الذي بدأنا فيه كتابة الإشارة في الكوخ 8 حتى اكتمال فك شفرتها في Op. 20 G. ونتيجة لهذا، تمكنا من استخدام قنابل Op. 20 G بسهولة تقريبًا كما لو كانت في إحدى محطاتنا الخارجية على بعد 20 أو 30 ميلاً. [73] الفصل الثامن الفقرة 11
توقف الإنتاج في سبتمبر 1944 بعد تصنيع 121 قنبلة. [69] آخر قنبلة تم تصنيعها للبحرية الأمريكية معروضة في المتحف الوطني الأمريكي للتشفير . يصف جاك إنجرام، أمين المتحف السابق، أنه أُبلغ بوجود قنبلة ثانية وبحث عنها لكنه لم يجدها كاملة. ما إذا كانت لا تزال مخزنة على شكل قطع، تنتظر اكتشافها، أو لم تعد موجودة، غير معروف.
قنبلة الجيش الأمريكي
كانت قنبلة الجيش الأمريكي مختلفة جسديًا عن قنابل البحرية البريطانية والأمريكية. تم توقيع عقد إنشائها مع مختبرات بيل في 30 سبتمبر 1942. [74] تم تصميم الآلة لتحليل حركة مرور 3 دوارات وليس 4 دوارات. كانت تُعرف باسم "003" أو "مدام إكس". [75] [76] لم تستخدم الطبول لتمثيل دوارات إنجما، بل استخدمت بدلاً من ذلك مرحلات من نوع الهاتف. ومع ذلك، يمكنها التعامل مع مشكلة واحدة لم تستطع القنابل ذات الطبول التعامل معها. [69] [72] تتكون مجموعة القنابل العشر من إجمالي 144 مكافئًا لـ إنجما، كل منها مثبتة على رف يبلغ طوله حوالي 7 أقدام (2.1 متر) وارتفاعه 8 أقدام (2.4 متر) وعرضه 6 بوصات (150 مم). كان هناك 12 محطة تحكم يمكنها تخصيص أي من مكافئات إنجما في التكوين المطلوب عن طريق لوحات التوصيل. لم تتطلب تغييرات ترتيب الدوارات العملية الميكانيكية لتغيير الطبول، ولكن تم تحقيق ذلك في حوالي نصف دقيقة عن طريق أزرار الضغط. [68] استغرق تشغيل 3 دوارات حوالي 10 دقائق. [69]
إعادة بناء القنبلة
في عام 1994، بدأت مجموعة بقيادة جون هاربر من جمعية الحفاظ على الكمبيوتر BCS مشروعًا لبناء نسخة طبق الأصل من قنبلة. [77] تطلب المشروع بحثًا مفصلاً، واستغرق ثلاثة عشر عامًا من الجهد قبل اكتمال النسخة، والتي تم عرضها بعد ذلك في متحف بلتشلي بارك. في مارس 2009، فازت بجائزة التراث الهندسي. [78] تم نقل إعادة بناء القنبلة إلى المتحف الوطني للحوسبة في بلتشلي بارك في مايو 2018، [79] أعيد افتتاح المعرض الجديد رسميًا في 23 يونيو 2018. [80]
المحاكيات
- قنبلة افتراضية - محاكاة ثلاثية الأبعاد عبر الإنترنت لقنبلة تورينج-ويلشمان
- محاكي قنبلة تورينج وقنبلة البحرية الأمريكية
انظر أيضا
ملحوظات
- ^ ويلشمان 2005، ص 138-145.
- ^ ويلكوكس 2001، ص 33.
- ^ ab Wenger 1945.
- ^ سميث 2007، ص 60.
- ^ ab Welchman 2005، ص 77.
- ^ فيتزجيرالد، جون؛ لارسن، بيتر جورم؛ موخيرجي، بول؛ بلات، نيكو؛ فيرهوف، مارسيل (6 ديسمبر 2005). تصميمات معتمدة للأنظمة الموجهة للكائنات. رقم ISBN 9781846281075.
- ^ سايمون سينغ (26 يناير 2011). كتاب الشفرات: علم السرية من مصر القديمة إلى التشفير الكمي. رقم ISBN 9780307787842.
- ^ بوديانسكي 2000، ص 195.
- ^ سيباج-مونتيفيوري 2004، ص 375.
- ^ كارتر، ص 1.
- ^ كارتر 2010.
- ^ Sale, Tony. "Military Use of the Enigma: The complexity of the Enigma machine". www.codesandciphers.org.uk . تم الاسترجاع في 10 نوفمبر 2019 .
- ^ يذكر خان 1991، ص 40، أن آلة إنجما المبكرة استخدمت 3 دوارات في الآلة، ولكن 5 دوارات كانت متاحة. وهذا من شأنه أن ينتج حوالي مليون موضع بداية محتمل. وبدلاً من 26 موضعًا، كان لآلة إنجما البحرية المبكرة 29 موضعًا لأنها تضمنت 3 أحرف مع علامات التشكيل.
- ^ كاهن 1991، ص 40 يصف المخاوف الألمانية بشأن هجوم التراكب.
- ^ كان (1991، ص 43)، صرح، "على وجه الخصوص، قبلت الاستنتاجات غير المريحة لدراسة أجراها الملازم هينو لوكان، ضابط الراديو الثاني في البارجة الحربية إلساس ، والتي تفيد بأن آلة إنيجما لم تلبي المتطلبات الحديثة من حيث الأمان المادي أو التشفيري".
- ^ اي بي سي دي بوديانسكي 2000، ص 238-242.
- ^ ab Sale, Tony , مراجعة سريعة لآلة إنجما وخصائصها الفيزيائية والتشغيلية , تم الاسترجاع في 9 يونيو 2011
- ^ Sale, Tony , "The Principle of the Enigma", The Enigma cipher machine , تم الاسترجاع في 4 فبراير 2010
- ^ "Enigma M4: Naval 4-wheel Enigma". متحف التشفير . تم الاسترجاع في 18 سبتمبر 2020 .
- ^ هاربر 2007.
- ^ يحدد موضع الشق الدوراني الموضع الذي يتقدم عنده الدوار التالي خطوة واحدة من الدوران الكامل للدوار
- ^ Sale, Tony , الاستخدام العسكري لجهاز Enigma: تعقيد آلة Enigma , تم الاسترجاع في 4 يناير 2014
- ^ ماهون 1945، ص 24.
- ^ ويلشمان 2005، ص 120.
- ^ Sale, Tony , Virtual Wartime Bletchley Park: Alan Turing, the Enigma and the Bombe , تم الاسترجاع في 28 فبراير 2010
- ^ بيع، توني ، قنبلة تورينج/ويلشمان،
تذكر أن الطبلة العلوية السريعة على القنبلة تتوافق مع الطبلة البطيئة اليسرى على آلة إنجما.
- ^ فرقة أمن الإشارات 6812 التابعة للجيش الأمريكي (15 يونيو 1945). "تقرير قنبلة US 6812" (PDF) . تم الاسترجاع في 5 ديسمبر 2023 .
- ^ كارتر، ص 4.
- ^ Sale, Tony , Virtual Wartime Bletchley Park: The Bombe and the Ringstellung problem , تم استرجاعه في 30 يونيو 2011
- ^ كارتر، ص 3.
- ^ سميث 2007.
- ^ Ellsbury 1988، الفصل 2 وصف القنبلة.
- ^ ويلكوكس 2001، ص 12.
- ^ إلسبيري 1988، الفصل الرابع كيف عملت القنبلة.
- ^ الكسندر ج. 1945، الفصل. أنا الفقرة. 44.
- ^ هينسلي، رانسوم ونايت 1988، ص 954.
- ^ كان 1991، ص 116-117.
- ^ رايت 2016.
- ^ إرسكين، رالف. "الحلفاء يكسرون اللغز البحري". uboat.net . تم الاسترجاع في 6 فبراير 2017 .
- ^ كان 1991، ص 117-118.
- ^ "المحطات الخارجية - تاريخ موجز"، Bletchley Park Jewels ، تم أرشفته من الأصل في 14 يونيو 2011 ، تم استرجاعه في 1 مايو 2010
- ^ وينتربوثام 2001، ص 15.
- ^ ماري ستيوارت، مشغلة "القنبلة"، أجريت مقابلة معها في "الرجال الذين فكوا لغز إنجما"، سلسلة وثائقية لقناة تاريخ المملكة المتحدة "أبطال الحرب العالمية الثانية"، 2003
- ^ "محطات خارجية من الحديقة"، جواهر حديقة بلتشلي ، تم أرشفتها من الأصل في 13 ديسمبر 2009 ، تم استرجاعها في 16 أبريل 2010
- ^ تومز، سوزان (2005)، إنجما واتصال إيستكوت، تم أرشفته من الأصل في 4 ديسمبر 2008 ، تم استرجاعه في 16 أبريل 2010
- ^ ويلشمان 2005، ص 139، 141.
- ^ أب Budiansky 2000، ص 359-360.
- ^ هاربر 2007، “أنواع القنابل” .
- ^ كوبلاند، ب. جاك ، محرر (2006)، العملاق: أسرار أجهزة الكمبيوتر التي تكسر الشفرات في بلتشلي بارك ، أكسفورد: مطبعة جامعة أكسفورد، ص 285، رقم ISBN 978-0-19-284055-4
- ^ هاربر 2007، "التعاريف" .
- ^ الكسندر ج. 1945، الفصل. الخامس، الفقرة. 3.
- ^ ويلشمان 2005، ص 147
- ^ سميث 2007، ص 206.
- ^ سميث 2014، ص 213.
- ^ سميث 2014، ص 213-214.
- ^ بوديانسكي 2000، ص 87.
- ^ بوديانسكي 2000، ص 176.
- ^ بوديانسكي 2000، ص 179.
- ^ Jacobsen, Philip H. (2000), British provision of German marine Enigma information, archived from the original on 11 July 2011 , restored 26 March 2010
- ^ سميث 2007، ص 134.
- ^ الكسندر ج. 1945، الفصل. الفقرة الخامسة 3.
- ^ DeBrosse & Burke 2004، ص 74.
- ^ ويلكوكس 2001، ص 21.
- ^ DeBrosse, Jim (2015), Film snubs Ohioans' role breaking Enigma, Cincinnati.com: جزء من شبكة USA Today
- ^ إرسكين، رالف (صيف 1999)، "اتفاقية هولدن بشأن الاستخبارات البحرية: أول عملية استخبارات برية أمريكية؟"، الاستخبارات والأمن الوطني ، 14 (2): 187-197، doi :10.1080/02684529908432545
- ^ تورينج، آلان (حوالي 1941)، "مذكرة إلى OP-20-G حول لغز البحرية"، في كوبلاند، جاك ب . (المحرر)، تورينج الأساسي: كتابات أساسية في الحوسبة والمنطق والفلسفة والذكاء الاصطناعي والحياة الاصطناعية بالإضافة إلى أسرار لغز ، أكسفورد: مطبعة جامعة أكسفورد، ص 341-352، رقم ISBN 0-19-825080-0
- ^ كوبلاند، ب. جاك (2012)، تورينج: رائد عصر المعلومات ، أكسفورد: مطبعة جامعة أكسفورد، ص 81-84، ISBN 978-0-19-963979-3
- ^ ab Wenger 1945، ص 51.
- ^ abcd Wenger 1945، ص 52.
- ^ بوديانسكي 2000، ص 294-295.
- ^ ماهون 1945، ص 89.
- ^ ab Welchman 2005، ص 135.
- ^ ألكسندر حوالي عام 1945.
- ^ سيباج-مونتيفيوري 2004، ص 254.
- ^ فارلي 1990، ص 12.
- ^ بيرك 2002، ص 136.
- ^ "القنبلة تتصدر استطلاعات رأي المهندسين". جمعية الحفاظ على الكمبيوتر . تم استرجاعه في 6 فبراير 2017 .
- ^ British Computer Society (2009), BCS bombe team received award (تم النشر في 31 مارس 2009)، تم أرشفة النسخة الأصلية في 7 أغسطس 2016 ، تم استرجاعها في 22 مايو 2009
- ^ "وصول القنبلة". المتحف الوطني للحوسبة . 1 مايو 2018. مؤرشف من الأصل في 22 يونيو 2018. تم الاسترجاع 22 يونيو 2018 .
- ^ "افتتاح معرض بومبي في 23 يونيو". المتحف الوطني للحوسبة . 7 يونيو 2018. تم الاسترجاع في 22 يونيو 2018 .
مراجع
- ألكسندر، سي هيو أو دي. (حوالي عام 1945)، تاريخ التشفير للعمل على لغز البحرية الألمانية، الأرشيف الوطني، كيو، مرجع HW 25/1
- بوديانسكي، ستيفن (2000)، معركة الأذكياء: القصة الكاملة لكسر الشفرات في الحرب العالمية الثانية ، دار النشر فري برس، رقم ISBN 978-0-684-85932-3
- بيرك، كولين ب. (2002) [1994]، لم يكن الأمر كله سحرًا: النضال المبكر لأتمتة تحليل الشفرات، من ثلاثينيات إلى ستينيات القرن العشرين (PDF) ، فورت ميد: مركز تاريخ التشفير، وكالة الأمن القومي، محفوظ من الأصل (PDF) في 5 مارس 2016
- كارتر، فرانك، من "محطات" القنبلة إلى مفاتيح إنجما (PDF) ، أوراق تقنية، ميلتون كينز: مؤسسة بلتشلي بارك، مؤرشفة من الأصل (PDF) في 8 يناير 2010
- كارتر، فرانك (2010)، "قنبلة تورينج"، مجلة رذرفورد ، 3 ، ISSN 1177-1380
- ديفيز، دونالد (أبريل 1999)، "القنبلة - آلة منطقية رائعة"، Cryptologia ، 23 (2): 108-138، doi :10.1080/0161-119991887793، ISSN 0161-1194
- ديفيز، دونالد (يوليو 1999)، "فعالية اللوحة القطرية"، Cryptologia ، 23 (3): 229-239، doi :10.1080/0161-119991887865، ISSN 0161-1194
- دي بروس، جيم؛ بيرك، كولين (2004)، السر في المبنى 26: القصة غير المروية عن حرب أمريكا ضد رموز لغز الغواصات ، دار راندوم هاوس، رقم ISBN 978-0375508073
- إلسبيري، جراهام (1988)، قنبلة تورينج: ما كانت عليه وكيف عملت ، تم استرجاعها في 1 مايو 2010
- فارلي، روبرت د. (1990)، مقابلة تاريخية شفوية NSA-OH-14-83 Campaigne، Howard، Dr. 29 June 1983 (PDF) ، وكالة الأمن القومي الأمريكية، تم أرشفته من الأصل (PDF) في 18 سبتمبر 2013 ، تم استرجاعه في 3 يناير 2014
- هاربر، جون (2007)، القنبلة البريطانية: مشروع إعادة البناء CANTAB
- هينسلي، ف. هـ ؛ رانسوم، سي. إف. جي؛ نايت، آر. سي. سي (1988)، الاستخبارات البريطانية في الحرب العالمية الثانية: المجلد 3، الجزء 2: المجلد 3 ، كامبريدج: مطبعة جامعة كامبريدج، رقم ISBN 978-0-521-35196-6
- كان، ديفيد (1991)، الاستيلاء على اللغز: السباق لكسر شفرات الغواصات الألمانية، 1939-1943 ، هوتون ميفلين، رقم ISBN 0-395-42739-8
- كين، جون (2003)، هارولد "دوك" كين وقنبلة بليتشلي بارك ، كليوبوري مورتيمر، إنجلترا: إم آند إم بالدوين، رقم ISBN 978-0-947712-42-6
- ماهون، أ. ب. (1945)، تاريخ الكوخ الثامن 1939 - 1945، مرجع الأرشيف الوطني بالمملكة المتحدة، HW 25/2 ، تم استرجاعه في 10 ديسمبر 2009
- Sale, Tony , "Alan Turing, the Enigma and the Bombe", Virtual Wartime Bletchley Park , تم الاسترجاع في 1 مايو 2010
- سيباغ مونتيفيوري، هيو (2004) [2000]، لغز: معركة من أجل الكود (طبعة كاسيل ميليتاري بيبر باك)، لندن: وايدنفيلد ونيكلسون، رقم ISBN 978-0-297-84251-4
- سميث، كريستوفر (2014)، "كيف تعلمت التوقف عن القلق وحب القنبلة: البحث والتطوير الآلي ومنتزه بليتشلي"، تاريخ العلوم ، 52 (2): 200-222، doi :10.1177/0073275314529861، S2CID 145181963
- سميث، مايكل (2007) [1998]، المحطة إكس: كاسرو الشفرات في بلتشلي بارك ، سلسلة بان جراند ستراتيجي (بان بوكس، الطبعة المنقحة والموسعة)، لندن: بان ماكميلان المحدودة، رقم ISBN 978-0-330-41929-1
- الجيش الأمريكي (1945)، "تقرير قصف الفرقة 6812 الأمريكية في إيستكوت 1944"، أكواد وشفرات توني سيل ، محفوظ من الأصل في 22 يوليو 2009 ، تم استرجاعه في 1 مايو 2010
- ويلشمان، جوردون (2005) [1997]، قصة الكوخ السادس: كسر رموز إنجما ، كليوبوري مورتيمر، إنجلترا: إم آند إم بالدوين، رقم ISBN 9780947712341طبعة جديدة محدثة من كتاب " Welchman, Gordon (1982)، The Hut Six Story: Breaking the Enigma Codes" ، لندن: Allen Lane، ISBN 0-7139-1294-4"مع ملحق يتكون من ورقة كتبها ويلشمان عام 1986 لتصحيح سوء فهمه في طبعة عام 1982."
- Wenger, JN; Engstrom, HT; Meader, RI (30 May 1944), تاريخ مشروع القنبلة: مذكرة لمدير الاتصالات البحرية، متحف البحارة (نُشر عام 1998)، مؤرشف من الأصل في 16 يونيو 2010
- Wenger, JN (12 فبراير 1945)، "الملحق الثاني: قنبلة تحليل الشفرات للجيش الأمريكي"، حل اللغز: تاريخ قنبلة تحليل الشفرات، كتيب وكالة الأمن القومي ، مؤرشف من الأصل في 2 أكتوبر 2014 ، تم استرجاعه في 24 يناير 2017(أيضًا، مجموعة سجلات إدارة الأرشيف والسجلات الوطنية رقم 457، الملف رقم 35701.)
- ويلكوكس، جينيفر إي (2001)، "حول اللغز"، حل اللغز: تاريخ القنبلة التحليلية المشفرة، كتيب صادر عن وكالة الأمن القومي، مركز تاريخ التشفير، وكالة الأمن القومي، ASIN B0006RLRA4، محفوظ من الأصل في 17 مارس 2010 ، تم استرجاعه في 9 أبريل 2010
- وينتربوثام، ف. و. (2001) [1974]، السر الفائق ، دار أوريون للنشر، رقم ISBN 0-7528-3751-6
- رايت، جون (2016)، "انتصار قنبلة تورينج وأول فك تشفير باستخدام آلة إنجما البحرية"، Cryptologia ، 41 (4): 295–328، doi :10.1080/01611194.2016.1219786، S2CID 205488462
روابط خارجية
- محاكي القنبلة (بالجافا سكريبت)
- متحف التعلم - بومبي: تحدي آلة إنجما ذات الأربع دوارات
- إنجما وقنبلة تورينج بقلم ن. شايلور، 17 أبريل 1997. يتضمن جهاز محاكاة ( تطبيق Java و C )
- كاسرو شيفرة دايتون - فيلم وثائقي عن قنبلة البحرية الأمريكية؛ معلومات عن ديش، وأفراد من مختبر الحوسبة البحرية الأمريكية.
- محاكي لكل من تورينج وقنابل البحرية الأمريكية
- كسر شفرات البحرية الألمانية - رسائل Enigma M4 من U534: تم كسرها باستخدام برنامج Turing Bombe
- آلات تشفير إنجما في متحف التشفير.
