Kryptologi under 2. verdenskrig Ivan Damgård, Datalogisk Institut, Århus Universitet

1. Kryptologi under 2. verdenskrig Ivan Damgård, Datalogisk Institut, Århus Universitet

2. Tiden før og under 2. verdenskrig • Kryptologi bruges mest i militære kredse • Konfidentialitet næsten det eneste relevante problem • Udviklingen er løbet fra ”krypto i hånden”, i stedet bruges elektro-mekaniske maskiner.

3. ENIGMA • Kryptomaskine, opfundet af Scherbius i Tyskland i 20-erne. • Overtaget af det tyske militær og fjernet fra det kommercielle marked. • Videreudviklet og brugt af tyskerne før krigen til kommunikation med bl.a. ambassader i andre lande. • Brudt af den polske efterretningstjeneste få år før Polen blev besat. • Metoden, oplysninger m.v. blev givet videre til England før krigen.

4. Hvordan virkede Enigma? Oprindelig ide Det endelig design, nemmere at bruge, men svagere.

5. Enigma

6. Hvordan blev Enigma brudt: Oprindelig bestod nøglen af rotorernes startpositioner, deres rækkefølge og ledningernes placering på plugboardet. Polakkerne havde lavet en maskine kaldet ”Bomba” der lignede Enigma, men som kunne gennemsøge et antal muligheder for nøglen. Man udnyttede at operatørerne var instrueret i at sende tre tilfældigt valgte bogstaver to gange før selve meddelelsen. Dette skulle fortalte modtageren hvordan han skulle ændre maskinens opsætning, men var faktisk en væsentlig svaghed. I 1938 videreudviklede tyskerne Enigma: der blev lavet i alt 5 rotorer, så man nu også kunne vælge hvilke 3 der skulle bruges. Polakkerne havde ikke ressourcer til at bryde dette.

7. Bletchley Park – den britiske central for kodebrydning Her blev arbejdet med at bryde Enigma fortsat, under ledelse af matematikeren Alan Turing. Bletchley Park havde under krigen ansat op til 10.000 personer der arbejdede i døgnskift.

8. Turing og Co’s angreb på Enigma Man byggede en nye og større udgave af Bomba’en, kaldet ”the Bomb”. Man udnyttede kvalificerede gæt på hvordan en meddelelse startede, samt Enigmaens fundamentale svaghed, at et bogstav ikke kan dekrypteres til sig selv. Hvis gættet var rigtigt, kunne man udelukke et stort antal muligheder for nøglen. ”The Bomb” kunne så gennemløbe alle de resterende muligheder. Desværre efterlod den masser af falske løsninger, så et stort håndarbejde var nødvendigt for at udelukke de forkerte muligheder. Turing gennemført en kompliceret matematisk analyse af maskinens opførsel, så man vidste noget om hvordan maskinen skulle sættes op for at minimere antal falske løsninger.

9. Den nye Enigma I 1942 udviklede man en ny udgave, der havde 4 rotorer og var langt sikrere. Den blev bl.a. brugt af de tyske U-både i Atlanterhavet. Det tog Bletchley park fra februar til december 1942 at bryde den nye maskine. Man erobrede et eksemplar af den nye maskine.The Bomb kunne så igen bryde koden. Nøglen skiftede hver dag, man kunne typisk bryde 20 ud af 25 Enigmaer i tiden fra morgen til middag.

10. Lorenz Kryptering (The Fish) - var en meget stærkere kode, Tyskerne brugte til strategiske meddelelser af højeste prioritet. Englænderne brød den ved hjælp af verdens første programmerbare elektroniske computer Collossus. Atter en gang vhj.af kendt eller gættet klartekst, tyske operatørfejl og gennemsøgning af et stort antal muligheder.

11. Betydningen af arbejdet med kodebrydning. • Tyskerne mistænkte aldrig at Enigma og The Fish var blevet brudt. • De tyske eksperter forsikrede ledelsen om at der ingen fare var, tog ikke hensyn til muligheden af ”maskinel” analyse af systemerne. • Tyskerne fortsatte med at bruge koderne, og Englænderne havde kendskab til stort set al kommunikation. Englænderne kunne lokalisere et stort antal tyske agenter i England og sende falske informationer på deres vegne. De tyske ubåde i Atlanterhavet fik deres succes rate reduceret til 1/3. Folk der arbejdede i Bletchley under krigen vurderer at de allierede formentlig ville have vundet krigen alligevel uden disse fordele, men den ville have været mindst 3-4 år længere.