Вадим Гребенников - Европейская криптология. История спецсвязи

Именно он стал прообразом дискового (роторного) шифратора, позже изобретенного Шербиусом и обстоятельно описанного в его очередной патентной заявке. И хотя диски в этом шифраторе применялись только для превращения цифровых последовательностей, в подобных ему устройствах Шербиус увеличил количество контактов с 10 до 26, поэтому эти устройства полностью могли использоваться для шифрования букв.

Ещё 18 февраля 1918 года Шербиус направил запрос на получение патента на роторную шифровальную машину и совместно с Рихардом Риттером учредил компанию «Scherbius & Ritter». Они пытались наладить отношения с немецкими ВМФ и МИД, но на тот момент те не были заинтересованы в шифровальных машинах.

В дальнейшем они зарегистрировали патенты на предприятие «Gewerkschaft Securitas», которое 9 июля 1923 года учредило корпорацию производителей шифровальных машин «Chiffriermaschinen AG». Шербиус и Риттер входили в её Совет директоров.

Шербиус назвал свою машину «Энигма» (нем. Enigma — загадка). «Энигма» имела существенное отличие от других дисковых шифраторов: движение шифродисков управлялось специальными зубчатыми колёсами, чтобы сделать его неравномерным. Изначальное количество зубцов было слишком малым, чтобы существенно усложнить раскрытие шифратора, однако в более поздних моделях «Энигмы» этот недостаток был устранён.

Машина имела вращающиеся на одной оси диски (роторы), которые обеспечивали более миллиона вариантов шифра простой замены, обусловленного текущим положением дисков. На каждой стороне диска по окружности располагалось 25 электрических контактов, столько же, сколько было букв в алфавите. Контакты по обе стороны диска соединялись попарно в случайном порядке 25 проводами, формирующими замену символов.

Диски складывались вместе так, чтоб их контакты, касаясь друг друга, обеспечивали прохождение электрических импульсов сквозь весь пакет дисков. Перед началом работы диски устанавливались так, чтобы получалось определённое ключевое слово, а при нажатии клавиши и кодировании очередного символа правый диск вращался на один шаг. После того, как он делал полный оборот, на один шаг вращался следующий диск. Таким образом, создавался ключ намного длиннее, чем текст сообщения.

Например, на первом правом диске провод от контакта, соответствующий букве «U», был присоединён к контакту буквы «F» на другой его стороне. Если же диск вращался на один шаг, то это уже отвечало замене следующей за «U» буквы «V» на следующую за «F» букву «G».

Поскольку диски сталкивались контактами, то электрический импульс от нажатой клавиши с буквой исходного текста, прежде чем достигал выхода, делал несколько замен: по одной в каждом диске. Для усложнения расшифровывания диски каждый день переставлялись местами или менялись. Последующее совершенствование этой машины сделало движение дисков хаотическим, а их количество постоянно увеличивалось (от 3 до 8). Всё устройство могло поместиться в портфеле и было таким простым, что обслуживалось обычными связистами.

Следовательно, ключами в «Энигме» были:

— изначальное расположение роторов;

— установка вращающихся роторов в определенную позицию;

— соединение пар розеток с помощью шнуров (при наличии коммутационной панели).

То есть общее количество возможных ключей выражались числом из 92 знаков. Кроме того, периодически происходила смена ключей, а любое сообщение должно было содержать не менее десяти групп из пяти букв в каждой, что усложняло дешифровку математическими методами.

Корпорация «Chiffriermaschinen AG» начала рекламировать роторную машину модели «Enigma A», которая была выставлена на показ на конгрессе Международного почтового союза в 1923 и 1924 годах. Машина была тяжёлой и очень большой и напоминала печатную машину. Её размеры были 65х45х35 см, и весила она около 50 кг.

Позже была представлена модель «В». Модели «А» и «В» были совсем не похожи на более поздние версии (были разных размеров и формы). Отличались они и с шифровальной точки зрения — в них не было рефлектора, который был предложен коллегой Шербиуса — Вилли Корном и был установлен на модели «С» в 1926 году.

Модель «С» была меньше по размеру и более портативной, чем предшественники. Она имела рефлектор — отражатель: все его контакты располагались исключительно на одной стороне и были соединены только между собой. Импульс, который приходил на этот шифродиск, разворачивался на 180 градусов и опять отправлялся через шифродиски, через которых он только что прошёл, но другим путём. В этой модели уже не было печатной машинки, чтобы заменить дополнительного оператора, следящего за лампочками, отсюда и альтернативное название «Glowlamp Enigma». В 1927 году на замену модели «С» пришла модель «D».

На первых порах «Enigma» не имела особого спроса — в 1926-28 годах Рейхсвер (военное ведомство Веймарской республики, которая существовала на территории Германии в 1919-35 годах, — до прихода к власти Гитлера) приобрёл всего несколько её экземпляров для своего ВМФ.

В 1934 году Шербиус отошёл от этого проекта, но им занялись доктор Рудольф Хеймсоэт и Элсбэт Ринке. С этого момента начался настоящий бум продажи этих машин — их торговая фирма «Heimsoeth & Rinke» с 1935 года и до второй половины Второй Мировой войны поставляла разные модели и модификации «Энигмы» как немецким, так и иностранным ведомствам — Испании, Италии и Японии. Всего было продано свыше 1000 экземпляров.

Немецкий ВМФ первым начал использовать машины «Enigma». Модель, которая была названа «Радиоключ С» (нем. Funkschlussel С), начала разрабатываться с 1925 года и выпускаться с 1929 года. Клавиатура и панель с лампочками состояли из 29 букв от «A» до «Z», а также «A», «O» и «U», расположенных в алфавитном порядке, в отличие от системы «QWERTZU».

Роторы имели по 28 контактов, буква «X» передавалась непосредственно, то есть не шифровалась. Три ротора из пяти и рефлектор могли быть установлены в четыре разных позиции, обозначенной буквами «α», «β», «γ» и «δ». Незначительные исправления в машину были внесены в июле 1933 года.

15 июля 1928 года вермахт внедрил свою собственную модель — «Enigma G», которая была модифицирована в июне 1930 года в модель «Enigma I». Она была также известна как «Военная Энигма», широко использовавшаяся немецкой военной властью и другими государственными организациями (например, железной дорогой) во время Второй Мировой войны.

Значительной разницей между «Enigma I» и коммерческой моделью была коммутационная панель для замены пар букв, состоявшая из 26 пар розеток и штепселей и позволявшая делать ещё одну перестановку в поступлении сигнала на систему роторов, чем значительно повышала уровень защиты шифрограмм. Также были и другие отличия: использование неподвижного рефлектора и перемещение прорезей с тела ротора на подвижные буквенные кольца. Машина имела размеры 28х34х15 см и весила около 12 кг.