Основываясь на шифровальном диске, созданном голландцем Хуго Кохом, «Энигму» разработал немецкий инженер Артур Шербиус, запатентовавший свое изобретение 18 февраля 1918 года.

Первоначально «Энигма» была коммерческим продуктом. Шербиус развернул энергичную деятельность с целью повышения спроса на шифратор. В 1923 году он выставил его на съезде Международного почтового союза. «Энигма» стала широко рекламироваться на радио и в прессе. Однако, несмотря на активную рекламную кампанию, дела у Шербиуса шли неважно. Потенциальных покупателей отпугивала слишком высокая цена. Считанные экземпляры шифратора были приобретены армиями различных государств и компаниями связи, но с массовыми закупками никто не спешил.

Английские криптоаналитики ознакомились с устройством «Энигмы» в июне 1924 года. Германская компания Chiffrier-maschinen AG, производившая этот шифратор, предложила британскому правительству закупить партию аппаратов по цене около 200 долл. за штуку. В ответ правительство Великобритании предложило немцам зарегистрировать аппарат в Британском патентном бюро. Лишь при таком условии рассмотрение сделки полагалось возможным. Германская компания согласилась и предоставила в Бюро полную документацию с описанием работы шифратора.

В результате криптографическая спецслужба Британии получила доступ к криптосхеме коммерческой версии «Энигмы».

В середине 1920-х годов немецкие военные пришли к выводу о необходимости принятия мер по усилению безопасности своих линий связи, для чего было решено использовать «Энигму». В 1925 году Шербиус приступил к массовому производству своего шифратора. Начиная со следующего года, им стали оснащаться вооруженные силы и спецслужбы Германии.

Наиболее востребованными «Энигмы» стали после прихода Гитлера к власти в Германии в 1933 году, когда началось серьезное перевооружение армии. До Второй мировой войны и во время нее было выпущено около двухсот тысяч экземпляров шифратора, они применялись во всех видах германских вооруженных сил, в абвере (немецкой военной разведке) и в службе безопасности.

Кратко опишем устройство шифратора. Первоначально он состоял из трех вращающихся на одной оси барабанов – дисков (позже их стало больше). На каждой стороне диска, представлявшего собой зубчатое колесо, по окружности имелось двадцать шесть электрических контактов – по числу букв в латинском алфавите. Контакты с обеих сторон случайным образом соединялись внутри диска двадцатью шестью проводами, формировавшими замену символов. Диски складывались вместе и их контакты, касаясь друг друга, обеспечивали прохождение электрических импульсов сквозь весь набор дисков на регистрирующее устройство. На боковой поверхности дисков был нанесен алфавит. Перед началом работы диски поворачивались таким образом, чтобы установилось кодовое слово.

В момент нажатия клавиши происходило шифрование очередного знака открытого текста. При этом электрический импульс поступал с клавиатуры и проходил через систему дисков, после чего левый диск поворачивался на один шаг. Движение дисков происходило как в счетчике электроэнергии. После того как первый диск делал полный оборот, на один шаг поворачивался второй диск. После полного поворота второго диска сдвигался на один шаг третий диск.

После прохождения через три диска электрический сигнал поступал на рефлектор, который представлял собой тринадцать проводников, соединявших пары различных контактов на задней стороне третьего диска. С его помощью сигнал шел обратно через диски, но уже по другому пути. Выходивший из системы дисков сигнал поступал на лампочку-индикатор, которая указывала на букву шифрованного текста.

Как правило, с «Энигмой» работали три человека. Один зачитывал открытый текст, другой набирал его на клавиатуре, третий считывал шифртекст с ламп и записывал его.

«Энигма» была портативной (размером с пишущую машинку), работала от батареи, имела деревянный футляр. Один из недостатков шифратора заключался в том, что на первых порах он не был снабжен печатающим устройством для воспроизводства шифртекста, впрочем, в более поздних модификации это неудобство был устранено.

В 1930 году «Энигма» была модернизирована. В ее конструкцию включили штепсельную (коммутационную) панель из двадцати шести пар розеток и штепселей. С помощью этой панели осуществлялась дополнительная замена знаков перед тем, как знаки открытого текста в виде электрических сигналов поступали с клавиатуры на систему дисков, и после того, как они ее покидали. У коммерческих вариантов шифратора такая панель отсутствовала.

Ключами шифратора являлись следующие элементы.

Коммутации дисков. Они формировали долговременный ключ шифратора. Заметим, что количество возможных коммутаций для одного диска равно числу 26! = =26X25X... X2 X1 различных перестановок двадцати шести элементов, что составляет приблизительно 4 X10 (26) вариантов.

Выбор дисков из комплекта и взаимное расположение их в шифраторе. Всего в комплекте имелось пять дисков, в шифратор устанавливались три. Количество различных вариантов выбора этих трех дисков равно десяти. Три диска можно переставить шестью различными способами. Поэтому всего получается 60 вариантов. Выбор дисков также был элементом долговременного ключа. Начальное положение дисков. Для каждого диска – 26 вариантов, для трех дисков – 2(63) = 17 576. Это был разовый ключ.

Коммутация штепсельной панели (менялась достаточно часто).

Первыми успехов в дешифровании «Энигмы» достигли польские криптографы. Польская криптографическая служба была образована сразу же после провозглашения независимости страны. Во время гражданской войны в России и советскопольской войны поляки перехватывали и дешифровали советские военные и дипломатические сообщения. Так, 2-й отдел польского Генерального штаба только за август 1920 года дешифровал 410 секретных телеграмм, подписанных Троцким, Тухачевским, Гаем и Якиром.

Во время наступления Красной армии на Варшаву в том же году поляки организовали ложный узел связи, с помощью которого им удалось заставить армию Тухачевского отступить к Житомиру [9, 14]. Однако уже в середине 1920-х годов среди потенциальных противников Польши оказалась Германия.

Структура польского «Бюро шифров» в те времена включала в себя четыре отдела:

отдел польских шифров (защита собственных линий связи);
отдел радиоразведки;
отдел русских шифров;
отдел немецких шифров.

С 1926 года польские радиоразведчики стали перехватывать немецкие сообщения, зашифрованные новым неизвестным им шифратором – «Энигмой». В январе 1929 года на варшавскую таможню из посольства Германии в Польше пришло уведомление, согласно которому необходимо было как можно скорее передать работникам посольства коробку, попавшую по недоразумению на варшавскую таможню. Когда заинтригованные поляки вскрыли коробку, в ней они обнаружили коммерческий вариант «Энигмы». По другой версии первое знакомство поляков с ним произошло еще раньше – в 1927 году.

По поручению начальника польского шифрбюро майора Гвидо Лангера на таможню незамедлительно прибыли инженеры-специалисты радиотехнической фирмы AVA, работавшие в тесном контакте с шифрбюро. Руководил ими Антоний Палльтх – не только инженер и совладелец фирмы, но и криптоаналитик. Эти люди тщательно изучили попавший в руки польских таможенников экземпляр «Энигмы», после чего немецкая шифровальная машина была передана в посольство Германии. Никаких протестов оттуда не последовало: по-видимому, никто из работников посольства не заподозрил, что поляки ознакомились с содержимым коробки.

Однако попытки сотрудников польского шифрбюро прочесть немецкие сообщения, засекреченные с помощью «Энигмы», не дали результата. Дело в том, что в министерстве обороны Германии был принят на вооружение шифратор, отличавшийся от коммерческого варианта «Энигмы».

В 1928–1929 годах в Познани были организованы курсы по изучению криптографии для студентов-математиков со знанием немецкого языка. Упор сделали на углубление математических знаний. Таким образом, поляки начали активную подготовку специалистов-криптографов. В Познаньском университете прочитал курс лекций по криптологии начальник «немецкого» отдела шифрбюро министерства обороны Польши лейтенант Максимилиан Ченжский. В числе примерно 20 студентов курса были Мариан Режевский (другая транскрипция Раевский), Генрих Зыгальский и Ежи Розицкий. Эти специалисты впоследствии поступили на службу в шифрбюро и первыми получили результаты по дешифрованию «Энигмы». По поводу важности математической подготовки для криптоаналитика М. Режевский с гордостью отметил: «Мы, поляки, поняли это раньше других». Именно в Польше разработали первый математический аппарат для дешифрования «Энигмы» и дешифровали некоторые перехваченные криптограммы [45]. Следует отметить, что в конце 1920-х начале 1930-х годов польские криптографы считались весьма авторитетными специалистами. Так, например, японцы пригласили читать лекции по криптографии специалиста по кодам, капитана польской армии Яна Ковалевского. Позже к нему в Польшу была направлена группа японских студентов, среди которых был Ризобар Ито (впоследствии крупный японский криптограф), занимавшийся разработкой шифров ишифрмашин, а также криптоанализом (в частности, он вскрыл шифрсистему типа Playfair, которая применялась в 1930-е годы на английских линиях связи) [33].

В 1931 году польские криптоаналитики получили весьма существенную помощь из Франции. Летом того года сотрудник шифрбюро министерства обороны Германии Ганс-Тило Шмидт через французское посольство в Берлине предложил продать правительству Франции имевшиеся у него секретные документы. Среди них Шмидт особо выделил руководства по эксплуатации новейшей немецкой шифровальной машиной «Энигма». Осенью того же года Шмидт несколько раз встретился с представителями Второго бюро – разведывательной спецслужбы Франции.

В шифрбюро, где Шмидт состоял на службе, изготавливались шифры и ключевая документация, которые использовались в вооруженных силах Германии. Именно эти материалы он и продал французам.

В контакт со Шмидтом вступили агент Второго бюро немец по национальности Рудольф Лемуан (настоящая фамилия Шталлман) и начальник шифровального отдела Второго бюро Гюстав Бертран. Шмидт передал им справочное руководство по «Энигме» и обещал добыть действующие ключевые установки для шифратора. Лемуан и Бертран поняли, что французская разведка получила источник ценнейшей информации, которая может оказать большую помощь в обеспечении безопасности Франции.

Вскоре с информацией, полученной от Шмидта, были ознакомлены французские криптографы. Они выяснили, что из этих материалов становится ясно, как шифровать сообщения при помощи «Энигмы», однако они не позволяют читать немецкие шифрсообщения. Бертран был очень разочарован этим отзывом и решил проконсультироваться с английскими специалистами: их мнение совпало с французским. Бертрану было известно, что поляки также ведут работы по дешифрованию «Энигмы». Он попросил у руководства разрешения передать информацию Шмидта польским коллегам, и оно было получено.

Информация французов о немецком шифраторе оказалась для поляков крайне полезной. Бертран передал фотокопию руководства по использованию «Энигмы» Лангеру. После ее изучения в польском шифрбюро было сделано заключение о том, что немецкие военные адаптировали для собственных нужд коммерческий вариант шифрмашины. Однако сотрудники польского шифрбюро подтвердили вердикт, вынесенный им французскими коллегами: полученные от Бертрана материалы не позволяют читать немецкую военную переписку. В связи с этим Лангер попросил Бертрана попытаться раздобыть через своего агента ключевые установки для «Энигмы». Вскоре, когда Шмидт передал их французам, они были незамедлительно отосланы в Польшу. В мае и сентябре 1932 года от Шмидта были получены новые ключевые установки для «Энигмы», которые снова были доведены до сведения Лангера. При этом следует отметить, что поляки не торопились делиться информацией о том, насколько им удалось продвинуться во взломе «Энигмы», с французами.

Бертран отправился в Варшаву, где выразил Лангеру крайнюю обеспокоенность отсутствием результатов в работе по дешифрованию «Энигмы». Тот попросил Бертрана проявить побольше терпения и пообещал, что он будет первым, кто узнает об успехах польских криптоаналитиков. Начальник польского шифрбюро пояснил, что сначала требуется создать действующий образец «Энигмы» (на самом деле он уже был создан) и только после этого можно будет приступить непосредственно к чтению немецких шифрованных сообщений [8], [20].

Используя полученную от французов информацию, поляки добились значительных успехов в дешифровании «Энигмы». Фактически, они начали читать немецкий шифратор примерно с 1933 года.
Окончание следует.