Når danske ingeniørstuderende på DTU skal lære om moderne kryptologi, så kan de hente inspiration i en lille transportabel kodemaskine fra 2. Verdenskrig.
Den tyske Enigma satte standarden for kodemaskiner, og den er et skoleeksempel på, at den part, der forstår at holde på sine hemmeligheder i en krig, er foran på point, mens den part, hvis hemmeligheder bliver afluret, er bagud.
Enigmamaskinen lignede en gammeldags skrivemaskine. Dens simplicitet og brugervenlighed gjorde, at det var muligt for enhver telegrafist at sende kodede meddelelser og modtage meddelelser i kode og afkode dem.
»De principper vi bruger i dag til kryptering er de samme som blev brugt til Enigmamaskinen. Der bruges blot endnu flere komponenter i nutidens kryptologi,« fortæller Lars Ramkilde Knudsen, der er professor på DTU Matematik.
\ Fakta
VIDEO
Se hvordan Enigmamaskinen fungerer i denne video
»Det er jo også derfor, at vi har en enigmamaskine stående her ude på DTU. For at de studerende kan få lov til selv at få koden ind under fingrene.«
Enigma var brugervenlig
Enigmamaskinen fungerede efter et uhyre simpelt princip. Man indstillede maskinen til en given kode ifølge en håndbog, hvor hver enkelt dag, havde sin egen kode. Så skrev man sin klartekst eksempelvis 'Ubåde ud for Anholt'.
Den besked blev af maskinen oversat til kryptotekst
:
'jfuhg mq slp rwmapo'. Telegrafisten kunne så sende beskeden afsted som almindelig morsekode, for selv om de allierede kunne opsnappe beskeden, havde de ingen jordisk chance for at forstå. Modtageren af beskeden satte sig så ned og indstillede sin Enigmamaskine til kode 915 og skrev kryptoteksten: 'jfuhg mq slp rwmapo'. Hvorefter man kunne læse klarteksten 'Ubåde ud for Anholt'.
\ Fakta
VIDSTE DU
Enigma har 3 eller 4 rotorer, der hver har alfabetets 26 bogstaver. Derudover har man på Enigma mulighed for manuelt på Enigmaens Steckerbrett at forbinde alfabetets bogstaver med hinanden, så der opstår en yderligere kodning.
Enigmamaskinen fungerede altså både som en koder og en afkoder. Men den var oprindeligt slet ikke udviklet til militærhemmeligheder. Den var blevet udviklet knap 20 år tidligere til at udveksle fortrolige bankinformationer med, og den kunne købes af helt almindelige mennesker.
Men nu var 2. Verdenskrig i fuld gang og tyskerne brugte maskinen til at kommunikere helt uforstyrret, uden at de allierede forstod, hvad de talte om.
Station X
Den tyske kode måtte derfor brydes. Englænderne satte alt ind på det. Det engelske krigsministerium indrettede sig på et stort landsted med tilhørende landsby 80 km. uden for London.
\ Fakta
Her på Station X, som stedet blev kaldt, kunne flere end 1.000 matematikere og ingeniører arbejde uforstyrret langt væk fra nysgerrige blikke og ikke mindst langt væk fra blitzen over London, bomberegnen, der hver nat hærgede London.
Allerede inden 2.Verdenskrig brød ud, havde Polen formået at bryde en udgave af den tyske Enigma, og de havde bygget to polske udgaver af Enigmamaskinen. Da tyskerne invaderede Polen i efteråret 1939, blev Enigmakopierne i al hast hemmeligt bragt til London.
Verdens første computer brød koden
Krigsministeriet satte den brilliante matematiker Allan Turing til at lede opgaven. Han anses for at være grundlæggeren af computervidenskaben. Han konstruerede en stor maskine, som blev kaldt The Bombe Machine. I princippet var det 1.000 parallelle enigmamaskiner, der konstant stod og afprøvede mulige koder.
Den stod og kørte dag ud og dag ind og forsøgte at bryde koden. Ved hjælp af den kodede tekst og kvalificerede gæt fra englændernes side, kunne de i slutningen af krigen bryde tyskernes kode på 12 timer .
Med på en lytter
\ Fakta
ENIGMA I DANMARK
Lige før tyskerne overgav sig i Danmark i maj 1945 fik de besked på at ødelægge deres Enigmamaskiner. En af dem blev smidt i Væmmingbund i Jylland. Den blev senere fisket op af en lokal fisker, og doneret til Post- og Telemuseum. Den maskine er udlånt til Experimentarium til særudstillingen Spion, sammen med Forsvarets Efterretningstjenestes velbevarede eksemplar.
I starten af 1940 fik englænderne fat på tyskernes kodebøger og andet materiale. Det var en stor hjælp til at afkode tyskerne meddelelser. »Hvis man skulle gå systematisk til værks så er der et hav af bogstavskombinationer. Og det vil tage en evighed at afprøve alle de muligheder. Så derfor benyttede man matematiske strukturer, for at indsnævre mulighederne for bogstavskombinationer,« fortæller Lars Ramkilde Knudsen.
Enigma havde desuden en lille medfødt fejl. Et bogstav kunne aldrig krypteres som sig selv. På den måde kunne man tage et element ud af ligningen, der skulle bryde tyskernes koder
»Det sjove er, man taler om Enigma og glemmer helt at både de allierede og japanerne også havde kodemaskiner, der faktisk var bedre end Enigma. Men den blev berømt, fordi man formåede at bryde koden. Man mener, at krigen blev forkortet med et år, fordi de allierede kunne lytte med på tyskernes kommunikation,« siger Lars Ramkilde Knudsen.
\ Moderne kryptering
Den amerikanske regering offentliggjorde i 2001 en krypteringsstandard, kaldet AES (Advanced Encryption Standard), som siden er taget i brug over hele verden. Enigmamaskinen krypterer et bogstav ad ganden, men i AES krypterer man 16 bogstaver ad gangen.
Bogstaverne sættes ind i en matrix med 4 rækker og 4 søjler. Bogstaverne krypteres herefter i alt 10 gange. En kryptering foregår på følgende måde. Først byttes hvert bogstav ud med et andet via opslag i en tabel.
Dernæst mikses de fire bogstaver i hver søjle, og til slut bytter man rundt på bogstaverne i hver række. Tabellen som benyttes er beregnet på forhånd ved hjælp af avanceret matematik. Mere præcist benytter man såkaldte multiplikative inverse i et endeligt legeme med 256 elementer.
Tabellen i AES regnes for at være den stærkest mulige af slagsen.
»Vi regner med at der vil gå ihvertifald 20 år før nogen vil være i nærheden af at knække AES,« fortæller Lars Ramkilde Knudsen, som selv var dybt involveret i udviklingen af standarden.
