Už na začátku 1. světové války nastal prudký rozvoj radioelektroniky. Bezdrátová telegrafie si velmi rychle našla místo ve vojenské komunikaci a postupně se stávala nenahraditelnou. Umožnil to prudký rozvoj potřebných technologií. V roce 1906 vynalezl Lee de Forest triodu, což je elektronka, pomocí které bylo možné zesilovat slabé signály. Rádiová stanice se náhle vešla na psací stůl a k zajištění provozu už nepotřebovala dobře cvičené strojníky jako předchozí jiskrová zařízení. Tím se stala dostupnou pro široký okruh uživatelů, nejen pro vojáky ale také pro diplomaty, zpravodajské a policejní složky a v neposlední řadě i pro ryze komerční účely.
Jenže každá mince má dvě strany. Snadnost rádiové komunikace byla vyvážená neméně snadnou možností jí odposlouchávat, aniž by o tom komunikující stanice mohly vědět. Ochrana přenášených informací se stala velmi důležitou. Dosavadní způsoby šifrování založené na ručních šifrách již přestaly vyhovovat. Pokud byly takovéto šifry správně používané, byly s dobovými prostředky rozluštitelné jen obtížně. Jenže obrovský objem přenášených informací které bylo třeba chránit způsoboval chyby šifrantů, které byly protistranou hbitě využívány. Na škodu byla i pomalost ručního šifrování. Nadešel čas proces šifrování mechanizovat.
Na jeho začátku stály nejrůznější nápady, dosti často bizarní. K jejich studiu doporučuji zájemcům internet, dále se totiž budeme zabývat jen těmi systémy, které se ujaly a ovlivnily další desetiletí. Jedná se o rotorové mechanické případně elektromechanické stroje, z nichž nejrozšířenější byly známy pod názvy Purpurový kód, ENIGMA a HAGELIN. Jejich princip je podobný, je to soustava rotorů na společné ose, která se otáčí obdobně, jako třeba mechanické počítadlo kilometrů v automobilu. První rotor se pootočí o stanovený počet a postrčí druhý rotor, který stejným způsobem postrčí další rotor. Na rozdíl od auta, které má toto postrkování dekadické, je zde použito nesoudělných čísel, čímž se už u tří rotorů dosáhne velmi dlouhé periody, než se rotory dostanou opět do výchozí polohy. Každý rotor má na každém svém boku 26 kontaktů (shodný s počtem písmen použité abecedy), které jsou uvnitř disku navzájem propojeny tak, že jednomu kontaktu na levé straně přísluší druhý kontakt na pravé straně, ale na jiném místě. Po obvodu rotoru jsou vyznačená písmena abecedy. Na obrázku dole je rozebraný rotor, na kterém je vše vidět, jen místo písmen jsou zde číslice.
obr.II-01 pohled na rozebraný rotor
převzato z http://enigma.umww.pl/en/
Na začátku šifrování se rotory ručně nastaví podle hesla a otevřený text se píše na klávesnici, podobné jako u psacího stroje. Každá klávesa způsobí jiné pootočení prvního rotoru a následně i těch zbývajících. Rotory si vůči sobě vzájemně vymění polohu, propojí se příslušné kontakty a tím je vygenerována zašifrovaná podoba stisknutého písmene. Její presentace byla různá, např. u strojů ENIGMA byla nad klávesnicí umístěná deska se 26 kontrolkami, přiřazenými každému písmenu. Ta, která se rozsvítila, představovala zašifrovaný text. Purpurový kód měl dva oddělené, ale elektricky propojené stroje, na jednom probíhalo vlastní šifrování, na druhém se zobrazuje výsledek. Některé stroje, např. sovětská FIALKA, uměly zašifrovaným textem rovnou perforovat dálnopisnou pásku. Rotorové šifrovací stroje sloužily až do nástupu výpočetní techniky, někdy i o kus déle. Již zmíněná sovětská FIALKA se v naší armádě vyskytovala ještě na začátku devadesátých let a byla určená pro ochranu komunikací na úrovni velení VS. Podle některých zdrojů jí NSA dokázala luštit jen několik málo let po jejím zavedení. Proti výpočetní technice nemají mechanické šifrátory šanci, zde se historie opakuje stejně jako v případě šifer ručních. Simulátor stroje ENIGMA je ke stažení např. zde: http://users.telenet.be/d.rijmenants/en/enigmasim.htm, vřele doporučuji každému zájemci o její podrobnější popis a funkce.
obr.II-02 Šifrovací stroj ENIGMA
Převzato z http://www.bbc.co.uk/history/topics/enigma
obr.II-03 Sovětský šifrovací stroj FIALKA
Takovéto šifrovací stroje způsobily doslova převrat. Kryptologové byli postaveni před zcela nové úlohy a museli si osvojit úplně jiné metody luštění, než jaké se používaly několik minulých století. Zároveň si všichni v houstnoucí atmosféře meziválečné Evropy velmi dobře uvědomovali, co znamená takovéto šifrování v budoucím konfliktu, jehož blízkost byla cítit. Nepřekvapí, že jako první se do díla pustili Poláci.
Na začátku dvacátých let zkonstruoval německý elektroinženýr Arthur Scherbius první komerčně využitelný rotorový šifrovací stroj, na který později získal i patent. Jeho kvality si brzy všimli nejen v německé armádě, ale i kryptologové zemí, které Německo považovaly za budoucího nepřítele. A zde se poprvé vynořuje postava polského matematika Mariana Rejewskeho, který na začátku třicátých let dokázal popsat vnitřní vazby enigmy a položit základy, na kterých na ní šlo později úspěšně zaútočit. Pomohlo mu nejen jeho matematické vzdělání ale i informace, které byly za peníze získány od německého šifranta, pracujícího na německém ministerstvu obrany jménem Hans-Thilo Schmidt. Ten Francouzům prodal manuály od enigmy, které byly neprodleně předány Rejewskemu. Je nepopsatelné, za co všechno vděčí evropská civilisace tomuto nenápadnému chlápkovi, o kterém se dnes ani moc neví.
obr.II-04 Marian Rejewski
Foto převzato z https://io9.gizmodo.com/5950138/did-pol ... lan-turing
Rejewski musel Polsko opustit, ale výsledky své práce předal Francouzům a Britům, kteří pod vedením Alana Turinga v jeho práci pokračovali a dovedli jí do úspěšného konce.
