فك شفرة إنيجما
لطالما كانت الرموز السرية والاتصالات المشفرة جزءاً من الحرب لقرون عدة، ويعود تاريخ أقدمها المعروف إلى عام 400 قبل الميلاد. تسمح الرموز بإخفاء الرسائل ونقلها بشكل آمن، وهو أمر حيوي في الحرب لأنه إذا عرف العدو خططك، يمكنه الرد وفقاً لذلك.
في أحلك أيام الحرب العالمية الثانية، اعتمد الجيش الألماني خلال أحلك أيام الحرب العالمية الثانية على جهاز يبدو أنه لا يُقهر لتأمين اتصالاتهم: آلة شفرة إنيجما. كانت آلة الكتابة الكهربائية هذه تولد رسائل اعتقد القادة الألمان أنها آمنة تمامًا، مما منحهم ميزة مدمرة في عمليات مثل معركة المحيط الأطلسي. لم يكن التحدي الذي واجه الحلفاء هو الفوز في الحرب فحسب، بل كان التحدي الذي واجهه الحلفاء هو اختراق جدار السرية المطلقة هذا. وقد وقعت هذه المهمة الضخمة على عاتق مجموعة سرية من المفكرين والعلماء والعباقرة غريبي الأطوار الذين اجتمعوا في عقار ريفي سري في باكينجهامشير: بلتشلي بارك.
عناصر الرمز الآمن
يمكنك إنشاء رمز بسيط عن طريق تبديل الأحرف، على سبيل المثال، استبدال A بـ B و B بـ C وهكذا. وينتج عن ذلك رسالة لا تزال تتوافق مع الأبجدية الإنجليزية بشكل فردي ولكنها تبدو بلا معنى للوهلة الأولى. ومع ذلك، من السهل كسر مثل هذه الشفرة لأن الأنماط الأساسية للغة تظل كما هي، مما يجعل من السهل على شخص ما عكس هندسة الاستبدال. بشكل عام، يعد التعرف على الأنماط من أكثر الطرق فعالية لفك الشفرات: بمجرد تحديد النمط، يمكنك ببساطة عكسه للكشف عن الرسالة الأصلية.
الهدف من ذلك هو زيادة تعقيد التشفير بحيث لا يمكن تخمين مفتاح فك التشفير أو حلّه، والذي يُطلق عليه اسم الشيفرة. يمكنك تغيير الحروف واستخدام لغة أخرى، على سبيل المثال، أو استخدام الأرقام لإضافة المزيد من التعقيد.
من الممكن أيضًا إنشاء أكواد غير قابلة للكسر، ولكن لا يمكن استخدامها إلا مرة واحدة فقط، ولا توجد قيمة تذكر في إنشاء رمز جديد في كل مرة ترسل فيها رسالة.
الحل المثالي هو رمز معقد في آن واحد و تتغير باستمرار، ولكن من السهل أيضًا على أصدقائك وحلفائك قراءتها.
ما هو جهاز إنيجما؟
كانت شفرة إنيجما فعالة بشكل مرعب بسبب تعقيدها الميكانيكي. فقد كانت تبدو كآلة كاتبة معقدة، لكن طريقة عملها الداخلية كانت تحفة هندسية رائعة مصممة لإتقان التشفير.
استخدمت الآلة ثلاثة مكونات أساسية للتشويش على الرسالة:
الدوارات (الدوارات (سكرامبلر)
في البداية كان هناك ثلاث عجلات (تضمنت الطرازات البحرية اللاحقة ثمانية)، يحتوي كل منها على 26 وصلة كهربائية. عند الضغط على أحد المفاتيح، كانت الإشارة الكهربائية تمر عبر هذه العجلات الثلاث، والتي كانت تدور بعد كل حرف، مما يؤدي إلى تغيير تسلسل التشفير باستمرار.
لوحة التوصيل (ستيكربريت)
أضاف هذا المكون طبقة أخيرة من التعقيد. يمكن للمشغّلين تبديل أزواج الحروف يدويًا (على سبيل المثال، توصيل A بـ J، و J بـ A) قبل وبعد وصول الإشارة إلى الدوّارات. زادت هذه الخطوة وحدها من عدد الإعدادات الممكنة بعدة ملايين من الإعدادات الممكنة.
العاكس (أومخروالزه)
أرسل هذا المكون الإشارة مرة أخرى عبر الدوّارات باستخدام مسار مختلف، مما يضمن أنك إذا كتبت ‘A’ تحصل على ‘Q’، ولكن إذا كتبت ‘Q’ تحصل على ‘A’.
كانت نتيجة هذه الطبقات تعني أن عدد إعدادات المفاتيح اليومية المحتملة، أي مفتاح شيفرة إنيجما اليومي، كان أكبر من 158 مليون مليون مليون! ولكي يتمكن الحلفاء من فك هذه الشفرة، لم يكن بمقدورهم التخمين فقط، بل كانوا بحاجة إلى نهج منهجي ثوري.
قواطع شفرات بلتشلي
في حين أن حديقة بلتشلي بارك تشتهر بكونها المركز النهائي لفك الشفرات، فإن البداية الحقيقية للحل تكمن في الشرق، في بولندا. فالعمل التأسيسي الحاسم، الذي غالبًا ما يتم تجاهله بشكل مأساوي بسبب السرية اللاحقة، قام به عالم الرياضيات البولندي اللامع ماريان ريجوسكي.
بدءًا من أوائل الثلاثينيات من القرن العشرين، استخدم ريجوسكي وفريقه في مكتب الشفرات البولندي الرياضيات البحتة لعكس هندسة أسلاك آلة إنيجما دون أن يروا آلة كهربية. لقد طوروا آلة كهروميكانيكية تسمى بومبا (سميت على اسم نوع من الآيس كريم) لاختبار الإعدادات المحتملة.
عندما أصبحت الحرب حتمية، أدرك الفريق البولندي الأهمية الاستراتيجية للنتائج التي توصلوا إليها. ففي اجتماع حاسم عُقد في وارسو قبل أسابيع فقط من الغزو الألماني لبولندا في يوليو 1939، شارك الفريق معرفته الكاملة، بما في ذلك النماذج الرياضية والتصميمات الخاصة بومبا, مع المخابرات البريطانية والفرنسية. كان هذا الفعل من السخاء الفكري أمرًا حيويًا للغاية؛ فقد منح صانعي الشفرات البريطانيين أسبقية هائلة. وأصبح ذلك هدية ثمينة من الوقت الذي أثبت أنه لا يقدر بثمن في المجهود الحربي.
وقعت مهمة توسيع نطاق هذا الحل للتعامل مع الحجم الهائل من حركة المرور الألمانية في زمن الحرب على عاتق مدرسة الشفرة الحكومية ومدرسة سايفر (GC&CS)، التي كانت موجودة سرًا في بلتشلي بارك.
كان صانعو الشفرات في بلتشلي مجموعة متنوعة وغير تقليدية بشكل مذهل. فبدلاً من الاعتماد فقط على الخبرة العسكرية، قاموا بتجنيد العقول اللامعة بطرق غير متوقعة. اشتهر عن البحرية الملكية أنها وضعت كلمات متقاطعة مشفرة في ديلي تلغراف الصحيفة؛ ودُعي الأبطال الذين حلوها بسرعة لإجراء مقابلات معهم. وسرعان ما امتلأ الحرم الجامعي بعلماء الرياضيات وأساتذة الشطرنج واللغويين والكلاسيكيين وحتى المؤرخين. كانت مجموعة من أكثر العقول الغريبة التي يمكن أن تجدها بريطانيا.
تم تقسيم العمل إلى أقسام شديدة التخصص، عُرفت بأرقام ‘الكوخ’ الخاصة بها: ركز الكوخ رقم 6 على حل شفرة Enigma الخاصة بالجيش الألماني والقوات الجوية، بينما كان الكوخ رقم 8 مخصصًا لحل شفرة Enigma البحرية الألمانية الأكثر تعقيدًا. وقد وظّف هذا الجهد التعاوني الضخم أكثر من 10,000 شخص بحلول نهاية الحرب، وكانت الغالبية العظمى منهم من النساء.
آلان تورينج وشفرة إنيجما
كان حجر الزاوية في الحل البريطاني هو عبقرية آلان تورينج. كان تورينج عالم رياضيات من جامعة كامبريدج يتمتع بعقل مدهش، وقد أُسندت إليه مهمة إنشاء آلة يمكنها البحث تلقائيًا عن إعدادات المفاتيح اليومية، وتكييف بومبا المفهوم.
كانت أولى رؤى تورينج الرئيسية هي تحديد الخلل التشغيلي في Enigma نفسها: كان العاكس يعني أن الرسالة يمكن أن أبداً أن يتم تشفيرها على أنها نفسها (لا يمكن تشفير A إلى A). هذا القيد الذي يبدو صغيرًا قلل بشكل كبير من عدد الاحتمالات ووفر الرافعة اللازمة لفك شفرة إنيجما.
هو من وضع تصور وتصميم المتحف البريطاني بومبا (سميت فيما بعد بـ بومبي). كانت هذه الآلة الكهروميكانيكية العملاقة في جوهرها آلة حل ألغاز منطقية عملاقة لا هوادة فيها. صممها هارولد كين في الشركة البريطانية لآلات الجدولة في بريطانيا، وكانت الآلة الأولى التي أطلق عليها اسم النصر, بدأ العمل في مارس 1940.
كسر اللغز
كان فك الشفرات في بلتشلي سباقًا يوميًا مع الزمن يعتمد على الذكاء البشري وآلات تورينج على حد سواء.
كانت العملية منهجية:
- سيليز وسيليز بدأ العمل البشري الحيوي الحيوي بتخمين العبارات الشائعة المعروفة باسم “أسرّة”. عرف المشغلون أن الانضباط الألماني لم يكن مثاليًا. زودت الرسائل التي يمكن التنبؤ بها (مثل تقارير الطقس، أو التحية المعتادة، أو عبارة “لا شيء للإبلاغ عنه”) مفككي الشفرات بنص عادي محتمل يتطابق مع جزء من النص المشفر المعترض. هذا التكرار جعل من السهل ملاحظة الأنماط.
- عمل القنبلة السرير - ربما تسلسل قصير مثل ويتربيريتشت (تقرير الطقس) - تم توصيله سلكيًا في جهاز Bombe. ثم اختبرت الآلة بسرعة مئات الملايين من إعدادات الدوار ووصلات لوحة التوصيل، في محاولة للعثور على سيناريو يمكن أن ينتج فيه السرير المختار النص المشفر المقابل. إذا وجدت الآلة تناقضًا (مثل تشفير A إلى A)، فإنها تستبعد هذا الإعداد بأكمله.
- التوقّف عندما تعثر القنبلة على تركيبة تبدو متسقة رياضيًا، فإنها “تتوقف”. وهذا يعني أن المشغلين وجدوا مجموعة من الإعدادات الرئيسية المحتملة للغاية.
- الاختبار النهائي: كان المحللون البشريون يأخذون هذه الإعدادات القليلة ويقومون بتشغيلها على نسخة مبسطة من Enigma، مما يكشف عن النص العادي ويقدم المعلومات الاستخباراتية.
وبحلول نهاية الحرب، كانت بلتشلي قد أنشأت أكثر من 200 جهاز بومبس، تعمل مجتمعةً على مدار 24 ساعة في اليوم، لتقرأ بشكل فعال كميات هائلة من الاتصالات الألمانية عالية المستوى في الوقت الفعلي تقريباً.
وبمجرد اكتمال فك التشفير، يتم تسليم الرسائل إلى المخابرات البريطانية لتقييمها ونشرها.
الأثر والإرث
أُطلق على المعلومات الاستخباراتية المستمدة من كسر شفرة Enigma اسم Ultra. لم تكن هذه المعلومات مجرد معلومات مفيدة، بل كانت ضرورية وحاسمة من الناحية الاستراتيجية.
خلال معركة المحيط الأطلسي، وفرت Ultra مواقع ومسارات “مجموعات الغواصات ”الذئب". وقد سمحت هذه المعلومات الاستخباراتية بتغيير مسار قوافل الحلفاء التي كانت تحمل المواد الغذائية والإمدادات الأساسية إلى المملكة المتحدة لتجنب الخطر، مما أدى إلى إنقاذ عدد لا يحصى من السفن والأرواح. يُقدّر العديد من المؤرخين أن هذه المعلومات الاستخباراتية قللت من مدة الحرب بعامين على الأقل.
والمأساة الكبرى هي أنه بسبب عقود من السرية المفروضة (لم تُرفع السرية عن العمل إلا في السبعينيات)، حُرم قواطع شفرات بلتشلي - وخاصة الرواد مثل آلان تورينج - من الحصول على التقدير الذي يستحقونه خلال حياتهم. ومع ذلك، فإن عملهم، ولا سيما الإطار النظري والميكانيكي الذي وضعه تورينغ لجهاز البومبي، معترف به اليوم باعتباره الأساس الجوهري لتطوير الحاسوب الحديث، والتشفير الحديث الذي يحمي الخصوصية والتجارة على الإنترنت، والعصر الرقمي بأكمله. لم يكسب الفريق في بلتشلي بارك حربًا سرية فحسب؛ بل دفعوا العالم إلى المستقبل.
انطلق إلى أبعد من ذلك مع طلاب الجيش
إذا كنت ترغب في الذهاب إلى أبعد من ذلك، فإن طلاب الجيش يقدمون فرصة فريدة من نوعها للتحدي الشخصي والنمو. إن الدور الحديث للاتصالات والتشفير والأمن السيبراني هو جزء من نظم الاتصالات والمعلومات وحدة منهج التلميذ العسكري. ابحث عن أقرب مفرزة لك اليوم.
الصور مرخصة بموجب المشاع الإبداعي
