fot.Bundesarchiv/Grupp/CC-BY-SA 3.0 Jak to się stało, że tuż przed wybuchem II wojny nasz wywiad nie potrafił odczytać wiadomości szyfrowanych Enigmą?

Enigma początkowo służyła zatajaniu korespondencji handlowej. Dość szybko znalazła jednak nowe zastosowanie – w niemieckich siłach zbrojnych. Rozgryzienie mechanizmu jej działania w czasie II wojny światowej ocaliło tysiące istnień. Jaki naprawdę był wkład Polaków w ten sukces? 

W 1918 roku niemiecki inżynier Artur Scheribius wystosował wniosek o przyznanie patentu na wirnikową maszynę szyfrującą. Na tym etapie niemiecka Kriegsmarine oraz Ministerstwo Spraw Zagranicznych nie okazywały zainteresowania wynalazkiem. Scheribius wraz z Richardem Ritterem założył więc firmę Chiffriermaschinen Aktien-Gesellschaft.

Już w 1923 roku wspólnicy zaprezentowali Enigmę A, rok później model B. Obydwa były ciężkie i duże. Dopiero kolejne wersje – C i D – stały się lżejsze oraz poręczniejsze. Można je było nawet przenosić. Co ciekawe, druga z nich, czyli Enigma D, była wykorzystywana także poza Niemcami. Używano jej między innymi w Japonii, Hiszpanii, USA, Anglii, Szwecji oraz w Polsce. Trafiały tam oczywiście modele cywilne. Jednocześnie jednak prace nad udoskonaleniem maszyny i dostosowaniem jej do własnych celów prowadziło także wojsko. Wkrótce siły zbrojne zaczęły wysyłać pierwsze zaszyfrowane przez Enigmę wiadomości.

Równocześnie swoją sieć wywiadowczą rozwijali Polacy. Kryptografią i kryptoanalizą zajmowało się Biuro Szyfrów, które powstało jako komórka organizacyjna Oddziału II Sztabu Generalnego Wojska Polskiego. Podzielone zostało na referaty: szyfry własne, radiowywiad, szyfry rosyjskie oraz szyfry niemieckie. Referat Niemiecki do 1937 roku znajdował się w Pałacu Saskim w Warszawie. Następnie przeniesiono go do specjalnie wybudowanych obiektów w Lesie Kabackim.

Biuro posiadało tak zwane stacje pelengacyjne, które zajmowały się całodobowym nasłuchem stacji radiowych innych krajów. W kierunku zachodnim działały trzy stacje. Na wschód skierowano ich więcej – cztery – ponieważ to właśnie Związek Radziecki uznano za główne zagrożenie dla II RP.

fot.domena publiczna Początkowo Enigmę wykorzystywano w sektorze cywilnym. Na ilustracji rysunek z amerykańskiego patentu uzyskanego przez Artura Scherbiusa w 1928 roku.

Łamanie szyfru

15 lipca 1928 roku polski wywiad przejął szyfr wysłany przez wojska lądowe zachodniego sąsiada. Co ciekawe, już dwa lata wcześniej Kriegsmarine wysłała zaszyfrowaną Enigmą wiadomość, lecz nie trafiła ona do naszego wywiadu. Wszystko przez to, że nie śledził on łączności floty niemieckiej.

Niedługo po przechwyceniu pierwszej wiadomości postanowiono włączyć do dekryptażu profesjonalnych matematyków. Zaangażowano też… studentów matematyki z Poznania – szukano tych, którzy znają język niemiecki. Przygotowano dla nich kursy kryptologiczne. W grupie wybranych znalazła się trójka pasjonatów, którzy odegrali znaczną rolę w rozszyfrowaniu Enigmy. Byli to Marian Rejewski, Henryk Zygalski i Jerzy Różycki. Przystąpili oni do prac nad rozszyfrowaniem klucza Enigmy w 1932 roku. Szybko doszli do wniosku, że rzeczywiście można zastosować matematyczne metody do odnalezienia klucza wiadomości. Nierozwiązanym problemem pozostawało jednak połączenie mechanizmu szyfrującego.

Na szczęście z pomocą przyszedł wywiad francuski. W 1931 roku kryptograf Gustave Bertrand uzyskał cenne informacje na temat Enigmy od szpiega Hansa-Thilo Schmidta (pseudonim Asche). Mimo to sojusznicy znad Sekwany nie potrafili wykorzystać zdobytej wiedzy. Nie powiodło się też Brytyjczykom, więc w końcu postanowiono przekazać wskazówki wywiadowi polskiemu.

Co zawierały pomocne doniesienia? Zawierały one niemieckie instrukcje operacyjne obsługi Enigmy oraz dwa arkusze miesięcznych ustawień kluczy. Jak się okazało, były to wiadomości wręcz bezcenne. Rejewski, wykorzystując posiadane dane, zdołał ustalić wewnętrzne połączenia wszystkich wirników szyfrujących. Teraz trzeba było już tylko zdobyć informacje o połączeniu 26 klawiszy klawiatury przewodami do wirnika wejściowego.

Artykuł powstał między innymi na podstawie książki Kacpra Śledzińskiego „W tajnej służbie. Wojna wywiadów w II RP”, która właśnie ukazała się nakładem wydawnictwa Znak Horyzont

Na szczęście i tę łamigłówkę udało się rozgryźć. Jak? Otóż wywiad polski posiadał wersję cywilną Enigmy, w której układ połączeń był zgodny z kierunkiem ruchu wskazówek zegara wokół wirnika wejściowego. Odpowiadał kolejności klawiszy QWERTZ… Rejewski wiedział, że układ wojskowej maszyny musi być inny. Założył najprostsze ustawienie alfabetyczne, układające się w logiczną kolejność ABCDEF… Okazało się to strzałem w dziesiątkę. To odkrycie umożliwiło skonstruowanie repliki niemieckiej Enigmy.

Rejewskiemu udało się odszyfrować pierwszą depeszę pod koniec 1932 roku. Rzadko zmienianą kolejność wirników ustalono opracowaną przez Jerzego Różyckiego tak zwaną metodą zegara, a codzienne zmienianie połączenia – za pomocą metody rusztu.

Skala wykonanej pracy była ogromna. Polscy łamacze szyfrów musieli stworzyć katalog zmiennych dla każdej kolejności wirników i każdej pozycji początkowej Enigmy, co dawało nie mniej niż 105 456 możliwości, i to każdego dnia! By móc sprawnie rozszyfrować daną konfigurację maszyny, zbudowano urządzenie zwane Cyklometrem.

Zmiana procedur szyfrowania i płachta Zygalskiego

Niemcy zdawali sobie sprawę, że muszą zadbać o bezpieczeństwo przesyłanych informacji. Szybko zmieniono częstość wymiany wirników i ich kolejność. Od lutego 1936 odbywało się to co miesiąc, a od 1 października tego roku – codziennie. Co więcej, od połowy września 1938 roku Niemcy wprowadzili kolejne modyfikacje i tak skomplikowanego systemu. Odtąd przekazywano kod trójznakowymi grupami liter, a pozycja wirników nie obowiązywała już przez 24 godziny, była wybierana każdorazowo przez operatora Enigmy.

fot.materiały prasowe Praca nad rozszyfrowaniem Enigmy trwała długie miesiące – polscy matematycy co chwilę napotykali nowe trudności w złamaniu kodu. Na zdjęciu widoczni od lewej: Marian Rejewski (pierwszy), Henryk Zygalski (czwarty), Jerzy Różycki (szósty). Zdjęcie z książki „W tajnej służbie”.

Te i inne usprawnienia uniemożliwiły polskim matematykom odczytywanie wiadomości. „Problem więc był poważny, praktycznie oznaczał załamanie prac nad łamaniem szyfru” – podkreśla Kacper Śledziński w książce „W tajnej służbie. Wojna wywiadów w II RP”. Sytuacja wydawała się beznadziejna. Na szczęście nie na długo.

Matematycy doszli do wniosku, że ta sama zaszyfrowana litera występuje albo na pierwszej i czwartej pozycji, albo na drugiej i piątej, albo na trzeciej i szóstej. Te pozycje zostały nazwane samiczkami. Dzięki nim znajdowano literę wprowadzoną przez niemieckiego operatora. Ponadto Henryk Zygalski zdał sobie sprawę, że takie ustawienie zależy od kolejności wirników oraz pozycji startowej, co umożliwiło wykrycie danej konfiguracji.

Analiza ogromnej ilości przetwarzanych danych dokonywana była przez specjalnie dopasowane arkusze perforowanego materiału, zwane płachtami Zygalskiego. Jak wyglądały? Tak opisuje je Kacper Śledziński: „(…) 60 x 60 cm, które miały po 51 pól w pionie i poziomie, każde z oznaczeniem literowym od A do Z i następnie od A do Y”. Za ich pomocą sprawdzano wszystkie sześć możliwych kombinacji dla trzech wirników i dodatkowo dla 26 liter. Dawało to 156 prób.

Bomba Rejewskiego

Na kolejny genialny pomysł wpadł Rejewski. Szukano takich cykli szyfru, na przykład WOF EOP, w których jeden znak został powtórzony. Tym razem kwestia tworzenia nowego katalogu charakterystyk nie wchodziła w rachubę, gdyż przy tak częstym zmienianiu metod szyfrowania było to po prostu bezsensowne. Matematyk postanowił więc połączyć ze sobą sześć maszyn szyfrujących – jako, że wirniki można było ułożyć na sześć sposobów.

fot.Bob Lord/CC BY-SA 3.0 Wirniki Enigmy. W grudniu 1938 roku Niemcy dołożyli kolejne dwa, w związku z czym nasz wywiad mógł rozszyfrować jedynie 10% przechwytywanych depesz.

Tak powstało urządzenie nazwane bombą kryptologiczną. Jak pisze Śledziński: „Maszyna była tajnym projektem, w związku z czym praca przy jej konstrukcji wymagała szczególnej ostrożności”. By ograniczyć ryzyko wycieku informacji, postanowiono o rozdzieleniu prac nad elementami urządzenia pomiędzy kilka zespołów.

Niestety w grudniu 1938 roku Niemcy wprowadzili kolejną innowację, dodając dwa wirniki szyfrujące. Zwiększyło to liczbę możliwych kombinacji z sześciu do sześćdziesięciu! Oznaczało to, że należałoby wybudować aż 10 razy więcej bomb Rejewskiego. Niestety, brak informacji dotyczących budowy nowych wirników oraz brak funduszy uniemożliwił powstanie tak złożonego urządzenia.

Wszystko to sprawiło, że u progu II wojny światowej – jak czytamy w książce Śledzińskiego – polskim kryptologom udawało się rozszyfrować jedynie 10% depesz szyfrowanych Enigmą. Wcześniej – przed usprawnieniami systemu po niemieckiej stronie – było to około 75% przechwyconych wiadomości.

Kryptologiczny prezent dla sojuszników

Warto podkreślić, że wszystkie informacje na temat rozpracowywania systemu szyfrującego sąsiadów były trzymane w ścisłej tajemnicy. Nikt nie wiedział o tak znacznych sukcesach polskich matematyków. Oni sami widzieli zaś własne ograniczenia. Marian Rejewski stwierdzał: „te 75 procent… to była granica naszych możliwości. Z nieznacznie zwiększonym personelem moglibyśmy osiągnąć nawet 90 procent odczytów”.

Wobec zbliżającej się niemieckiej inwazji na Polskę nasi kryptolodzy postanowili podzielić się swoją wiedzą dotyczącą łamania szyfru Enigmy z brytyjskimi oraz francuskimi kolegami. Do spotkania doszło w Lesie Kabackim 25 lipca 1939 roku.

fot.domena publiczna Z osiągnięć polskich kryptologów w rozszyfrowywaniu depesz przysyłanych Enigmą korzystał między innymi Alan Turing.

Po wybuchu wojny pracownicy Biura Szyfrów zostali ewakuowani do Rumunii. Zanim wyjechali, zniszczyli wszelką dokumentację i sprzęt. Wkrótce dotarli do Francji. Działali w ośrodku PC Bruno nieopodal Paryża. Nawiązali też współpracę z zespołem brytyjskich kryptologów z Bletchley Park. W 1940 roku pracował z nimi Alan Turing. Tymczasem Niemcy przed rozpoczęciem ofensywy na Belgię, Luksemburg i Niderlandy po raz kolejny zmienili sposób szyfrowania. Arkusze Zygalskiego przestały być przydatne.

Polscy kryptolodzy często musieli zmieniać miejsce prac nad Enigmą. W czasie jednej z przeprowadzek w katastrofie statku pasażerskiego na Morzu Śródziemnym zginął Jerzy Różycki. Rejewski i Zygalski po wielu przygodach trafili natomiast do Polskich Sił Zbrojnych w Wielkiej Brytanii, gdzie zostali wcieleni do polskiej armii. Zatrudniono ich do łamania szyfrów SS.

Biuro Szyfrów przestało działać po zakończeniu II wojny światowej. 1945 rok oznaczał też koniec kariery kryptologicznej dwóch pozostałych przy życiu matematyków. Rejewski wrócił do kraju w 1946 roku i zmarł 33 lata później. Zygalski został w Anglii i zmarł w 1978 roku.

Historia niezwykłych osiągnięć polskiego wywiadu:

Kacper Śledziński

W tajnej służbie. Wojna wywiadów w II RP

Polski superszpieg uwodzi żonę niemieckiego generała. Genialni matematycy łamią szyfry Enigmy. Polscy kontrwywiadowcy przechwytują niemiecką korespondencję i poznają sekrety III Rzeszy. Jak wyglądały kulisy tajnych operacji?Prawdziwa walka toczy się w ukryciu, często na terytorium wroga, na długo przed wypowiedzeniem wojny.Polski superszpieg dostaje się na berlińskie salony, uwodzi żonę niemieckiego generała i już w 1929 roku wykrada tajne plany wojny z Polską.Genialni matematycy łamią szyfry Enigmy, czym wprawiają w zdumienie zachodnich aliantów.Polscy kontrwywiadowcy …

Sklep	Format	Zwykła cena	Cena dla naszych czytelników
paskarz.pl		49.90 zł	33.93 zł idź do sklepu »

Bibliografia:

1. Krzysztof Gaj, Szyfr Enigmy: metody złamania, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności 1989.
2. Gordon Welchman, The Hut Six story: breaking the Enigma codes, M&M Baldwin 2014.
3. Marek Grajek, Enigma: bliżej prawdy, Dom Wydawniczy Rebis 2010.
4. Stanisław Jakóbczyk, Janusz Stokłosa, Złamanie szyfru Enigma. Poznański pomnik polskich kryptologów, Poznańskie Towarzystwo Przyjaciół Nauk 2007.
5. Władysław Kozaczuk, Bitwa o tajemnice: służby wywiadowcze Polski i Niemiec 1918-1939, „Książka i Wiedza” 1999.
6. Władysław Kozaczuk, W kręgu Enigmy, „Książka i Wiedza” 1986.
7. Marian Rejewski, Wspomnienia z mej pracy w Biurze Szyfrów Oddziału II Sztabu Głównego w latach 1930-1945, Wydawnictwo Naukowe Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza 2011.
8. Stanisław Strumph-Wojtkiewicz, Sekret Enigmy, „Iskry” 1978.
9. Kacper Śledziński, W tajnej służbie. Wojna wywiadów w II RP, Znak Horyzont 2018.
10. Joanna Wąsik, Złamanie szyfru Enigmy przy użyciu teorii permutacji, Wydawnictwo UJ 2009.