آلة إنجما (بالإنجليزية: Enigma Machine)‏ هواسم يُطلق على أي آلة من عائلة الآلات الكهروميكانيكية الدوارة التي تستخدم لإنتاج الشيفرة السرية، حيث حتى هذه العائلة تضم أنواعًا متعددة ومختلفة من الطرازات تستخدم لتعمية وفك تعمية الرسائل السرية. وحدثة إنجما حدثة إنجليزية تعني "لغز".

بدأ الاستعمال التجاري لإنجما في بدايات العقد الثاني من القرن العشرين، وقد تم استخدامها من قِبل الكثير من الجهات العسكرية والحكومية للعديد من الدول، من الممكن من أشهرها ألمانيا النازية في فترة قبل وأثناء الحرب العالمية الثانية.

الطراز الألماني من هذه الآلة، والذي يدعى فيرماخت إنجما (بالألمانية: Wehrmacht Enigma)، هوالإصدار الذي أخذ شعبية واسعة بسبب سهولة استخدامها وصعوبة فك شفرتها وبسبب استعمالها من قبل القوات العسكرية النازية. استطاع خبراء تعمية قوات الحلفاء فك تعمية عدد هائل من الرسائل باستخدام هذه الآلة. وقد تم فك التعمية عام 1932 على يد مشفرين بولنديين هم ماريان رييفسكي، جيرزي وزيسكي، وهينركي زيجلاسكي من مخط التعمية البولندي. في منتصف عام 1939 تم نقل طرق التعمية وفك التعمية من بولندا إلى بريطانيا وفرنسا. قدمت هذه الآلة مساعدة كبيرة لجهاز الاستخبارات العسكرية لقوى الحلفاء وقد سميت ألترا (ULTRA)، حتى أنه ينطق حتى نهاية الحرب الأوروبية كانت أبكر بعامين بسبب فك الشيفرة الألمانية.

وقد تمكن الحلفاء من كسر تعمية رسائل آلة إنجما ليس فقط بسبب وجود بعض نقاط الضعف في تعميتها ولكن بسبب بعض العوامل المهمة الأخرى خصوصاً الأخطاء البشرية التي ارتكبها مستعملوها، وتسرب أسرار التعمية أثناء العمل، كذلك ما قدمته الآلات المستولى عليها من معلومات كشفت طريقة عملها.

الوصف

آلة إنجما تعبير عن توليفة أوتجميع لأنظمة كهربائية وميكانيكية، مثلها في ذلك مثل الآلات الدوّارة. تتألف الآلية الميكانيكية من لوحة مفاتيح، ومجموعة من الأقراص الدوّارة تسمى الدوّارات مركبة بشكل متقارب على طول محور، وآلية خطوية لتدير واحدة أوأكثر من الدوّارات مع جميع ضربة على الأزرار، وتختلف هذه الآلية من آلة إلى أخرى، ولكن الشكل الأكثر شيوعًا هوحتى يتحرك الدوّار باتجاه عقارب الساعة خطوة واحدة مع جميع ضربة على الأزرار، ويتحرك الدوّار المجاور بين الفينة والأخرى. تعطي الحركة المتواصلة للدوّارات تحويلاً مختلفًا للتعمية بعد جميع ضربة على الأزرار.

تعمل الأجزاء الميكانيكية بكيفية تكوَن دوائر كهربائية مختلفة حيث حتى التعمية الحقيقية للحروف تتم كهربائيًا. عند الضرب على الزر، تكتمل الدارة الكهربائية، ويمر التيار خلال العناصر المتنوعة وبالنتيجة يضيء أحد المصابيح المتنوعة، معلنًا الحرف الناتج. فمثلاً، عندما تشفر الرسالة التي تبدأ بحروف "ANX"، يضغط مشغل الآلة على الزر A، فيضيء مثلاً مصباح الحرف Z، فيكون أول حرف من الحدثة المشفرة Z. يتابع المشغل تعمية الحرف N بنفس الطريقة، إلى غير ذلك دواليك.

لشرح آلية إنجما، يُضرب مثال مخطط يقتصر على أربع مكونات لكل منها. في الآلة الحقيقية يوجد 26 مصباح، وزر واحد، ومأخذ واحد، وتوصيلة كهربائية داخل الدوّارات. يمر التيار من البطارية (1) خلال لوحة المفاتيح الكهربائية، أي الأزرار، ثنائية الاتجاه (2) إلى لوحة المآخذ (3) التي تسمح بالربط بين لوحة المفاتيح (2) ودولاب الدخل الثابت (4). ثم يمر التيار خلال المأخذ غير المستعمل، أي المغلق، (3) إلى دولاب الدخل (4) خلال توصيلات الدوّارات (5) الثلاثية (في فيرماخت إنجما) أوالرباعية (في نموذج قوات البحرية "كريغزمارينه M4" أوخيار الحماية)، ثم تدخل إلى العاكس (6). يعيد العاكس التيار الكهربائي من طريق آخر، إلى الدوّار (5) ودولاب الدخل (4)، ويمر خلال المأخذ (S) الموصول مع المأخذ (D) بكبل كهربائي (8)، فيضيء مصباح بعد مرور التيار خلال لوحة المفاتيح ثنائية الاتجاه (9). إذا التغيير المستمر في المسلك الكهربائي خلال الآلة أوالوحدة بفضل دوران الدوّارات، يعطي عملية تعمية الحروف الأبجدية باستخدام الإنجما أمانًا عاليًا.

الدوّارات

تشكل الدوّارات (بالألمانية: Walzen) قلب آلة إنجما. وهي تصل في قطرها إلىعشرة سنتيمترات. وكل دوّار تعبير عن قرص مصنوع من المطاط الصلب أوالباكليت مزود بمجموعة من الأوتاد النحاسية المحملة بنابض على الوجه الأول من القرص مرتبة بشكل دائري، وعلى الطرف الآخر يوجد عدد موافق من التماسات الكهربائية الدائرية تمثل الأوتاد والتماسات الأبجدية الممثلة بستة وعشرين حرفًا من A إلى Z. عندما توضع بشكل متراص، تتقابل الأوتاد والتماسات في الدوّارات المتجاورة، معضلة اتصال وصلات كهربائية.

في داخل الدوّار، يصل 26 سلكاً جميع وتد من الطرف الأول مع التماس في الطرف الثاني بطريقة معقدة. ويختلف التوصيل من دوّار إلى آخر. ينجز الدوّار الواحد بذاته تعمية بسيطة، أوتعمية استبدالية. فمثلاً، قد يحدث الوتد الموافق للحرف E موصولاً إلى تماس الحرف T على الوجه المعاكس. يأتي التعقيد من استخدام عدة دوّارات على التسلسل (3 أو4) وحركة نظامية للدوّارات، تعطي بمجملها نوعًا أقوى في التعمية. عندما توضع الدوّارات في الآلة، يمكن ضبط الدوّار وفق 26 موضعاً، يمكن إدارته باليد باستخدام دولاب محزز ناتئ من الغطاء عندما يغلق. يضبط المشغّل الوضعية باستخدام حلقة أبجدية مثبتة على جانب القرص، ومجهزة بستة وعشرين حرفًا أورقمًا، ويمكن رؤية الحرف أوالرقم من نافذة، مشيرًا إلى موضع الدوّار. كانت الحلقة الأبجدية في النسخ الأولية لآلات إنجما ثابتة، وتم إدخال تعديلات معقدة على النسخ اللاحقة لتسهيل ضبط الحلقة الأبجدية نسبة إلى التوصيل في قلب الدوّار. عهد موضع الحلقة الأبجدية "بضبط الحلقة.

تستخدم الدوّارات ذات الثلم، أوعدة أثلام، للتحكم بخطوة الدوّارات. أما في النسخ العسكرية للآلة فإن الأثلام تكون موضوعة على الحلقة الأبجدية.

تُزود آلات إنجما التابعة للجيش وأسلحة الجوبعدة دوّارات، وصل عددها إلى ثلاثة في الآلات الأولى. وبتاريخ 15 أكتوبر سنة 1938، ازداد العدد إلى خمسة، وقد رقمت هذه الدوّرات باستخدام الأرقام الرومانية (I، II، III، IV، VI) لتمييزها باستخدام ثلم واحد موضوع عند نقاط مختلفة على الحلقة الأبجدية. كان هذا أحد الإجراءات الأمنية، ولكن تم اعتماده في طريقة الساعة البولندية للتعمية، وفي بانبوريسموس البريطانية.

أما نسخة إنجما فيرماخت التابعة للبحرية، فقد صنعت باستخدام عدد أكبر من الدوّارات، بدءًا بستة ثم سبعة ثم ثمانية دوّارات. وقد وضع على الدوّارات الإضافية ثلمي N وA مما جعل بالإمكان إضافة عدد دورات أكبر.

الحركة الخطوية

من أجل تجنب الحصول على شيفرة استبدالية بسيطة سهلة الفك، كانت بعض الدوّارات تدور نتيجة الضرب المتكرر على زر ما، مما يؤدي إلى الحصول على تعمية مختلفة عند جميع موضع للدوّار، وهذا يعطي شيفرة أبجدية استبدالية متغيرة بشكل كبير. أكثر الآليات استخدامًا لهذا الغرض هي آلية ترس السقاطة واللسين ذات الدوّار المجهز بترس سقاطة ذات 26 سنًا، ولسين يتعشق مع أسنان الترس. يمكن إزاحة اللسين من التعشيق مع جميع ضربة زر في الآلة، فيتحرك الدوّار خطوة واحدة.

في آلة فيرماخت إنجما، لكل دوّار حلقة محززة قابلة للضبط. ولكل من الدوّارات الأساسية الخمسة (I–V) حلقة محززة بثلم واحد، بينما للدوّارات الإضافية التابعة للقوات البحرية (VI، VII، VIII) حلقة مجهزة بثلمين. وعند نقطة معينة يتوازى ثلم الدوّار مع اللسين، مما يسمح بالتعاشق مع ترس السقاطة للدوّار المجاور والتحرك معه عند ضربة الزر التالية. عندماقد يكون اللسين غير متوازٍ مع السقاطة، فإنه ينزلق ببساطة فوق سطح الحلقة دون حتى يتعاشق مع السقاطة. وفي نظام الدوّار ذي الثلم الواحد، فإن الدوّار الثاني يتقدم خطوة واحدة بعد 26 خطوة للدوّار الأول، وبشكل مشابه، يتقدم الدوار الثالث خطوة واحدة بعد 26 خطوة للدوّار الثاني. يتقدم الدوّار الثاني أيضًا في نفس الوقت الذي يتقدم فيه الدوّار الثالث، مما يعني حتى الدوّار الثاني يمكن حتى يخطومرتين في ضربة الزر اللاحقة (خطوة مزدوجة)، موفرًا الوقت.

هذه المستوى المزدوجة تسبب انحراف الدوّارات عن العدّاد. تحدث المستوى المزدوجة كالآتي: يخطوالدوّار الأول خطوة واحدة، ويأخذ معه الدوّار الثاني ليخطوخطوة إضافية. فإذا تحرك الدوّار الثاني في هذه المستوى ضمن مسقط الثلم الخاص به، سقط اللسين الثالث. في المستوى التالية، يدفع هذا اللسين سقاطة الدوّار الثالث ليخطوخطوة واحدة، ولكنه يندفع متعاشقًا مع ثلم الدوّار الثاني، دافعًا الدوّار الثاني مرة ثانية.

ومع ثلاثة سقاطات ولسين واحد في الداوليب الأول والثاني، فإن للآلة 16,900 احتمال دورات (26 × 25 × 26، وليس 26 × 26 × 26 بسبب المستوى المزدوجة للدوّار الثاني). وكانت الرسائل تاريخياً مقتصرة على حوالي ألفي حدثة، وبالتالي فإن احتمال تكرر الموضع في الرسالة الواحدة كان قليلاً جدًا.

دولاب الدخل

يربط دولاب الدخل (بالألمانية: Eintrittswalze) لوحة المآخذ (إن وجدت) أولوحة المفاتيح مع مجموعة الدوّارات. وبينما لا يشكل التوصيل الدقيق المستخدم أهمية كبيرة في أمن المعلومات، فقد برهن إعاقته لعمل محلل الشيفرة البولندي ماريان رييفسكي أثناء استنتاجه لتوصيل الدوّارات. يتم وصل المفاتيح في الإنجما التجارية بترتيب وضعها على لوحة المفاتيح Q${\displaystyle \rightarrow$A, W${\displaystyle \rightarrow$B, E${\displaystyle \rightarrow$C إلى غير ذلك دواليك، إلا أنها توصل بشكل متسلسل في الإنجما العسكرية A${\displaystyle \rightarrow$A, B${\displaystyle \rightarrow$B, C${\displaystyle \rightarrow$C.

العاكس

باستثناء النماذج الأولى من الآلة A وB ، فإن الدوّار الأخير يأتي قبل العاكس (بالألمانية: Umkehrwalze) والذي هوميزة موثقة ببراءة اختراع خاصة بعائلة آلات إنجما من بين الكثير من أنواع آلات الدوّارات التي تم تصميمها في تلك الحقبة من الزمن. يربط العاكس مخارج آخر دوّار بشكل مزدوج بحيث يحول مسار الحركة عبر الدوّارات إلى طريق مختلف. يعمل العاكس على إعطاء الإنجما خاصية حتى لا يمكن حتى يشفر أي حرف إلى نفسه.

في الإنجما من الطراز C فإنه من الممكن إدراج العاكس بأحد شكلين مختلفين، أما في الطراز D فإنه من الممكن تعديل العاكس على 26 وضعية مختلفة، على الرغم من أنه لايتحرك أثناء التعمية.

تم تثبيت العاكس عند الجيش الألماني وسلاح الجو، لكن لم يسمح له بالدوران، حيث كان هناك أربع نسخ: النسخة A وقد تم استبدالها بالنسخة B في الأول من نوفمبر عام 1937، النسخة الثالثة C التي استخدمت لفترة قصيرة في عام 1940 وتم حلها من قبل الكوخ 6، ثم النسخة الرابعة D التي تم تشغيلها لأول مرة في الثاني من يناير سنة 1944، وكان لها عاكس قابل لإعادة التوصيل مما جاز لمستخدم الإنجما بتغيير التوصيلات كجزء من إعدادات المفاتيح.

لوحة المآخذ

لوحة المآخذ (بالألمانية: Steckerbrett) هي اللوحة التي تسمح بتوصيل متغير يقوم بتغييره مشغل الآلة. تم وضع هذه اللوحة قيد الاستعمال في الجيش الألماني في عام 1930 وتم اعتمادها بشكل فوري من قبل سلاح البحرية أيضًا. تشارك لوحة المآخذ بشكل كبير في قوة عملية التعمية التي تقوم بها الآلة، بشكل أكبر مما سيكون التأثير عليه لوتم إضافة دوّار جديد. يصبح بالإمكان حل شيفرة آلة إنجما بطرق بسيطة مباشرة، وربما بإجراء الحسابات يدويًا، عند غياب لوحة المآخذ، بينما عند إضافتها تنعدم إمكانية استخدام الطرق البسيطة في فك تعمية الآلة، حيث حتى محللي الشيفرة لقوات الحلفاء اضطروا لتصنيع آلات خاصة من أجل فكها.

يوضع كبل على لوحة المآخذ بحيث يربط الحروف على شكل أزواج. مثلاً، من الممكن ربط الحرفين E وQ بحيث يشكلان زوجًا، ويكون تأثير هذا هوعكس هذين الحرفين قبل وبعد المزج في الدوّارات الرئيسية. على سبيل المثال عندما يضغط مشغل الآلة الحرف E فإن الإشارة ستحول إلى حرف Q قبل دخولها للدوّارات، ومن الممكن خلق حتى 13 زوجًا في وقت واحد.

يتدفق التيار من لوحة المفاتيح إلى لوحة المآخذ، ومن ثم يستمر ليدخل دوّار الدخل. لكل حرف على لوحة المآخذ قابسين، يفصل إدخال الكبل في قابس إحداها اتصاله من الأعلى مع لوحة المفاتيح ومن الأسفل مع دوّار الدخل، وعندما يوصل الكبل إلى حرف آخر على لوحة المآخذ، يتم إنشاء اتصال بين هذين الحرفين.

ملحقات

في وقت لاحق أضيفت على إنجما M4 طابعة صغيرة (بالألمانية: Schreibmax) كانت تطبع 26 حرفًا على شريط ورقي صغير، وكانت هذه الطابعة ضرورية مع مشغل آخر يقرأ المصابيح ويخط الحروف الناتجة. وضعت الطابعة على آلة إنجما ووصلت إلى لوحة المصابيح، ولتوصيلها، كان من الضروري إزالة غطاء المصابيح وكل المصابيح أيضًا. ويمكن للطابعة إضافة لفائدتها في تحسين أمن العملية حتى توضع في مكان بعيد مثل مخط ضابط الإشارة المشغل للآلة الذي يمكنه حتى يرى النص الكامل بعد فك التعمية.

إضافة أخرى إلى آلة إنجما، كانت لوحة مصابيح إضافية. فإذا تم تجهيز الآلة بلوحة مصابيح إضافية، تم تعريض الغلاف الخشبي الخاص بها. لذا كان هناك نسخة عن لوحة المصابيح أمكن توصيلها لاحقًا، لكنها تطلبت كما في حالة الطابعة، نزع لوحة المصابيح الأساسية وكل المصابيح. لقد سمحت هذه اللوحة لشخص بعيد حتى يقرأ الرسالة بعد فك التعمية بدون حتى يراها عامل فك التعمية.

في عام 1944، أضاف سلاح الجوالألماني مفتاحًا كهربائيًا إلى لوحة المآخذ وسماه الساعة، وقد كان تعبير عن صندوق صغير يحتوي على مفتاح كهربائي ذي أربعين موضعًا، يمكنها حتى تحل محل المآخذ المفترضة. بعد توصيل المآخذ كما هومحدد في لوحة المفاتيح اليومية، يدير المشغل المفتاح إلى أحد المواقع الأربعين، وكل وضع يعطي توليفة مختلفة من توصيل المآخذ. معظم توصيلات المآخذ هذه كانت، وعلى عكس المآخذ المفترضة، غير مزدوجة. ففي أحد مواضع المفتاح، لا تعمل الساعة شيءًا سوى محاكاة توصيلات الأسلاك بالمآخذ.

التوصيف الرياضي

تعتمد آلة إنجما على نوع متقدم من الشيفرة متعددة الأبجدية، حيث حتى جميع تحويل فيها لأي حرف يمكن حتى يُعبر عنه رياضيًا كنتيجة لتباديل معينة. فرضا ثلاث دوّارات لآلة إنجما تابعة للقوى الجوية الألمانية، وليكن ${\displaystyle P$ يشير إلى تحويل لوحة المآخذ، و${\displaystyle U$ يشير إلى تحويل العاكس، و${\displaystyle L,M,R$ تشير إلى الدوّارات اليسار فالوسط فاليمين بشكل متتابع. يمكن عندها التعبير عن التعمية بالشكل التالي:

${\displaystyle E=PRMLUL^{-1 M^{-1 R^{-1 P^{-1$.

بعد جميع ضربة زر، يدور الدوّار مغيرًا التحويل. فمثلا، إذا دار الدوّار اليمين ${\displaystyle R}$A إلى B، وB إلى C، إلى غير ذلك دواليك. وبشكل مشابه، يمكن تمثيل الدوّار اليسار ${\displaystyle j$ و${\displaystyle k$ دوران ${\displaystyle M$ و${\displaystyle L$. يمكن عندها توصيف تحويل التعمية بالشكل:

${\displaystyle E=P(\rho ^{i R\rho ^{-i )(\rho ^{j M\rho ^{-j )(\rho ^{k L\rho ^{-k )U(\rho ^{k L^{-1 \rho ^{-k )(\rho ^{j M^{-1 \rho ^{-j )(\rho ^{i R^{-1 \rho ^{-i )P^{-1$.

إجراءات استخدام آلة إنجما

في الاستعمال الألماني العادي، قسمت الاتصالات إلى عدد من الشكبات العاملة المتنوعة، ولكل منها إعدادات مختلفة لآلة إنجما. سميت شبكات الاتصالات هذه بالمصطلح مفتاح في حديقة بلتشلي، وأعطيت اسم رمز مثل، أحمر، وعصفور، وقرش. أعطيت جميع من هذه الوحدات العاملة على الشبكات، قائمة إعدادات لآلة إنجما لفترة من الزمن. ولكي تعمى رسالة وتُفك تعميتها بشكل سليم، يجب على جميع من المرسل والمستقبل حتى يعد آلته بنفس الطريقة، كاختيار الدوّار وترتيب الاختبار، مسقط البداية، وتوصيلات لوحة المآخذ. جميع هذه الإعدادات (مع بعضها تسمى المفتاح في المصطلح الحديث) يجب حتى توضع مسبقًا، وتوزع في كتاب الرموز.

إن الحالة الأولية لآلة إنجما، المفتاح، لها عدة سمات:

• نظام الدوّارات (بالألمانية: Walzenlage): اختيار الدوّارات وترتيبها عند هجريبها.
• الوضع الأولي للدوّارات: يختارها المشغل، وهومختلف لكل رسالة.
• إعداد الحلقات (بالألمانية: Ringstellung): موضع الحلقات الأبجدية نسبة إلى توصيل الدوّارات.
• إعداد المآخذ (بالألمانية: Steckerverbindungen): توصيل المآخذ في لوحة المآخذ.
• توصيل العاكس القابل للإعداد في النسخ المتأخرة.

لقد صممت آلة إنجما لتكون موثوقة حتى لوعُرف توصيل الدوّارات من قبل العدو، بالرغم من الجهود العملية المعتبرة لحفظ سر التوصيل. إذا كان التوصيل سريًا، فإن العدد الكلي للإعدادات المحتملة يتجاوز 10¹¹⁴أي حوالي 380 بت، وبفهم التوصيل وشروط التشغيل الأخرى، يمكن تخفيضه إلى 10²³ أي 76 بت. إذا مستخدمي إنجما كانوا واثقين من وثوقيتها بسبب العدد الضخم من الاحتمالات، وقد كان من غير الملائم للعدوحتى يحاول جميع احتمالية للإعدادات بطريقة بروته فورس.

المؤشرات

كانت معظم المفاتيح تهجر ثابتة لفترة من الزمن، تُقدر عادةً بيوم. وبجميع الأحوال، كان يتم اختيار وضع حديث مختلف لكل دوّار ولكل رسالة، وهومبدأ مشابه لمبدأ استهلال المتجهات (بالإنجليزية: Initialization vector)‏، في التعمية الحديثة، لأنه بحال أوفدت عدة رسائل معماة بنفس الإعدادات أوبإعدادات قريبة لها، فإن محلل التعمية، مع توفر عدة رسائل مطولة وتتحدث في عمق الموضوع، قد يحدث قادرًا على فك الرسائل باستخدام تحليل التردد. يتم إرسال موضع البداية مباشرة قبل النص المعمى. يُشار إلى الطريقة السليمة المستخدمة بإجراء المؤشر، وقد سمحت إجراءات المؤشر الضعيفة بكسر تعمية الإنجما.

إن أول من استخدم إجراءات المؤشر هم محللوالتعمية البولنديون ليخترقوا بشكل أولي آلة إنجما. وكان الإجراء يتمثل بإعداد المشغل آلته بالتوافق مع قائمة الإعدادات التي تتضمن موضعا مبدئيا عاما للدوّارات، وليكن مثلاً AOH. يدير المشغل الدوّارات حتى ظهور AOH ضمن نوافذ الدوّارات. وعندها يختار المشغل موضع البداية العشوائي لتلك الرسالة الخاصة. قد يختار المشغل EIN، وتصبح هذه إعدادات الرسالة لمبتر التعملية ذاك. ثم يبدأ المشغل بطباعة EIN على الآلة، مرتين، ليتحقق من أخطاء التحويل. تكون النتائج هي مؤشر معمّى، EIN مكتوبة مرتين قد تتحول إلى XHTLOA، التي تنتقل مع الرسالة. وأخيرًا، يدير المشغل الدوّارات إلى إعدادته للرسالة، EIN في هذا المثال، ويطبع نص الرسالة كاملاً.

تنعكس العملية عند الطرف المستلم. يعد المشغل الآلة بحسب الإعداد الأولي ويطبع الحروف الستة الأولى من الرسالة (XHTLOA). في هذا المثال، EINEIN تنتج عن المصابيح، يعيد تحريك الدوّارات إلى EIN، ثم يطبع المشغل تام الرسالة لتنفك الرسالة المعماة.

أتى الضعف في نظام المؤشرات من عاملين: الأول، استخدام إعدادات عامة أساسية (بالإنجليزية: Global ground setting)‏، وهوما تم تغييره بحيث أصبح المشغل يختار الموضع الأولي لتعمية المؤشر، ويرسل الوضع الأولي بشكل صريح. الثاني، هوتكرار المؤشرات الذي شكّل شرخًا خطيرًا في وثوقية العملية. كانت تعمية إعدادات الرسالة تكرر مرتين، مما يعطي علاقة في تحويل الحرفين الأول والرابع، وفي تحويل الحرفين الثاني والخامس، وفي تحويل الحرفين الثالث والسادس. مكّنت هذه المشكلة في الوثوقية مخط التعمية البولندية من اختراق نظام إنجما قبل الحرب الحرب العالمية الثانية في بدايات سنة 1932. لذا أقدم الألمان، بدءًا من عام 1940، على تغيير الإجراءات لزيادة السريّة.

استخدم كتاب الرموز خلال الحرب العالمية الثانية لإعداد الدوّارات والحلقات. يختار المشغل لكل رسالة موضعا مبدئيا عشوائيا، وليكن WZA، مفتاحًا عشوائيًا للرسالة، وليكن SXT. يحرك المشغل الدوارات ليضبطها على موضع البداية WZA ويعمي مفتاح الرسالة SXT. فرضا النتيجة هي UHL. ثم يعد مفتاح الرسالة SXT كموضع أولي ويعمي الرسالة. بعدها، يحول موضع البداية WZA، ومفتاح الرسالة المعمى UHL، ثم النص المعمى. يقوم المستلم بإعداد موضع البداية وفق أول مبتر رمزي، WZA، ويفك تعمية المبتر الثاني، UHL، للحصول على إعدادات الرسالة SXT. بعدها يستخدم إعداد الرسالة هذا SXT كموضع أولي لفك تعمية الرسالة. بهذه الطريقة، كانت الإعدادات الأساسية مختلفة وأوقفت الإجراءات السابقة الشرخ في وثوقية إعدادات الرسالة المعماة مرتين.

استخدم هذا الإجراء من قبل فيرماخت وسلاح الجوفقط. أما إجراءات القوات البحرية لإرسال الرسالة باستخدام آلة إنجما فكانت أكثر تعقيدًا، ومدروسة بشكل أكبر. قبل تعمية الرسالة باستخدام آلة إنجما، كانت الرسالة تعمى باستخدام كتاب رموز (بالألمانية: Kurzsignalheft). حوى هذا الكتاب جداول لتحويل الجمل إلى أربع مجموعات رباعية من الحروف والكثير من الجمل المنتقاة، مثل المسائل اللوجستية كالتزود بالوقود، والمواعيد مع سفن المؤونة، وأسماء المرافئ والبلدان والأسلحة وظروف الطقس ومواقع العدووسفنه، وجداول الأوقات والتواريخ. ويوجد كتاب رموز آخر يتضمن تعريف المفتاح (بالألمانية: Kenngruppen) ومفتاح الرسالة (بالألمانية: Spruchschlüssel).

الاختصارات وعلامات الترقيم

استخدمت آلة إنجما الحربية 26 حرفًا أبجديًا فقط. واستبدلت الإشارات بمجموعة من الرموز النادرة، وتم إهمال الفراغات أواستبدالها بحرف X، حيث كانت X تشير إلى الفراغ أوالنقطة. اختلفت بعض الإشارات في البتر الأخرى من الجيش، حيث استبدل جيش الدفاع الفاصلة بحرفيّ ZZ وإشارة الاستفهام بعبارة "FRAGE" أو"FRAQ"، واستبدلت القوات البحرية الفاصلة بحرف Y، وإشارة الاستفهام بإشارة UD، كذلك استبدلت الهجريبة CH، كما في حدثة "Acht" أي ثمانية، وحدثة "Richtung" أي اتجاه، استبدلت بحرف Q فأصبحت "AQT,RIQTUNG"، واستبدل الصفران أوالثلاثة أوالأربعة أصفار بعبارات Centa، MILLE، MYRIA.

كان جيش الدفاع وسلاح الجويرسلون الرسائل في مجموعات منخمسة حروف، بينما كانت القوات البحرية، وباستخدام آلة إنجما ذات الأربع دوّارات، ترسل الرسائل في مجموعات من أربع حروف. وكانت الحدثات المستخدمة بشكل متكرر ينبغي حتى تتغير قدر الإمكان، فحدثات مثل "Minensuchboot" بمعنى كاسحة ألغام يمكن حتى تخط "MINENSUCHBOOT، أوMINBOOT، أوMMMBOOT، أوMMM354". ولجعل تحليل التعمية أصعب، فقد تم إلغاء أكثر من 250 حرفًا في الرسالة الواحدة. قسمت الرسائل الطويلة إلى عدة أجزاء، لكل منها مفتاح رسالة خاص به.

.

تاريخ تطور الآلة

كان هناك الكثير من النماذج من عائلة آلة إنجما، وأول هذه الآلات ظهرت في بدايات عقد العشرينات من القرن العشرين. وبدءًا من منتصف العقد سالف الذكر بدأت عدة فروع من الجيش الألماني استخدام الآلة، مع إضافة الكثير من التغييرات لزيادة وثوقيتها. بالإضافة إلى حتى الكثير من الدول تبنت الآلة وكيّفتها مع آلات التعمية خاصتها.

إنجما التجارية

في 23 شباط/فبراير سنة 1918، قدم المهندس الألماني آرثر شيربيوس من أجل تسجيل براءة اختراع لآلة تعمية باستخدام الدوّارات، وأسس مع ريتشارد ريتر شركة شيربيوس وريتر. وفاتحوا وزارة البحرية والخارجية الألمانية بتصميمهم، لكنه لم يلق أي اهتمام. ثم تخلوا عن حقوق البراءة لصالح اتحاد الأمن (بالألمانية: Gewerkschaft Securitas)، التي أسست فيتسعة حزيران/يونيو1923 شركة آلات التعمية (بالألمانية: Chiffriermaschinen Aktien-Gesellschaft)، وكان شيربيوس وريتر على رأس مجلس الإدارة. بدأت الشركة سالفة الذكر النادىية لآلة إنجما نموذج A التي عرضت في مؤتمر اتحاد البريد العالمي في عاميّ 1923 و1924. كانت الآلة ثقيلة وضخمة، ومزودة بآلة كتابة. وكانت بأبعاد 65×45×35 سم، ووصل وزنها إلى حوالي 50 كيلوجرام. تم بعد ذلك تقديم النموذج B، وكان بهجريب مشابه. كلا النموذجين A وB كانا مختلفان عن النسخ التالية: فقد اختلفا بالحجم والشكل، وكيفية التعمية وافتقدا العاكس، الذي اقترحه ويلي كورن زميل شيربيوس وأدخله على نموذج إنجما C في عام 1926.

كان النموذج C أصغر حجمًا وأسهل نقلاً من سابقيه، لكنه افتقد آلة محررة يعتمد عليها بدلاً من قراءة المصابيح، وبالتالي أسند له اسم إنجما ذات المصابيح لتمييزها عن النماذج A وB. انقرض النموذج C بسرعة، مفسحًا المجال لإنجما D 1927. استخدم هذا النموذج بشكل واسع، وصُدرت نماذج منه إلى السويد، وهولندا، والمملكة المتحدة، واليابان، وإيطاليا، وإسبانيا، والولايات المتحدة، وبولندا.

إنجما العسكرية

كان سلاح البحرية أول من امتلك آلة إنجما في فروع الجيش الألماني. حيث تم تصنيع الآلة المسماة الشيفرة السرية المذياعية C (بالألمانية: Funkschlüssel C) في عام 1925، وتم تشغيلها في عام 1926. كانت لوحة المفاتيح تحوي 29 حرفًا من الأبجدية الألمانية، كما كانت الأحرف مرتبة على نمط "QWERTZU" المميز. كان للدّوارات 28 نقطة اتصال، وكان الحرف X موصول عبر الدّوارات وغير مشَفَّر. تم اختيار ثلاث دوّارات من أصل خمسة، كما كان من الممكن حشر العاكس في أحد أربع أوضاع مختلفة. تم تعديل الآلة بشكل طفيف في عام 1933.

في 15 يوليوسنة 1928، استخدم الجيش الألماني نسخته الخاصة من آلة إنجما التي حملت اسم إنجما G، وتم تعديلها إلى إنجما I في يونيو1930.

آلات إنجما الناجية

لم يتم الكشف عن جهود خرق شيفرة آلة إنجما حتى عقد السبعينات من القرن العشرين. منذ ذلك الوقت ازداد الاهتمام بآلة إنجما بشكل ملحوظ وتم عرض عدد منها على العامة في متاحف الولايات المتحدة وأوروبا. يمتلك المتحف الألماني في ميونخ طرازي إنجما العسكرية ذات الدوّارات الثلاث والدوّارات الأربعة، بالإضافة إلى عدة نسخ مدنية أخرى.

كذلك هناك نسخة من آلة إنجما صالحة للعمل تعرض في متحف التعمية الوطني في ماريلاند، حيث يستطيع الزائري لمس الآلة بالأيدي وتشفير رسائلهم أوفك تشفيرها.

كما حتى المتحف العسكري في ستوكهولم يعرض أحد آلات إنجما في صالته. كما يوجد أيضًا عدة نماذج في متحف تاريخ الحواسب في الولايات المتحدة الأمريكية، حديقة بلتشلي في بريطانيا، وغيرها من المتاحف في أستراليا وألمانيا.

معرض صور

انظر أيضًا

• فهم التعمية
• شيفرة سرية
• آلة دوارة

مصادر

مراجع

وصلات خارجية

• شرح طريقة عمل آلة إنجما على يوتيوب
• عدد من الصور لآلة أنجما
• صور واضحة لعدد من أنماط آلة أنجما وبترها
• آلات الشيفرة والتعبير الخفائي تفاصيل تاريخية وتقنية عن آلة أنجما.

آلة إنجما في المشاريع الشقيقة

---

• صور وملفات صوتية من كومنز