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

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 يدعي 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، هينركي 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 من مستعمليها وتسرب خفايا التعمية أثناء العمل وكذلك ساعدت الآلات المستولى عليها في كشف طريقة عملها .

الوصف

إن آلة الإنجما كما هي الآلات الدوّارة، تعبير عن توليفة أوتجميع لأنظمة كهربائية وميكانيكية. 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. إذا الآلية تختلف 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. الحركة المتواصلة للدوّارات يعطي تحويلا مختلفا 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 بـ(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.

لشرح آلية إنجما، سنستخدم مخطط التوصيل الجانبي. ولتسهيل المثال، سيقتصر المخطط على أربع مكونات لكل منها. في الآلة الحقيقية يوجد 26 مصباح، وزر، ومأخذ، وتوصيلة كهربائية داخل الدوّارات. يمر التيار من البطارية (1) خلال لوحة المفاتيح الكهربائية (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 (المغلق) (3) إلى دولاب الدخل (4) خلال توصيلات الدوّارات (5) الثلاثية (في فيرماخت إنجما) أوالرباعية (في كريغزمارينه Kriegsmarine M4 (نموذج قوات البحرية) أوخيار الحماية Abwehr variant)، 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 أمانا عاليا.

الدوّارات

تشكل الدوّارات بالألمانية: Walzen قلب آلة إنجما. وهي ذات قطرعشرة سم. 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 ب 26 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، كما يظهر في الشكل 2. يضبط المشغّل الوضعية باستخدام حلقة أبجدية مثبتة على جانب القرص، ومجهزة بـ 26 حرفًا أورقمًا، ويمكن رؤية الحرف أوالرقم من نافذة، مشيرًا إلى موضع الدوّار. كانت الحلقة الأبجدية في النسخ الأولية لآلات الإنجما ثابتة، وتم إدخال تعديلات معقدة على النسخ اللاحقة لتسهيل ضبط الحلقة الأبجدية نسبة إلى التوصيل في قلب الدوّار. عهد موضع الحلقة الأبجدية بـ(ضبط الحلقة).

الدوّارات التي يوجد عليها ثلم (أوعدة أثلام) تستخدم للتحكم بخطوة الدوّارات. أما في النسخ العسكرية للآلة فإن الأثلام تكون موضوعة على الحلقة الأبجدية.

تُزود آلات الإنجما التابعة للجيش وقوى الطيران بعدة دوّارات، كان عددها ثلاثة في الآلات الأولى. وفي 15 أكتوبر 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 فيرماخت إنجما التابعة للبحرية فقد صنعت باستخدام عدد أكبر من الدوّارات، بدءًا بستة ثم سبعة ثم ثمانية دوّارات. وقد وضع على الدوّارات الإضافية ثلمين N وA مؤديًا إلى عدد دورات أكبر.

حركة خطوية

من أجل تجنب الحصول على شيفرة استبدالية بسيطة (وبالتالي سهلة الفك)، فقد كانت بعض الدوّارات تدور نتيجة الضرب المتكرر على زر ما. يؤدي هذا 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. جميع دوّار مجهز بترس سقاطة ذي 26 سنًا، ويوجد لسين 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 بدون حتى يتعاشق مع السقاطة. وفي نظام الدوّار ذي الثلم الواحد، فإن الدوّار الثاني سيتقدم 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 للوقت .

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، سيدفع 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 26 * 25 * 26 = 16,900 احتمال دورات (وليس 26 * 26 * 26 بسبب المستوى المزدوجة للدوّار الثاني ). والرسائل كانت تاريخياً مقتصرة على حوالي ألفين من الحدثات، وبالتالي فإن احتمال تكرر الموضع في الرسالة الواحدة قليل جدًا.

دولاب الدخل

يربط دولاب الدخل بالألمانية: Eintrittswalze لوحة المآخذ (إن وجدت) أولوحة المفاتيح مع مجموعة الدوّارات. وبينما التوصيل الدقيق المستخدم لايشكل أهمية كبيرة في أمن المعلومات، فقد برهن إعاقة لمحلل 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. إلا أنها توصل بشكل متسلسل في الإنجما العسكرية A${\displaystyle \rightarrow$A, B${\displaystyle \rightarrow$B, C${\displaystyle \rightarrow$C إلى غير ذلك.

العاكس

باستثناء النماذج الأولى من الآلة A وB ،فإن الدوّار الأخير يأتي قبل العاكس بالألمانية: Umkehrwalze والذي هوميزة موثقة ببراءة اختراع خاصة بعائلة آلات الإنجما 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 لايمكن 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.

في الجيش الألماني والقوى الجوية، تم تثبيت العاكس ولم يسمح له بالدوران، حيث كان هناك أربع نسخ، النسخة A وقد تم استبدالها بالنسخة B في الأول من نوفمبر عام 1937. النسخة الثالثة C تم استخدامها لفترة قصيرة في عام 1940 وتم حلها من قبل الكوخستة . أما النسخة الرابعة D التي تم تشغيلها لأول مرة في الثاني من يناير 1944 فقد كان لها عاكس قابل لإعادة التوصيل مما جاز لمستخدم الإنجما بتغيير التوصيلات كجزء من إعدادات المفاتيح.

لوحة المآخذ

لوحة المآخذ بالألمانية: Steckerbrett 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. لوحة المآخذ تشارك بشكل كبير في قوة عملية التعمية التي تقوم بها الآلة، بشكل أكبر مما سيكون التأثير عليه لوتم إضافة دوّار جديد. بدون لوحة المآخذ سيكون من الممكن حل شيفرة آلة إنجما بطرق بسيطة مباشرة وربما بإجراء الحسابات يدويًا، بينما إضافة لوحة المآخذ نفى أي إمكانية لاستخدام 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. إذا إدخال الكبل في قابس أحد الحروف سيفصل اتصاله من الأعلى مع لوحة المفاتيح ومن الأسفل مع دوّار الدخل، وعندما يوصل الكبل إلى حرف آخر على لوحة المآخذ فإنه سيتم إنشاء اتصال بين هذين الحرفين.

ملحقات

أضيفت لاحقًا على إنجما M4 طابعة صغيرة بالألمانية: Schreibmax كانت تطبع 26 حرفًا على شريط ورقي صغير. كانت هذه الطابعة ضرورية مع مشغل آخر يقرأ المصابيح ويخط الحروف الناتجة. وضعت الطابعة (Schreibmax) على آلة إنجما ووصلت إلى لوحة المصابيح. ولتوصيل الطابعة، 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 للآلة. لقد كان هناك نسخة عن لوحة المصابيح يمكن توصيلها لاحقًا، ولكنها تتطلب كما في حالة الطابعة (Schreibmax)، 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 لوفتفافيه (سلاح الجوالألماني) مفتاحًا كهربائيًا إلى لوحة المآخذ وسماه الساعة. كان تعبير عن صندوق صغير يحتوي على مفتاح كهربائي ذي أربعين موضعاً، 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، ليست مزدوجة (pair-wise). ففي أحد مواضع المفتاح، لا تعمل الساعة شيءًا سوى محاكاة توصيلات الأسلاك بالمآخذ.

التوصيف الرياضي

تعتمد آلة الإنجما على نوع متقدم من الشيفرة متعددة الأبجدية، حيث حتى جميع تحويل في آلة إنجما لأي حرف يمكن حتى يعبر 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:

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

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 ويفك 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 الأخيرة جدًا.

لقد صممت آلة إنجما لتكون موثوقة حتى لوعهد توصيل الدوّارات من قبل العدو، بالرغم من الجهود العملية المعتبرة لحفظ سر التوصيل. إذا كان التوصيل سريًا، فإن العدد الكلي للإعدادات المحتملة يتجاوز 10¹¹⁴ (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، عادة تقدر هذه الفترة بيوم. على أية حال، كان يختار وضع حديث مختلف لكل دوّار ولكل رسالة، وهومبدأ مشابه لمبدأ استهلال المتجهات (Initialization vector)، في التعمية الحديثة، لأنه إذا أوفدت عدة رسائل معماة بنفس الإعدادات أومقاربة 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. يشار إلى الطريقة السليمة المستخدمة بإجراء المؤشر، وقد سمحت إجراءات المؤشر الضعيفة بكسر تعمية الإنجما.

إن أول من استخدم إجراءات المؤشر هم محللوون التعمية البولنديون ليخترقوا بشكل أولي آلة إنجما. وكان الإجراء بأن يعد المشغل آلته بالتوافق مع قائمة الإعدادات التي تتضمن موضعا مبدئيا عاما للدوّارات (Grundstellung—"ground setting") وليكن مثلا 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 ستنتقل مع الرسالة. وأخيرًا، يدير المشغل الدوّارات إلى إعدادته للرسالة، EIN في مثالنا هذا، ويطبع نص الرسالة كاملا.

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.

إن الضعف في نظام المؤشرات أتى من عاملين. الأول، استخدام إعدادات عامة أساسية (global ground setting)، وهوما تم تغييره بحيث أصبح المشغل يختار الموضع الأولي لتعمية المؤشر، ويرسل الوضع الأولي بشكل صريح. ثانيًا هوتكرار المؤشرات والذي كان 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. هذه المشكلة في الوثوقية مكّنت مخط التعمية البولندية من اختراق نظام إنجما قبل الحرب في بدايات 1932. على أية حال، بدءًا من عام 1940، غير الألمان الإجراءات لزيادة السريّة.

استخدم كتاب الرموز خلال الحرب العالمية الثانية لإعداد الدوّارات والحلقات. يختار المشغل لكل رسالة موضعا مبدئيا عشوائيا، وليكن WZA، ومفتاحا عشوائيا 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 والقوات الجوية فقط. لقد كانت إجراءات القوات البحرية (Kriegsmarine) لإرسال الرسالة باستخدام إنجما أكثر تعقيدًا، ومدروسة بشكل أكبر. قبل تعمية الرسالة باستخدام آلة إنجما، كانت الرسالة تعمى باستخدام كتاب رموز (Kurzsignalheft). لقد حوى هذا الكتاب على جداول لتحويل الجمل إلى أربع مجموعات رباعية من الحروف. لقد حوى الكتاب على الكثير 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 (Kenngruppen) ومفتاح الرسالة (Spruchschlüssel). لمزيد من التفاصيل أنظر (Kurzsignale on German U-Boats)

الاختصارات وعلامات الترقيم

استخدمت آلة إنجما الحربية 26 حرفًا أبجديًا فقط. واستبدلت الإشارات بمجموعة من الرموز النادرة، وتم إهمال الفراغات أواستبدالها بـX. حيث كانت X تشير إلى الفراغ أوالنقطة. بعض الإشارات اختلفت في البتر الأخرى من الجيش. استبدل فيرماخت الفاصلة بـZZ وإشارة الاستفهام بـ(FRAGE) أو(FRAQ). استبدلت القوات البحرية (كريغزمارينه، Kriegsmarine) الفاصلة بـY، وإشارة الاستفهام بإشارة UD. الهجريبة CH، كما في حدثة (Acht) أي ثمانية، وحدثة (Richtung) أي اتجاه، استبدلت بـ Q فأصبحت (AQT,RIQTUNG). استبدل الصفران أوالثلاثة أوالأربعة أصفار بـCenta، MILLE، MYRIA.

كان جيش الدفاع (فيرماخت) وسلاح الجو(لوفتفافيه) يرسلون الرسائل في مجموعات منخمسة حروف، بينما كانت القوات البحرية (كريغزمارينه)، وباستخدام آلة إنجما ذات الأربع دوّارات، ترسل الرسائل في مجموعات من أربع حروف. الحدثات المستخدمة بشكل متكرر كان يجب 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. لمزيد من التفاصيل انظر ترجمات (Tony Sale) لـ(الإجراءات العامة) ". وانظر أيضًا (إجراءات الضابط والأركان)
.

تاريخ تطور الآلة

كان هناك الكثير من النماذج من عائلة آلة إنجما، وأول آلات الإنجما بدأت منذ بدايات عام 1920. وبدءًا من منتصف 1920 بدأ الكثير من فروع الجيش الألماني استخدام إنجما، مع إضافة الكثير من التغييرات لزيادة وثوقيتها. بالإضافة إلى حتى الكثير من الدول تبنت الآلة وكيّفتها مع آلات التعمية خاصتها.

إنجما التجارية

في 23 فبراير 1918، قدم المهندس الألماني آرثر شربيوس من أجل تسجيل براءة اختراع لآلة تعمية باستخدام الدوّارات ، وأسس مع ريتشارد ريتر شركة شربيوس وريتر. ولقد فاتحوا وزارة البحرية والخارجية الألمانية بتصميمهم، ولكنه لم يلق أي اهتمام. ثم تخلوا عن حقوق البراءة إلى لـ(Gewerkschaft Securitas)، التي أسست فيتسعة يونيو1923 شركة آلات التعمية (Chiffriermaschinen Aktien-Gesellschaft)، وكان شربيوس وريتر على رأس مجلس الإدارة. بدأت (Chiffriermaschinen AG) النادىية لآلة إنجما نموذج A التي عرضت في مؤتمر اتحاد البريد العالمي في عام 1923 و1924. كانت الآلة ثقيلة وضخمة، ومزودة بآلة كتابة. وكانت بأبعاد 65x45x35 سم، وبوزن حوالي 50 كج. تم تقديم النموذج B وكان بهجريب مشابه . كلا النموذجين A وB كانا مختلفان عن النسخ التالية: فقد اختلفا بالحجم والشكل، وكيفية التعمية ولكن بدون العاكس. إذا العاكس الذي اقترحه ويلي كورن زميل شربيوس أدخل على نموذج إنجما C في عام 1926.

النموذج C كان أصغر وقابلا للحمل أكثر من سابقيه. كان ينقصه آلة محررة يعتمد عليها بدلا 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، ومضىت نسخ منه إلى السويد، وهولندا، والمملكة المتحدة، واليابان، وإيطاليا، وإسبانيا، والولايات المتحدة، وبولندا.

إنجما العسكرية

كان سلاح البحرية هوأول من امتلك آلة إنجما في فروع الجيش الألماني. حيث تم تصنيع الآلة المسماة الشفرة السرية الراديوية C بالألمانية: Funkschlüssel C في عام 1925، وتم تشغيلها في عام 1926 . كانت لوحة المفاتيح تحوي 29 حرفًا للأبجدية الألمانية، كما حتى الأحرف مرتبة بالترتيب QWERTZU.ا كان للدّوارات 28 نقطة اتصال، والحرف X موصول عبر الدّوارات وغير مشَفَّر . تم اختيار ثلاث دوّارات من خمسة، كما كان من الممكن حشر العاكس في أحد أربع أوضاع مختلفة تم تعديل الآلة بشكل طفيف في عام 1933. .

في 15 يوليو1928 استخدم الجيش الألماني نسخته الخاصة من إنجما سميت إنجما G وتم تعديلها إلى إنجما I في يونيو1930 .

آلات إنجما الناجية

لم يتم الكشف عن الجهود لخرق شيفر إنجما حتى السبعينات من القرن العشرين. منذ ذلك الوقت ازداد الاهتمام بآلة إنجما بشكل ملحوظ وتم عرض عدد منها على العامة في متاحف الولايات المتحدة وأوربا. يمتلك المتحف الألماني في ميونخ طرازي إنجما العسكرية ذات الثلاث دوارات والأربع دوارات بالإضافة إلى عدة نسخ مدنية أخرى. نسخة آلة إنجما الصالحة للعمل التي 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 أمثلة في متحف تاريخ الكمبيوتر في الولايات المتحدة الأمريكية، حديقة بلتشلي في بريطانيا، وغيرها من المتاحف في أستراليا وألمانيا.

انظر أيضًا

• فهم التعمية
• شفرة سرية
• آلة دوارة

مراجع

وصلات خارجية

• شرح طريقة عمل آلة إنجما (لغة إنكليزية) at YouTube
• عدد من الصور لآلة أنجما
• صور واضحة لعدد من أنماط آلة أنجما وبترها
• آلات الشيفرة والتعبير الخفائي تفاصيل تاريخية وتقنية عن آلة أنجما.

• [1] Gordon Corera, "Poland's overlooked Enigma codebreakers", BBC News Magazine, أربعة July 2014: "The debt owed by British wartime codebreakers to their Polish colleagues was acknowledged this week at a quiet gathering of [Polish, French and British] spy chiefs [held in Warsaw, Poland]."
• [2] Episodeخمسة on the Polish contribution.
• Bletchley Park National Code Center Home of the British codebreakers during the Second World War
• Pictures of a four-rotor naval enigma, including Flash (SWF) views of the machine
• Enigma Pictures and Demonstration by NSA Employee at RSA
• آلة إنگما at the Open Directory Project
• An online Enigma Machine simulator
• A three rotor Enigma Machine simulator
• Online Enigma simulator
• Kenngruppenheft
• Process of building an Enigma M4 replica
• Breaking German Navy Ciphers
• Grime, James. "Enigma – 158,962,555,217,826,360,000". Numberphile. Brady Haran.
• Grime, James. "The Enigma Flaw". Numberphile. Brady Haran.