 Pogromca Enigmy
W 1926 r. polskie stacje nasłuchowe przechwyciły pierwsze niemieckie radiodepesze, które polski wywiad zidentyfikował jako utajnione za pomocą maszyny szyfrującej. Próby ich odczytania przez pracowników BS-4, zaproszonych specjalistów, a nawet jasnowidza, zakończyły się niepowodzeniem.
Wybitna i nieprzeciętna siła w dziedzinie szyfrów obcych.
ppłk dypl. Stefan Mayer, szef Wydziału
Wywiadowczego Oddziału II SG WP
Geniusz matematyki obdarzony niepospolitą intuicją.
dr David Kahn, amerykański historyk,
światowej sławy znawca kryptologii
...człowiek, który wniósł oryginalne idee
do matematycznych metod kryptologii i wpłynął
na przebieg II Wojny Światowej.
„Wiadomości Matematyczne”, 1980 r.
Przyszedł na świat 16 sierpnia 1905 r., jako najmłodszy z siedmiorga dzieci Józefa Rejewskiego, kupca branży tytoniowej i Matyldy z Thomsów, córki browarnika z Torunia, zamieszkałych w kamienicy przy ul. Wileńskiej 6 w Bydgoszczy. W latach 1912–1914 uczęszczał do szkoły podstawowej z nauczaniem początkowym, aby kontynuować naukę w Królewskim Gimnazjum im. Fryderyka Wilhelma przy obecnym Placu Wolności. Już wtedy zdradzał zainteresowanie matematyką i fizyką, o czym świadczą uzyskiwane oceny dobre i bardzo dobre.
Na mocy postanowień traktatu wersalskiego, 20 stycznia 1920 r. do Bydgoszczy wkroczyły oddziały Armii Wielkopolskiej, aby przejąć w imieniu Rzeczypospolitej władzę z rąk administracji niemieckiej. Szkoła Rejewskiego zmieniła teraz nazwę na Państwowe Gimnazjum Klasyczne, gdzie obok łaciny i greki nauczano języków nowożytnych, historii, geografii oraz matematyki i fizyki.
Kult pracowitości i dyscypliny zaszczepiony w bydgoskim gimnazjum, obok wyraźnych już predyspozycji do nauk ścisłych, nie pozostał zapewne bez wpływu na wybór kierunku studiów. Po zdaniu matury w 1923 r., Rejewski opuszcza Bydgoszcz i wstępuje na Wydział Matematyczno-Przyrodniczy Uniwersytetu Poznańskiego, gdzie dość szybko jego talent dostrzegają wykładowcy.
Dziekan Instytutu Matematyki, prof. Zdzisław Krygowski, wychowanek lwowskiej szkoły matematycznej i dawny wykładowca Politechniki Lwowskiej, upatruje go na swego następcę. Pod koniec sześcioletnich studiów Rejewski uczestniczy w kursie kryptologicznym zorganizowanym przez pracowników Biura Szyfrów (BS-4) Oddziału II Sztabu Głównego WP w Poznaniu. Tak zaczęła się jego wieloletnia przygoda z tą tajemniczą dziedziną wiedzy, która zawiodła go na karty historii.
Szyfry maszynowe na dużą skalę pojawiły się po zakończeniu I wojny światowej, co wiązało się z burzliwym rozwojem techniki radiowej i coraz powszechniejszym jej zastosowaniem w wojsku. Ciągle jednak istniał problem skutecznego maskowania przekazywanych informacji, tak aby uniemożliwić przeciwnikowi ich wykorzystanie. Stosowane dotąd techniki kodowania (słowa) lub szyfrowania (litery) ręcznego okazały się niewystarczające i zawodne. Odpowiedzią na to zapotrzebowanie ze strony wojskowych było skonstruowanie maszyny do mechanicznego szyfrowania.
Pomysł takiego urządzenia narodził się w kilku krajach niezależnie od siebie, mniej więcej w tym samym czasie. W Stanach Zjednoczonych opracował je Edward H. Hebern, w Holandii Hugo A. Koch, w Niemczech Artur Scherbius, a w Szwecji Boris C. Hagelin. Wszystkie one oparte były na wykorzystaniu wirnika lub wielu wirników o dosyć skomplikowanej budowie. Dzięki impulsom elektrycznym, wyrazy przebiegające wnętrza tych maszyn zamieniały się w absurdalne ciągi liter, jawiły się jako kompletny chaos, bez jakichkolwiek odniesień do naturalnego języka. Spreparowany w taki sposób tekst przekazywano kluczem Morse’a, wysyłając go przez radiostację do odbiorcy.
Jako pierwsza na świecie, już w 1926 r., wyposażyła swe okręty w nowe urządzenia szyfrujące niemiecka marynarka wojenna, która zakupiła patent rodzimego konstruktora, inżyniera dr. A. Scherbiusa. Elektromechaniczne urządzenie, nazwane przez wynalazcę Enigmą, do złudzenia przypominało swym zewnętrznym wyglądem przenośną maszynę do pisania połączoną z ręczną łącznicą (centralką) telefoniczną. Natomiast wnętrze kryło trzy wirniki szyfrujące na wspólnej osi (mieszacz), nieruchomy wirnik wstępny i odwracający (reflektor) oraz kilka urządzeń mechanicznych z baterią zasilającą i plątaniną kabli.
Wirnik miał kształt krążka hokejowego, na którym po jednej stronie umieszczono koncentrycznie 26 miedzianych styków stałych, po drugiej – 26 styków sprężynujących. Styki z obu stron łączyły się ze sobą na stałe, w sposób nieregularny, za pomocą izolowanych przewodów zatopionych fabrycznie w bakelicie, tworząc niewidoczną sieć. Każdy rodzaj wirnika, oznakowany rzymskimi cyframi od I do VIII, miał własny układ stałych połączeń wewnętrznych, jeden z 26 × 26 możliwych, których Niemcy nie zmienili do końca wojny. To tu kryła się największa tajemnica Enigmy. Krążek obwiedziony był metalową opaską z grzebieniem, na której znajdował się metalowy pierścień z wygrawerowanymi na obwodzie literami alfabetu lub cyframi. Można go było ustawić względem krążka w wybranej pozycji i zablokować bolcem ze sprężynką płytkową. Przy określonej literze znajdowało się z boku nacięcie, które powodowało obrót sąsiedniego wirnika jak w samochodowym liczniku kilometrów.
Klawiatura w układzie zwykłej maszyny do pisania, zawierała 26 liter alfabetu niemieckiego bez tzw. umlautów: ä,ö,ü i znaków diakrytycznych. Uderzenia operatora w klawisze odpowiadające literom tekstu np. meldunku, powodowały skokowy obrót prawego (szybkiego) wirnika o 1/26 i jednoczesne zwarcie styków, którymi płynął prąd przez labirynt wewnętrznych połączeń we wszystkich wirnikach oraz centralce, powodując zapalenie się żarówek pod literami na pokrywie. Drugi operator zapisywał je i tak powstawał szyfrogram.
Przed rozpoczęciem pracy operator musiał przygotować maszynę i w tym celu wybierał z tabeli miesięcznej klucz na dany dzień, który składał się z pięciu oddzielnych nastaw. Jedną z nich było np. umieszczenie na osi trzech wirników w różnej kolejności, co już tworzyło sześć zestawień i 17576 kombinacji (26 × 26 × 26). Właśnie system wirników, stałych i zapasowych (do ośmiu) w powiązaniu z centralką tworzył wyjątkowo skomplikowany i bezpieczny szyfr. Dzięki nim Enigma mogła generować niebywale wielką, wręcz astronomiczną liczbę możliwych kombinacji literowych. Nawet w przypadku dostania się jej w ręce wroga, stawała się praktycznie bezużyteczna, ponieważ nie można było odnaleźć rozwiązania w rozsądnym czasie. Odszukanie tego jednego, właściwego ustawienia, gwarantującego odczytanie depeszy, liczyło się w miliardach lat.
Z chwilą wybuchu wojny Niemcy wierzyli, że dysponują dobrze zorganizowanym i sprawdzonym kryptosystemem, zapewniającym bezpieczeństwo komunikacji radiowej w siłach zbrojnych, partii nazistowskiej, policji, a także w kilku ministerstwach, włącznie z pocztą i koleją.
Z Enigmy korzystały wszystkie niemieckie dowództwa, od Kwatery Głównej Hitlera poprzez rodzaje sił zbrojnych, okręgi wojskowe, armie, korpusy, dywizje, aż po samodzielne pułki. Znajdowała się ona na każdym okręcie, lotnisku i w porcie. Podczas wojny, według różnych źródeł, wykonano 45 do 120 tysięcy egzemplarzy tej maszyny, która pracowała w przeszło 200 sieciach radiowych. Posługiwali się nią również Włosi, Hiszpanie i Szwajcarzy, a pod koniec wojny także Japończycy. Wzorowały się na niej: brytyjska „Typex”, polska „Lacida” (LCD), amerykańska SIGABA. Enigma była niezawodna i działała sprawnie, zarówno podczas rosyjskiej zimy jak i libijskiego lata, w jadącym wozie dowodzenia i w zanurzonym okręcie podwodnym.
W 1926 r. polskie stacje nasłuchowe w Starogardzie Gd., Poznaniu, Krakowie-Krzesławicach i centralna w Warszawie przechwyciły pierwsze niemieckie radiodepesze, które polski wywiad zidentyfikował jako utajnione za pomocą maszyny szyfrującej. Próby ich odczytania przez pracowników BS-4, zaproszonych specjalistów, a nawet jasnowidza, zakończyły się niepowodzeniem. W tej sytuacji kierownictwo Biura, zamiast jak dotychczas lingwistów i szachistów, postanowiło zaangażować profesjonalnych matematyków. W styczniu 1929 r. na Uniwersytecie Poznańskim został zorganizowany kurs dla studentów matematyki z dawnego zaboru pruskiego i austriackiego, biegle władających językiem niemieckim.
W tym samym roku Rejewski kończy studia i pisze pracę na temat „Opracować teorię funkcji podwójnie periodycznych drugiego i trzeciego rodzaju oraz wskazać jej zastosowanie”, za którą uzyskuje ocenę bardzo dobrą wraz z dyplomem magistra filozofii. Powodowany wrodzonym pragmatyzmem, decyduje się na staż naukowy na Uniwersytecie w Getyndze, aby specjalizować się w matematyce ubezpieczeniowej. Latem 1930 r. przerywa staż, aby przyjąć zaproponowaną przez prof. Krygowskiego asystenturę w Instytucie Matematycznym. Postanawia równocześnie pogodzić obiecującą karierę naukową z zajęciami na utworzonej – w międzyczasie – filii BS-4 w Poznaniu, gdzie grupa wybranych studentów matematyki prowadzi teraz samodzielne badania, próby i eksperymenty z niemieckimi kodami i szyframi.
Latem 1932 r. poznańska placówka eksperymentalno-szkoleniowa ulega likwidacji, a trójka najbardziej uzdolnionych adeptów kryptologii: Marian Rejewski, Henryk Zygalski i Jerzy Różycki otrzymują propozycję pracy w BS-4 w Warszawie.
Rejewski, dobrze zapowiadający się matematyk, staje przed trudną życiową decyzją. Ostatecznie postanawia oddać swój talent na użytek kryptologii. O niełatwym wyborze zadecydowało tu zapewne również jego głęboko ukształtowane poczucie obowiązku wobec państwa.
Już od 1 września 1932 r. cała trójka przystępuje do pracy w siedzibie Sztabu Głównego WP w Warszawie w Pałacu Saskim. Po miesiącu najstarszy z nich, Rejewski, w tajemnicy przed kolegami, w oddzielnym pomieszczeniu, po godzinach pracy, przystępuje do samotnej walki z niewidzialnym przeciwnikiem. Najpierw otrzymuje przechwycone teksty niemieckich depesz oraz wyliczenia i notatki sporządzone przez jego bezradnych poprzedników. Potem trafia do niego egzemplarz handlowy Enigmy, mniej skomplikowany i bez łącznicy wtyczkowej. Pomocne okazują się też materiały dostarczone przez francuski wywiad. W drugiej połowie grudnia 1932 r. Rejewski przystępuje do ataku kryptologicznego, w czym niezwykle pomocna okazuje się matematyczna teoria permutacji.
Za punkt wyjścia przyjmuje podwójne zaszyfrowane, trzyliterowe ustawienie początkowe wirników, wynikające z tabeli kluczy na dany dzień. Dostrzega, że w konsekwencji tych powtórzeń niektóre litery są takie same i można je połączyć w pary, a te w cykle, z których układa sześć długich równań. Wykorzystując dostarczone materiały, stopniowo eliminuje niewiadome i w ten sposób odtwarza kolejno wewnętrzne okablowanie wirników. Walcząc z równaniami, Rejewski doznaje olśnienia, ma przebłysk geniuszu przy rozwiązaniu sposobu, w jaki Niemcy połączyli klawiaturę z wirnikiem wstępnym. Utytułowany angielski kryptolog, Dillwyn Knox, połamał sobie w tym miejscu zęby i ostatecznie Brytyjczycy zrezygnowali ze złamania Enigmy. Francuzi jedynie o tym myśleli, a Amerykanie jeszcze nie zaczęli (...)
GRUPA MEDIA INFORMACYJNE & ADAM NAWARA |
