艾倫圖靈破解enigma密碼的問題,解釋一下enigma加密的原理,破解原理?

《模仿遊戲》中介紹艾倫圖靈破解enigma密碼

誰能解釋一下,裡面說那個德軍人每次發送電報的都輸入cilly開頭,艾倫圖靈說這是不可能的,說德軍被要求每條信息頭五個字母是隨機的,問題來了,那到底cilly是隨機的嗎?為什麼圖靈說這個德國人葬送了整個戰爭?

誰能順便解釋一下enigma是如何加密的,就是說發送情報的人如果每天都更改秘鑰,那麼接收情報的德國人如何得到秘鑰呢,還有我的疑問是,後面說的,weather, hitler兩個詞是有用的,請問這個地方是什麼意思,怎麼用這兩個詞就破譯了秘鑰,還有就是圖靈的機器根據什麼來計算,計算出來的是什麼,然後怎麼他們回到enigma機前面就破解了信息了?

只要把破解密碼和enigma機大致道理,邏輯講明白就行,多謝,大神


恰好剛看完《模擬遊戲》,嘗試答一下:

Enigma採用複式字母替換加密方法,利用鍵盤、轉子、跳線、反射板、顯示器進行對稱加密/解密。

簡單來說就是當你按鍵盤上任意一個字母的時候,該字母會經過鍵盤-轉子-跳線-反射板-顯示器而被轉換為另一個字母。每轉換一次,轉子會轉動一格。

Enigma屬於演算法和密鑰分離的加密方法,破解Enigma的難度在於不知道當前密鑰,包括轉子的初始位置和跳線設置。

日常使用時,Enigma的配置可以通過密碼本、事先商定和使用前一天密鑰加密傳送等方式。

最先破解Enigma的是波蘭人,他們想辦法拿到了一台Enigma機,然後從數學上證明了指標組漏洞(指標組是經過密鑰加密的,而且前後是一樣的字元,因此會暴露密鑰的信息),雷耶夫斯基從數學上嚴格證明,在同一密鑰加密的情況下,字母循環圈的個數及其分別包含的字母個數是固定的,不隨字母的兩兩交換而變化,從而屏蔽掉了連接板的功能,將Enigma總換字表數縮短了100391791500倍,有效密鑰減少到了105456個。

圖靈是在前人基礎上完成Enigma最終破解的,之前使用雷耶夫斯基破解方法時,破解依賴於德國人使用Enigma時的一個壞習慣,即:使用特定的開頭來進行校驗,防止傳送錯誤(電影里是CILLY,實際應該是CILLY的縮寫CILCIL),這就給推算密鑰提供了方便。(典型的信息安全管理漏洞。)

隨後圖靈則是從整個密文入手,設計了「圖靈炸彈機」來進行破解。(電影里把雷耶夫斯基的功勞也給了圖靈)

圖靈採用的方法今天被叫做基於明文的攻擊,因為德國人會在特定時間發送特定的電報,比如早上發天氣預報,那麼破解者就可以根據德語「天氣」這個詞的明文/密文來推斷密鑰,因此,接收到密文後,首先由密文分析員(就是圖靈的太太從事的需要很高填字技巧的職業)對密文進行分析,試圖找出特定的明文,接著使用圖靈製造的三台連接在一起的Enigma自動破解機進行破解嘗試。(三台串接可以使轉接盤無效化)

「天氣」和「希特勒」這兩個詞就是「明文庫」中最常見的兩個單詞。所以,圖靈只需要在早上六點多的電報密文中尋找「天氣」和「希特勒」兩個單詞加密後的密文,就能根據明文和密文的對應關係計算出密鑰:

明文+密鑰=密文

密文-明文=密鑰

這只是一個簡單的示意圖,並非簡單的數學加減,實際破解過程中採用的是暴力破解方法,即是使用明文嘗試所有可能的密鑰,直到生成與密文中任意字元串匹配的結果,此時使用的密鑰就是當天的Engima密鑰。

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向計算機行業和信息安全行業的前輩 艾倫 圖靈 致敬。


推薦你去看下國內有本叫密碼傳奇的書,講enigma的前世今生,比較科普向,沒有很複雜的專業知識,看完基本能明白了的。


這篇文章能詳細回答你的問題

《模仿遊戲》中艾倫·圖靈是如何破譯英格瑪的? - 電影


因為德國人在每天發送的密文裡面的固定位置寫著固定的信息「偉大的希特勒」。知道了密文對應的明文,大大減少了破譯的時間。


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