Yazan: Şefik İlkin Serengil

İlk olarak Birinci Dünya Savaşının sonlarında Alman Mühendis Arthur Scherbius tarafından keşfedilmiştir. Üretilen bu model ve varyasyonları 1920’lerin başlarında ticari amaçlı kullanılmış, ardından en dikkat çekeni İkinci Dünya Savaşı öncesinde ve süresince Nazi Almanya’sında olmak üzere çeşitli ülkelerde askeri ve hükümete bağlı kuruluşlar tarafından benimsenmiştir.

Temelde şifrelenecek metin içerisindeki her karakterin Vigenere Şifresinde olduğu gibi farklı bir Yer Değiştirme Şifresi ile şifrelenmesi prensibi ile çalışır.

Enigma makinesi fonksiyonel olarak temelde üç öğeden oluşmaktadır

1.    Rotor

2.    Yansıtıcı birimi

3.    Fiş Paneli

Rotor


Enigma Makinesi Üzerinde Karıştırıcı Görevi Gören Rotorlar

Her bir harfin şifrelenmesinde en düşük değerlikli yani en sağda bulunan rotor 26 harflik İngiliz alfabesi üzerinde çalıştığından 1/26 oranında dönüş gerçekleştirmektedir. Tıpkı dijital saatlerde ve kronometre’de olduğu gibi düşük değerlikli yani daha sağda bulunan rotor 1 tam tur gerçekleştirdiğinde bu sefer kendisinden daha yüksek değerlikli yani solundaki karıştırıcı 1/26 oranında dönüş gerçekleştirmektedir.

Enigma Makinesinin 27 Karakter Şifrelemesi Sonucunda Karıştırıcı Rotorlarda Meydana Gelen Değişim

Makinenin bu şekilde tasarlanması ile 263 farklı şifre alfabesinde şifreleme yapması yani 17576 şifreli metinde aynı harflerin tekrarlarının bulunmaması sağlanmıştır.

Değinilmesi gereken başka bir nokta rotorların çıkarılabilir ve değiştirilebilir şekilde tasarlanmış olmalarıdır. Yani Yukarıda yer alan 3 rotor birbirleriyle yer değiştirebilmekte ve dolayısıyla farklı çıktılar üretmektedir. Bu anahtar sayısını dolayısıyla kriptosistemi 3! yani 6 kat güçlendirmektedir.

Yansıtıcı ( Reflector )

Yansıtıcı, şifreleme işlemi süresi boyunca sabit kalmaktadır. Birbirinin simetriği olan şifreler üretmesi amacını güder. Örneğin Enigma makinesi üzerinde rotor’ların herhangibir xyz konumunda bulunduğu sırada a harfi şifrelendiği takdirde K karakterine dönüşüyorsa, rotorların aynı xyz konumunda bulunması durumunda k harfi şifrelenirse A çıktısını üreticektir. Bu noktada söylenebilirki Enigma Makinesi her karakterin şifrelenmesinde ayrı bir kamasutra şifresi oluşturmaktadır.

Enigma Makinesindeki Rotorların ve Yansıtıcının İç Yapısı

İllüstrasyondan da anlaşılacağı üzere A harfi G harfi olarak şifrelenmekte, ardından en düşük değerlikli en sağdaki rotor 1/26 ( illüstrasyon kolay anlaşılır olması amacı ile 8 harflik bir alfabe üzerinde çalışmış dolayısıyla 1/8 oranında hareket etmiştir. ) oranında dönmekte ve A harfi yeniden şifrelendiğinde C çıktısını vermektedir.

Fiş Paneli ( Plug Board )

Enigma Makinesi Üzerinde Yer Alan Fiş Paneli

En basit şekilde klavyeden girilen metni rotorlar vasıtasıyla şifrelemeye sokmadan önce en ilkel şifreleme yöntemlerinden olan Substitution Cipher’a sokma işlemidir.

İllüstrasyon üzerinden gidilecek olursa klavyeden girilecek metindeki A ve J harfleri birbirleriyle, S ve O harfleriyle birbiriyle daha rotoların karıştırma işlemleri gerçekleşmeden yer değiştiriceklerdir.

İlk üretilen Enigma makineleri üzerinde illüstrasyondaki gibi 6 çift kablo bulunmaktadır. Dolayısıyla 12 harf kendi aralarında substitution cipher’a girmekte ve geriye değişmeden rotorlara aktarılan 14 harf kalmaktadır.

26! / 14! x 6! x 64 = 100391791500

Fiş paneli makinenin anahtar uzayını 100391791500 kat arttırmaktadır ve Enigma makinesi üzerindeki diğer elemanlarla karşılaştırıldığında ezici bir büyüklükle anahtar uzayını en çok arttıran elemandır. Ancak, fiş paneli yalnız başına ilkel yer değiştirme şifresinden farksız değildir. Dolayısıyla Enigma Makinesi sadece fiş panelinden oluşmuş olsaydı frekans analizi ile kırılabilen ilkel bir kriptolama algoritmasından öteye gidemezdi. Oysaki rotorlar anahtar uzayını sadece 263 kadar attırmasına rağmen blok şifreler oluşturmakta dolayısıyla frekans analizini bu noktada etkisiz kılmaktadır.

Anahtar Uzayının Boyutu

  • 3 rotor;

    Dolayısıyla 263 = 17576

  • Rotorların Diziliş Sıraları

    3! = 6

  • Fiş Paneli

    6 harf çiftinin rotorlardaki işleme girmeden önce birbirleriyle yerlerinin değişmesini sağlamaktadır. Yani 12 harf birbirleri ile yer değiştirme şifresine girmekte, geriye değişmeyen 14 harf kalmaktadır.

    17576 x 6 x 100391791500 = 10000000000000000

Dolayısıyla Enigma Makinesinin anahtar uzayı yaklaşık 1016 kadardır.

  • Enigma Makinesinin daha sonra üretilen modellerinde 5 rotor ve 10 çift kablo bulunmaktadır.

Kaynaklar

1.    Simon Singh, 1999. The Code Book: The Secret History of Codes and Code-Breaking

2.    Enigma Machine, http://en.wikipedia.org/wiki/Enigma_machine

Yorumlar

  1. Onur Ciddi

    Türkçe sitelerde ulaşılabilecek en güzel enigma sunumlarından birisini oluşturmuşsunuz , tebrikler...

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir


beş × 9 =