Kriptoloji 5 : Enigma

mm
1.5K Görüntüleme
5 Dk Okuma Süresi

Enigma; II. Dünya Savaşı sırasında Nazi Almanya’sı tarafından gizli mesajların şifrelenmesi ve tekrar çözülmesi amacı ile kullanılan bir şifre makinesi. Daha açık bir ifade ile Rotor makineleri ailesi ile ilişkili bir Elektro Mekanik aygıttır ve birçok değişik türü vardır.

Enigma makinesi, ticari olarak 1920’li yılların başında kullanılmaya başlandı. Birçok ülkede Ordu ve Devlet kurumları için özel modeller üretildi. Bunların en ünlüleri II. Dünya Savaşı öncesinde ve savaş sırasında Nazi Almanyası’nda kullanılan modellerdi. Alman ordu modeli olan Wehrmacht Enigma, en çok konuşulan modeldi. Tamtamına 159 trilyon olası Enigma ayarı bulunmaktaydı. Tek yapmanız gereken her birini denemekti. Tek bir ayarını kontrol eden 10 adam, her gün 24 saat, haftada 7 gün çalışsaydı her bir ayarı kontrol etmek tam 20 milyon yıl sürerdi. Oysa bu iş için sadece 20 dakikaları vardı.   

Sonunda müttefik şifreciler Polonya şifre bürosu ve Birleşik Krallık tarafından geniş mesajları çözümlendi. Şifre çözücülerin, Müttefiklerin savaşı kazanmalarına büyük yardımları olmuştu. Bazı tarihçiler, Alman Enigma kod sisteminin deşifre olması sayesinde Avrupa’da savaşın iki yıl daha önce bittiğini ileri sürmektedirler.

Enigma şifresinin bazı zayıf yanları olmakla birlikte, aslında diğer faktörler olan operatör hataları, izlek açıkları ve nadir olarak ele geçen kod kitapları sayesinde çözümlenebildi. II. Dünya Savaşında Birleşik Krallık Bletchley Park’ta üslenen Amerikalı ve İngiliz şifre çözücüler, o zamanın en yetenekli ve en değerli bilim insanı, matematikçi ve mühendislerinden oluşmaktaydı. Bunlardan bazıları, daha sonra Bilgisayar biliminin kurucularından sayılacak Alan Matthison Turing ve dünyanın ilk dijital ve programlanabilir bilgisayarı olan Colossus‘u yapan Thomas Harold Flowers’dır. Birçok Colossus bilgisayarı, II.Dünya Savaşı sırasında Alman Lorenz SZ40/42 şifre sisteminin çözülmesi işleminde olasılık hesaplayıcı olarak kullanılmıştır.

II. Dünya Savaşı ve stratejik planların aktarılmasında kullanılan şifre sistemleri ve bunların çözülmesinde kullanılan algoritmalar, buluşlar, şifre çözücü makineler bir anlamda bilgisayar biliminin doğmasına katkı sunmuştur.

Diğer Rotor makineleri gibi Enigma da Elektro Mekanik bir sistemdir. Temel olarak, rotor mekanizması sayesinde olasılık üreten bir mekanizmadır. Daktilo klavyesine benzer her bir klavye tuşuna basıldığında, rotorlar döner. Belirgin olarak tüm Enigma sistemlerinde öncelikle en sağdaki rotor döner, daha sonra ona komşu olan rotorlar bir veya daha fazla adım atabilir. Rotorun dişli mekanizması her algoritma programlanmadan önce sökülür ve farklı bir konumda takılırdı. Ayrıca her ileti çekiminden önce operatör tarafından alt bölümdeki elektrik soketlerini farklı şekilde dizerek şifrenin çözümünü daha da zorlaştırırdı. Mekanik sisteme bağlı elektrik sistemi, operatöre gösterge bölümünde hangi harfin basıldığını ışıklı olarak gösterirdi. 

Daha sonraki yıllarda bütün dünyada kriptograflar daha iyi bir şifreleme yöntemi geliştirmek için uğraştı. İkinci Dünya Savaşı’nda Alman orduları kendi aralarındaki iletişimi Enigma cihazı ile şifrelenen metinleri kullanarak sağladılar.

Alan Turing Bombe cihazı
Alan Turing Bombe cihazı

Enigma makinesi ile şifrelenen mesajlar radyo dalgaları üzerinden Mors kodları kullanılarak iletiliyordu. Uzak mesafeler arasındaki bu haberleşme İngiliz kriptanalistler tarafından dinlenip çözülmeye çalışılıyordu. Fakat Enigma cihazının şifrelemede kullandığı anahtarın bulunması matematiksel olarak çok zor ve zaman alıcı bir işlemdi. Aynı zamanda şifrelemede kullanılan her anahtarın sekiz saatte bir değiştirilmesi, İngiliz kriptanalistlerin işlerini daha da zorlaştırıyordu. İngiliz matematikçi Alan Turing ve ekibinin matematiksel bir model kullanarak geliştirdiği Bombe isimli elektromekanik bir cihaz, kriptolu Enigma mesajlarını kırılabildi. 

1950’li yıllara kadar kriptografi bilimi sadece devletlerin kendi içlerindeki güvenli haberleşmelerde yani askeri ve diplomatik alanlarda kullanılıyordu. Ancak bu durum bilgisayarın icadı ve internetin kullanılmaya başlamasıyla değişti. Artık günlük hayatımızın ayrılmaz bir parçası hâline gelen interneti kullanarak yaptığımız her türlü haberleşme ve işlem için gereken en önemli özellik gizlilik. İnternet üzerinden yapılan alışverişler, bankacılık işlemleri, rezervasyon sistemleri, uydu sistemleri, e-devlet uygulamaları, e-posta iletileri gibi pek çok alanda bilgi güvenliği kriptografi ile sağlanıyor. Kriptografinin en önemli işlevi ise ulusal bilgi güvenliğini sağlaması. Günümüzde bilgi güvenliği ve kriptografinin önemini kavrayan tüm dünya ülkeleri, en güvenilir sistemlerin bile bir gün çözülebileceğinin farkında oldukları için yeni ve daha güçlü algoritmaların geliştirilmesi için çalışıyorlar.

Ekler:

https://www.tnmoc.org/bh-2-the-enigma-machine

Kaynak : Uluçay, R. Savaş (2024), Kriptoloji Şifre Oluşturma ve Kırma Bilimi, VTN Yayıncılık, Ankara

Bu Makaleyi Paylaşın
mm
TarafındanSavaş Uluçay
Follow:
Siber Güvenlik Çalışma Grubu Başkanı, Yazar, Eğitimci. İlgi alanları: Yapay Zeka, Siber Güvenlik, Bilgi Güvenliği, Dijital Dönüşüm, Kriptoloji.