Havel, John

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 24. februar 2020; checks kræver 2 redigeringer .
John Havel
John Herivel
Fødselsdato 29. august 1918( 29-08-1918 ) [1]
Fødselssted Belfast , Storbritannien
Dødsdato 18. januar 2011( 2011-01-18 ) [2] [1] (92 år)
Et dødssted Oxford , Storbritannien
Land
Videnskabelig sfære kryptografi , Videnskabshistorie , Videnskabsfilosofi
Arbejdsplads Government School of Codes and
Cyphers Newmanry
Queens University Belfast
Alma Mater
Kendt som opfinder af Herivel tip

John William Jamieson Herivel , ( Eng.  John William Jamieson Herivel ; 29. ​​august 1918  - 18. januar 2011 ) [3]  - Britisk videnskabshistoriker , arbejdede som kodebryder i Bletchley Park under Anden Verdenskrig [4] .

Herivels vigtigste bidrag til Enigma - kryptanalysen er Herivel-spidsen eller Herivelismus. Metoden var baseret på Herivels præcise forståelse af de tyske Enigma-operatørers vaner, hvilket gjorde det muligt for Bletchley Park, ved hjælp af Herivels kvadrat , nemt at lære en del af den daglige nøgle [5] . I en kort, men kritisk periode efter maj 1940 var Herivel-spidsen, kombineret med cillies (en anden klasse af operatørfejl), den primære metode, der blev brugt til at knække Enigma.

Efter krigen studerede Herivel historie og videnskabsfilosofi på Queen's University Belfast, hvor han var akademiker. Han specialiserede sig i Isaac Newtons , Joseph Fouriers og Christian Huygens historie . Da han gik på pension, skrev han en selvbiografisk rapport om sit arbejde i Bletchley Park med titlen Herivelismus and the German Military Enigma [6] .

Rekruttering i Bletchley Park

John Havel blev født i Belfast og gik på Methodist College fra 1924 til 1936. I 1937 modtog han et Kitchener-stipendium til at studere matematik ved Sydney Sussex College, Cambridge under Gordon Welchman [7] [8] . Welchman rekrutterede Herivel til Government Code and Cypher School (GC&CS) i Bletchley Park. I den nydannede Hut 6-sektion arbejdede Welchman sammen med Alan Turing for at bryde gåden fra den tyske hær og luftvåben [9] . Den 29. januar 1940, i en alder af 21, ankom Herivel til Bletchley [10] , hvor Alan Turing og Tony Kendrick orienterede ham om Enigma [11] .

Enigma

Hut 6 havde kun begrænset succes med Enigma-krypterede beskeder på det tidspunkt, hvor Herivel begyndte at arbejde på Bletchley Park. Det meste af succesen var med beskeder fra Luftwaffes Enigma-netværk, kendt som "Red" [9] [11] [12] . Herivel arbejdede sammen med Cambridge-matematiker David Rees, rekrutteret af Welchman på den nærliggende Elmers School. De testede løsninger og udviklede patch-panelindstillinger [9] . Det var en meget langsom proces, så Herivel ønskede at finde en metode til at forbedre deres angreb og brugte sine aftener på at finde på en [11] .

De opsnappede beskeder blev krypteret ved hjælp af den tyske Enigma, en elektromekanisk roterende chiffermaskine, der udførte polyalfabetisk kryptering . Grundmodellen fra 1940 havde tre rotorer, der indstillede det elektriske kredsløb mellem tastaturet og lampepanelet. Ved at trykke på knappen tændte den ene lampe og fik rotoren længst til højre til at flytte en bogstavposition, hvilket ændrede det elektriske kredsløb, så et tryk på tasten igen ville lyse et andet bogstav. Hver rotor havde et hak, der gik i indgreb med den næste rotor på en sådan måde, at de begge rykkede frem sammen, hvilket gav en meget lang gentagelsesperiode af sekvensen (26 x 26 x 26 = 17576). Denne fordybning kan være i enhver af de 26 positioner. Tre rotorer blev valgt blandt fem, hvilket gav 60 forskellige måder at montere rotorerne i maskinen på. Men da tyskerne havde en regel om, at ingen rotor måtte være i samme position, blev dette antal på de efterfølgende dage, hvis rotorerne og deres positioner på de foregående dage var kendt, reduceret til 32.

Da Enigma fungerede på en en-til-en måde, vil den vise den dekrypterede tekst på lampepanelet, hvis du fører teksten krypteret af én maskine til en identisk maskine med de samme parametre. Hut 6 havde maskiner logisk identiske med de tyske gåder. For at tyde de opsnappede meddelelser var det nødvendigt at kende valget af rotorer, indstillingerne af ringene og tilslutningen af ​​stikkene på stikpladen. På det tidspunkt blev de første tre bogstaver, der gik forud for beskeden, brugt som en indikator for den beskedmodtagende operatør til at indstille disse tre bogstaver i rotorvinduerne og dermed justere rotorernes position for den pågældende besked [13] .

Herivel tip

I februar 1940 indså Herivel, at nogle dovne tyske  krypteringsmagere kunne give Enigma-ringene ( Ringstellung ) indstillingerne i deres første besked på dagen. Hvis der var flere sådanne dovne kryptografer, så ville deres første beskeder med indledende indstillinger ikke være tilfældige, men ville være spredt rundt i Ringstellung [14] . Denne erkendelse blev kendt som Herivel-spidsen. På det tidspunkt krypterede Luftwaffe deres beskednøgler to gange; derfor var metoder som Zygalski Sheets velegnede til dechifrering , og der var ingen grund til at bruge Herivel-spidsen. I maj 1940 stoppede tyskerne dobbeltkryptering af nøgler [15] . Bletchley Park begyndte at bruge Herivel-spidsen til at knække Luftwaffe-kommunikation, da andre metoder blev ineffektive. Herivel forblev hovedmetoden indtil Bombe [16] [17] [18] blev bygget i august 1940 .

Enigma-krypteringsprocedure

Rotorerne, deres placering og placeringen af ​​fordybningen på ringen til indgreb med den næste rotor blev ændret dagligt. Indstillingerne blev defineret i en kodebog, der er fælles for alle netværksoperatører. Forud for modtagelse eller afsendelse af beskeder, i begyndelsen af ​​hver dag, valgte Enigma-operatører rotorer og ringeindstillinger. Ringparametre blev indstillet efter valg af tre rotorer, først var det nødvendigt at indstille parametrene for ringene og derefter installere rotorerne, men ikke alle operatører fulgte denne rækkefølge [19] . Med alfabetringene på plads og låget lukket, ville operatøren rotere rotorerne væk fra de positioner, der viser de tre ringindstillingsbogstaver i vinduerne, men nogle operatører gjorde det ikke.

En aften i februar 1940, mens Heriwell hvilede sig foran sin husholderskes pejs, fik han en åbenbaring. Det var, at dovne eller trætte operatører, der satte ringene, når rotorerne allerede var i maskinen, kunne lade ringindstillingerne være øverst eller nær toppen og bruge disse tre bogstaver til dagens første besked [20] .

Afsenderoperatøren fulgte en standardprocedure for hver meddelelse, der blev sendt. Fra september 1938 blev startpositionen brugt til at kryptere indikatoren , som derefter blev sendt i klartekst, efterfulgt af beskednøglen, som var krypteret i disse indstillinger. Antag, at startpositionen, startindstillinger ( tysk  Grundstellung ), var GKX, en maskine med rotorer indstillet til GKX skal bruges til at kryptere meddelelsesindstillingerne. Beskedindstillinger kunne vælges RTQ, som blev krypteret som LLP. Derefter roterede operatøren rotorerne i RTQ og krypterede selve beskeden. Således vil meddelelsen blive indledt af de ukrypterede startindstillinger (GKX) først, efterfulgt af de krypterede meddelelsesindstillinger (LLP). Denne information blev brugt af Enigmas modtagende operatør til at gendanne beskedindstillinger og derefter dekryptere beskeden [21] .

De indledende indstillinger (GKX i eksemplet ovenfor) skulle have været valgt tilfældigt, men Herivel ræsonnerede, at hvis operatørerne på nogen måde var under pres eller bare var dovne, så kunne de bruge de rotorindstillinger, der i øjeblikket vises på maskinen [19] . Hvis operatøren indstillede ringindstillingerne med rotorerne allerede installeret inde i maskinen, og dette var dagens første besked, så kan den rotorposition, der aktuelt vises på maskinen, meget vel være ringindstillingerne eller meget tæt på dem. (Hvis denne situation skete i eksemplet ovenfor, så ville GKX være ringeindstillinger eller tæt på dem).

Under den mærkelige krig brugte polske kryptografer denne idé på PC Bruno [22] .

Cherivel Square

Dagen efter Herivels indsigt var hans kolleger enige om, at denne idé var en mulig måde at tyde gåden på [10] . Ved hjælp af Herivel tip begyndte Hut 6 at lede efter den effekt, som Herivel havde forudsagt, og sørgede for, at dagens første beskeder blev sendt til dem fra hver sendestation så tidligt som muligt [19] . De arrangerede indikatorerne i et gitter kaldet "Herivel's Square", [23] et eksempel på hvilket er vist nedenfor. Rækkerne og kolonnerne i gitteret er bogstaverne i alfabetet. Den første indikator for dagens første besked modtaget fra hver station i netværket blev indtastet i dette net. Kolonnen svarende til det første bogstav blev taget, linjen svarende til det andet bogstav, det tredje bogstav blev indskrevet i cellen i skæringspunktet mellem rækken og kolonnen. For eksempel blev GKX skrevet som X i kolonne G og række K.

ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTU VWXYZ -------------------------------------------------- -------- Z| |Z Y | S|Y X| |X w| L|W v| |V U| S|U T| |T S| |S R| K|R Q| L|Q P| |P O| |O N| P|N M| X|M l| TX|L K| XW|K J| YX|J I| |I h| Q|H G| |G F| |F E| A|E D| |D C| M|C B| J|B A| P|A -------------------------------------------------- -------- ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTU VWXYZ

Hvad Heriwell troede ville være en gruppe af poster i gitteret, der er tæt på hinanden, såsom gruppen omkring GKX i ovenstående eksempel. Dette ville reducere antallet af muligheder for ringeindstillinger fra 17.576 til et lille sæt muligheder, måske 6-30, der kunne testes direkte.

Effekten forudsagt af Herivel viste sig ikke umiddelbart i Enigma-meddelelsesnetværket [20] , og Bletchley Park måtte fortsætte med at stole på andre metoder til at knække Enigma: metoden "perforerede ark" foreslået af polske kryptologer. Den 1. maj 1940 ændrede tyskerne deres indikationsprocedure, hvilket gjorde den perforerede plademetode ubrugelig. Hut 6 var pludselig ude af stand til at tyde Enigma-meddelelserne.

Kort efter den 10. maj, da tyskerne invaderede Holland og Belgien , begyndte det mønster, der var forudsagt af Herivel-spidsen, at dukke op. David Rees identificerede gruppen i meddelelsesindikatorerne, [19] og den 22. maj blev en luftvåbenmeddelelse sendt den 20. maj dechifreret, den første siden en ændring i visningsproceduren [24] .

Yderligere nøglekomponenter

Selvom det var muligt at bestemme indstillingerne af Enigma-ringene ved hjælp af Herivel-spidsen, gav metoden ikke andre dele af maskinnøglen: plugboard-indstillingerne og valget og rækkefølgen af ​​rotorerne. På det tidspunkt kom 3 ud af 5 rotorer ud i Luftwaffe, det vil sige, at der var 60 mulige muligheder for deres følger. Der kunne også være 8 til 10 patchpad-forbindelser, hvilket betyder, at omkring 20 af de 26 bogstaver blev byttet om af patchpad'en. Andre metoder skulle bruges til at finde de resterende dele af Enigma-nøglen.

For at finde indstillinger og dechifrere beskeder er Herivel tip blevet brugt sammen med "kræfter", en anden klasse af operatørfejl [20] [25] .

Anerkendelse

På grund af vigtigheden af ​​hans bidrag blev Herivel introduceret til Winston Churchill under hans besøg i Bletchley Park [26] . I et intensivt to-ugers kursus underviste Herivel i Enigma-krypteringsanalyse til flere amerikanere, der var tilknyttet Hut 6 [27] . Senere, som assistent for sektionslederen, matematikeren Max Neumann , arbejdede han i administrationen hos "Newmanry", den sektion, der var ansvarlig for at løse tyske fjernskriftscifre , ved hjælp af maskinelle metoder såsom Colossus -computere [28] [29] .

I 2005 bemærkede forskere, der studerede en række Enigma-krypterede meddelelser fra Anden Verdenskrig, som forudsagt af Herivel tip, forekomsten af ​​klyngedannelse i meddelelserne fra august 1941 [30] .

Efter Anden Verdenskrig

Efter krigens afslutning underviste Herivel i matematik på skolen i et år, [8] men han indså, at han ikke kunne klare de "støjende fyre" [31] . Han blev derefter professor i historie og videnskabsfilosofi ved Queen's University Belfast.

Publikationer

I 1978 trak han sig tilbage til Oxford, hvor han blev Fellow of All Souls College [8] . I sin pensionering udgav han:

Noter

  1. ↑ 1 2 MacTutor History of Mathematics Archive
  2. ↑ http://www.guardian.co.uk/world/2011/feb/13/john-herivel-obituary
  3. ↑ Smith, Michael (13. februar 2011), John Herivel nekrolog: En af Bletchley Parks mest geniale kodebrydere i krigstid , The Guardian , < http://www.guardian.co.uk/world/2011/feb/13/john-herivel -nekrolog > 
  4. ↑ Special Forces Obituaries: John Herivel , The Telegraph , 20. juli 2011 , < http://www.telegraph.co.uk/news/obituaries/military-obituaries/special-forces-obituaries/8275117/John-Herivel.html > 
  5. ↑ Herivel, 2008 , s. ti
  6. ↑ Herivel, 2008
  7. ↑ Herivel, 2008 , s. 75
  8. ↑ 1 2 3 Nekrolog – John Herivel , Methodist College Belfast , 28. januar 2011 , < http://www.methody.org/Former-Pupils.aspx > Arkiveret 27. juli 2011 på Wayback Machine 
  9. ↑ 1 2 3 Sebag-Montefiore, 2000 , s. 90
  10. ↑ 12 Welchman , 1997 , s. 200
  11. ↑ 1 2 3 Smith, 1998 , s. 42
  12. ↑ Welchman, 1997 , s. 230
  13. ↑ Rijmenants, Dirk, Enigma Message Procedures , < https://www.ciphermachinesandcryptology.com/en/enigmaproc.htm > 
  14. ↑ Sebag-Montefiore, 2000 , s. 81
  15. ↑ NOVA - Officiel hjemmeside | Sådan fungerer gåden
  16. ↑ Bletchley Park - Remembering Herivel and the Herivel Tip (23. januar 2011).
  17. ↑ Sebag-Montefiore, 2000 , s. 81
  18. ↑ Hinsley et al., 1988 , s. 954 ISBN 0-521-35196-0
  19. ↑ 1 2 3 4 Smith, 1998 , s. 43
  20. ↑ 1 2 3 Sebag-Montefiore, 2000 , s. 91
  21. ↑ Singh, 2007 , s. 29.
  22. ↑ Kozaczuk, 1984 , s. 83-84.
  23. ↑ Welchman, 1997 , s. 100
  24. ↑ Sebag-Montefiore, 2000 , s. 92
  25. ↑ Welchman, 1997 , s. 104-110
  26. ↑ Smith, 1998 , s. 78
  27. ↑ American 6813 Division History , oktober 1945 , < http://www.codesandciphers.org.uk/documents/a6813his/index.htm > 
  28. ↑ Godt, 1993 , s. 160-161
  29. ↑ Newman, 2006 , s. 176-188.
  30. ↑ Sullivan, Geoff & Weierud, Frode (2005), Breaking German Army Ciphers , Cryptologia bind 24 (3): 193–232 , < http://www.tandf.co.uk/journals/pdf/papers/ucry_06. pdf > . Hentet 20. juli 2011. 
  31. ↑ Jones, Daniel (27. maj 2001), Bletchley Revisited: Modest War Hero Returns to the Scene of his Greatest Code-Cracking Triumph , < http://cipherweb.open.ac.uk/cgi-bin/cipher-demo/mobile /sms_stories_xml.py?phoneno=555&id=52&concepts=() > Arkiveret 24. december 2012. 

Litteratur

  Gå til Wikidata-elementet  Tematiske steder