Enigma

W roku 1918 niemiecki wynalazca Arthur Scherbius opatentował maszynę szyfrującą, nazwaną później Enigma. Planowanymi użytkownikami tej maszyny miały być wielkie firmy chcące chronić swoją korespondencję. Armia niemiecka szyfrowała swoje rozkazy przy pomocy kodu ręcznego. Odczytywanie depesz niemieckich nie przedstawiało w czasie II wojny światowej żadnego problemu dla Brytyjczyków. Plany remilitaryzacji Republiki Weimarskiej i konieczność utrzymania tajności korespondencji sprawiły, że dowództwo niemieckie zdecydowało się na wprowadzenie kodu maszynowego, stanowiącego gwarancję zachowania bezpieczeństwa przekazywanych informacji.

W polskiej armii istniała komórka, której zadaniem byłoby przechwytywanie i czytanie meldunków armii sąsiadujących krajów. Jej twórcą był porucznik Jan Kowalewski, utalentowany inżynier, znający wiele języków obcych. Zorganizowane przez niego Biuro Szyfrów, działające w ramach tzw. Wydziału Drugiego, czyli wywiadu wojskowego, bez większego kłopotu: w okresie do 1926 roku, odczytywało kody niemieckie, jak również - tak samo nieskomplikowane w tym czasie - szyfry i kody sowieckie. Żadne państwo nie stosowało wówczas kodów maszynowych. Trudności w odczytywaniu depesz niemieckiej marynarki wystąpiły w 1926 roku,. W lipcu 1928 roku również meldunki niemieckich sił lądowych stały się dla polskich służb specjalnych nierozwiązalną zagadką.

Słusznie przypuszczając, że ta dramatyczna zmiana łączyła się z wprowadzeniem maszyny szyfrującej tekst, zakupiono - dostępną na wolnym rynku w Niemczech - handlową wersję Enigmy. Prace na handlową wersją maszyny, prowadzone m.in. przez kapitana Maksymiliana Ciężkiego i porucznika Wiktora Michałowskiego, nie przyniosły żadnych rezultatów. W tej sytuacji, w styczniu 1929 roku, na zlecenie Sztabu Głównego Wojska Polskiego w Instytucie Matematyki Uniwersytetu Poznańskiego zorganizowano kurs kryptologii. Kurs, prowadzony przez majora Pokornego, kapitana Ciężkiego i inżyniera Antoniego Pallutha miał za zadanie wyłowić wyróżniających się w tym kierunku studentów matematyki. Podczas jednego z wieczornych zajęć, kapitan Ciężki dał adeptom kryptologii zadanie rozwiązania - rozwiązanego już wcześniej przez niego samego - transpozycyjnego kodu niemieckiego. W ciągu kilku godzin trzech studentów: Marian Rejewski, Jerzy Różycki i Henryk Zygalski, prawidłowo odczytało tekst.

Wyłonione w trakcie tego kursu talenty: ośmiu studentów, w tym Różycki i Zygalski, podjęli w zaadaptowanym pomieszczeniu Komendy Miasta w Poznaniu prace nad niemieckimi szyframi. Trzeci z uczestników kursu: Marian Rejewski wyjechał na Uniwersytet w Getyndze na specjalizację w statystyce matematycznej. Warunki ekonomiczne zmusiły go jednak do powrotu do Kraju i na jesieni 1930 roku on dołączył do zespołu kryptologów. Placówka Biura Szyfrów w Poznaniu, pomyślana jako tymczasowa, została rozwiązana, a trzem najbardziej wyróżniającym się: Rejewskiemu, który w tym czasie wykładał matematykę na Uniwersytecie Poznańskim, oraz świeżo upieczonym absolwentom tej uczelni: Różyckiemu i Zygalskiemu, zaproponowano stałą pracę w Biurze Szyfrów Sztabu Głównego Wojska Polskiego w Warszawie. Rozpoczął się właściwy etap rozszyfrowywania Enigmy.

Pierwszy sukces grupa młodych kryptologów odniosła odczytując czteroliterowy kod niemieckiej marynarki wojennej, jakkolwiek cały czas droga do odczytywania meldunków szyfrowanych maszynowo, wydawała się bardzo daleka. Dostrzegając jednak ogromne możliwości tej grupy, szefowie Biura Szyfrów postanowili w takiej sytuacji sprawdzić kryptologów w najtrudniejszej walce. Najstarszemu z trójki: Marianowi Rejewskiemu udostępniono zbierane w ostatnich latach szyfrowane maszynowo niemieckie meldunki i zlecono ich przeanalizowanie. Z pewnością nie liczono wtedy na szybkie rozwiązanie zagadki, jednak wierzono, że może istnieć jakaś trudno zauważalna własność, która pomogłaby w rozwiązaniu szyfru. Rejewski, dysponujący handlową wersją Enigmy i depeszami niemieckimi, zauważył występowanie pewnych charakterystycznych cech, które ujął w postać układu równań permutacyjnych. I mimo, iż ilość niewiadomych wykluczała rozwiązanie równań, to sam fakt wykorzystania wyższej matematyki stał się pierwszym w tym czasie i przełomowym elementem w rozwiązywaniu problemów szyfrów maszynowych.

Widząc ogromne możliwości dalszych postępów w próbie rozwiązania szyfru Enigmy, nowy kierownik Biura Szyfrów: major Gwidon Langer, przekazał Rejewskiemu cztery dokumenty zdobyte przez wywiad francuski. Były to: zdjęcie wojskowej odmiany Enigmy, instrukcja obsługi Enigmy oraz dwie, nieaktualne od roku tabele kluczy. Jak obecnie stwierdzają historycy, informacje zawarte w tych dokumentach nie były wystarczające do odkrycia największej zagadki Enigmy: wewnętrznych połączeń wirników, jednak w znacznym stopniu pomogły Rejewskiemu w zlikwidowaniu kilku niewiadomych z równań permutacyjnych.

Gustave Bertrand, wówczas kapitan, szef Służby Wywiadowczej (Service de Renseignements) zauważając nieudolność francuskich służb kryptograficznych do rozwiązania szyfru maszynowego, nawiązał w 1931 roku kontakt z wywiadem polskim. Już podczas pierwszej swojej wizyty w Warszawie przekazał on wspomniane wyżej dokumenty Polakom. Dokumenty te, oraz kolejne materiały przekazywane w przyszłości, pochodziły od płatnego szpiega, noszącego pseudonim Asche. Kim był ów tajemniczy informator wywiadu francuskiego? Asche, czyli Hans-Thilo Schmidt, pochodzący z szacownej niemieckiej rodziny, pracował jako urzędnik w niemieckim Centrum Szyfrów (Chiffrierstelle), zajmując się niszczeniem zdezaktualizowanych tabeli kluczy. Za największy paradoks w historii wywiadu uznać można fakt, iż osobą, która przyjęła Hans-Thilo Schmidt do pracy na tym stanowisku, był jego rodzony brat: major Rudolf Schmidt, wówczas kierownik Chiffrierstelle. (Rudolf Schmidt, późniejszy generał, wydalony został z Armii po wykryciu działalności prowadzonej przez brata. Hans-Thilo skazany został na śmierć i stracony). Ashe sprzedał wywiadowi francuskiemu wiele, mniej lub bardziej ważnych dokumentów, z których część przekazana została szefom polskiego Biura Szyfrów: Langerowi i Ciężkiemu. Jednakże - co okazuje się niezwykle zaskakujące - żaden z późniejszych dokumentów nie został udostępniony Rejewskiemu i zespołowi kryptologów. Czym tłumaczyć fakt ukrycia posiadanych tabeli kluczy? Przypuszcza się, że strategia kierownictwa Biura wiązała się z potrzebą wyrobienia silnego zespołu kryptologów, który mógłby odnosić sukcesy z niemieckimi szyframi również w przypadku, gdyby nagle zabrakło materiałów wywiadowczych. W kontekście tych faktów tym bardziej znaczące stają się osiągnięcia Rejewskiego i reszty polskich kryptologów. Największym osiągnięciem Rejewskiego było wydedukowanie połączeń wewnętrznych jednego z wirników Enigmy. Mimo tego jednak zagadka działania całej maszyny ciągle nie miała swego rozwiązania. W tym momencie można mówić o szczęściu polskiego zespołu kryptologów: jeden z dostarczonych przez wywiad francuski kluczy umożliwiał odgadnięcie połączeń drugiego wirnika. Z niewielką trudnością znaleziono również i połączenia trzeciego wirnika. Tym samym - przy znajomości połączeń wewnętrznych wirników - możliwe stało się odczytywanie depesz niemieckich.

Od pierwszych dni stycznia 1933 roku Biuro Szyfrów było w stanie czytać niemal wszystkie depesze niemieckie kodowane maszynowo. Polska była jedynym krajem na świecie, który w tym czasie posiadał taką możliwość. Szacuje się, że do grudnia 1938 roku odczytano kilka tysięcy meldunków kodowanych Enigmą.

W połowie grudnia 1938 roku Niemcy dodali do zestawu dwa dodatkowe wirniki (mimo, iż maszyna dalej używała tylko trzech wirników), co spowodowało, że do rozwiązywania szyfru Polacy potrzebowali dziesięć razy więcej tzw. „bomb”. „Bombami” nazywano specjalnie zaprojektowane przez Jerzego Różyckiego i skonstruowane w warszawskich zakładach AVA, maszyny-cyklometry, które pracując równolegle znajdywały pierwotne położenie wirników. Wykonanie sześćdziesięciu „bomb” przekraczało zarówno techniczne jak i finansowe możliwości Biura Szyfrów, tym bardziej, że równocześnie należałoby wykonać co najmniej 60 tzw. płacht Zygalskiego, bardzo pracochłonnych w wykonaniu arkuszy perforowanych pomagających w ustaleniu kolejności wirników.

Można zadać sobie pytanie dlaczego inne kraje z wielkimi tradycjami zespołów kryptoanalitycznch, nie były w stanie rozwiązać zagadki Enigmy. Po sukcesach kryptologów francuskich w latach 1914-1918 i regularnym czytaniu kodów co najmniej dziesięciu krajów w latach dwudziestych, Francja nie była zainteresowana przyłączeniem do zespołów młodych matematyków, co - jak się okazało na przykładzie Rejewskiego i polskich kryptoanalityków - było warunkiem rozwiązania kodu maszynowego. Anglia, również mimo posiadania wielkich tradycji, jak i takich językowych sław kryptoanalitycznych jak Dillwyn Knox, mimo wielkich wysiłków nie była w stanie złamać szyfrów Enigmy. W przypadku Wielkiej Brytanii istotny był jeszcze jeden czynnik: za największego wroga traktowano flotę japońską, nie zaś Niemcy i przez to złamania kodu Enigmy nie uważano za priorytetowe.

Pomimo nieustannych udoskonaleń Enigmy polscy kryptolodzy nadążali z ustaleniem dokonywanych przez Niemców zmian. Niestety, polityczne uwarunkowania w Europie: zajęcie przez Niemców Austrii i Czechosłowacji i agresywne wypowiedzi Hitlera, nie wróżyły Polsce długiej przyszłości. Oczekując najgorszego, kierownictwo Biura Szyfrów zdecydowało się na zaaranżowanie spotkania z szefami wywiadów Francji i Wielkiej Brytanii. Do pierwszego spotkania doszło w styczniu 1939 w Paryżu, jednak dopiero podczas drugiego spotkania, które odbyło się w dniach 24-26 lipca 1939 roku w Warszawie, Polacy ujawnili aliantom mocno strzeżoną przez tyle lat tajemnicę rozwiązania zagadki Enigmy. Na drugie trójstronne, lipcowe spotkanie przybyli ze strony francuskiej: Gustave Bertrand i kapitan Henri Braquenie, ze strony angielskiej: szef Government Code and Cypher School komandor Alistair Denniston, główny kryptolog Alfred D. Knox oraz specjalista nasłuchu radiowego, komandor Humphrey Sandwith. W ośrodku w Pyrach, w biurze kryptologów zaprezentowano gościom, wyprodukowane przez wytwórnię AVA kopie maszyn Enigmy. Zademonstrowano również polskie wynalazki: bomby i płachty Zygalskiego. Francuscy i angielscy goście nie mieli słów uznania. Tym bardziej, że otrzymali po jednej kopii Enigmy i komplet wszystkich materiałów. Był to pierwszy - acz nie ostatni - wkład Polaków w walkę przeciw wspólnemu wrogowi.

16 sierpnia Bertrand, wraz z brytyjskim kurierem dyplomatycznym, przewiózł jeden egzemplarz Enigmy z Paryża do Londynu, gdzie osobiście wręczył ją szefowi brytyjskiego wywiadu pułkownikowi Menzies. W niecałe dwa tygodnie później wojska niemieckie napadły na Polskę. Polskie Biuro Szyfrów i jego pracownicy ewakuowali się do Rumunii, skąd kryptolodzy przewiezieni zostali do Francji, a następnie do Anglii, gdzie ponownie zajęli się rozszyfrowywaniem Enigmy.

W brytyjskim ośrodku dekryptażu Bletchley Park, największe głowy matematyczne, w tym genialny Alan Turing, korzystając z polskich odkryć mógł podjąć - jeszcze kilka dni temu beznadziejną - walkę kryptologiczną z Niemcami.