Bilim yazıları e-postana gelsin mi?
Haftada bir, böyle yazıları tek e-postada gönderiyoruz. Reklam yok, istediğin an tek tıkla ayrılırsın.

25 Temmuz 1939'da Varşova'nın hemen dışındaki Pyry ormanında Polonya şifre bürosu, İngiliz ve Fransız meslektaşlarını ağırladı. İngiliz heyetinde Bletchley Park'ın Enigma uzmanı Dilly Knox da vardı. Marian Rejewski'nin sonradan anlattığına göre Knox'un ilk sorusu, klavyeden gelen kabloların makinenin giriş silindirine hangi sırayla bağlandığıydı.1

Kablolar alfabe sırasıyla bağlanıyordu. A birinci kontağa, B ikinciye gidiyordu. Rejewski bunu Aralık 1932'de tahmin ederek bulmuştu, Knox ise yıllardır tam bu noktada takılıydı. Yeğeni Penelope Fitzgerald'ın aktarımına göre işin bu kadar basit olduğunu öğrenince çok öfkelendi.1 Polonya bürosu Alman ordusunun mesajlarını 1933'ten beri okuyordu. İki gün süren toplantıda misafirlerine yöntemlerini anlattılar ve kendi ürettikleri Enigma kopyalarından birer tane verdiler.

Bu yazıda neler var?

Rakamlar Almanlardan yanaydı

Savaş yıllarındaki ordu Enigma'sında operatör beş rotorluk kutudan üçünü seçiyordu. Bu 60 farklı sıralama demek. Her rotor 26 konumdan birinden başlıyordu ve üç rotor birlikte 17.576 ihtimal ekliyordu. Makinenin önündeki fiş paneline takılan 10 kablo harfleri çiftler halinde değiştiriyordu; tek başına 150.738.274.937.250 farklı bağlantı demekti.2 Üçü çarpılınca yaklaşık 159 kentilyon ayar çıkıyor. Saniyede bir milyon ayar deneyen bir düzenek bile hepsini taramak için 5 milyon yıl uğraşırdı.

Zayıf nokta bir kolaylık özelliğiydi. Tuşa basınca elektrik akımı üç rotordan geçiyor, yansıtıcı denen sabit bir parçaya çarpıp geri dönüyor ve rotorlardan bir kez daha geçerek lambayı yakıyordu. Bu düzen sayesinde aynı ayarla yazılmış şifreli metin aynı makineye yazıldığında düz metin çıkıyordu; şifrelemek ve çözmek için ayrı bir işlem gerekmiyordu.2 Aynı düzen yüzünden hiçbir harf kendisi olarak şifrelenemiyordu. A tuşuna kaç kez basarsan bas, A lambası yanmıyordu.

Makineyi görmeden kablolarını bulan matematikçi

Rejewski 1932'de 27 yaşındaydı. Poznań Üniversitesi'nden şifre bürosuna alınan üç matematikçiden biriydi; diğer ikisi Henryk Zygalski ve Jerzy Różycki'ydi. Ticari Enigma bilinen bir makineydi ama askeri modelin rotorları başka türlü kablolanmıştı ve öne bir fiş paneli eklenmişti. Rejewski'nin tutunduğu yer bir operatör alışkanlığıydı. Alman operatörler her mesajın başına üç harflik mesaj anahtarını iki kez üst üste şifreleyerek yazıyordu. Aynı harfin iki kez şifrelenmesi, harflerin yer değiştirme düzenini inceleyen permütasyon teorisiyle kurulabilecek denklemler veriyordu.3

Denklemlerde fazla bilinmeyen vardı. Aralık 1932'de Fransız şifre bürosu, Polonyalılara Alman ordusunun Eylül ve Ekim aylarına ait anahtar tablolarını iletti. Tablolarda fiş paneli bağlantıları da yazıyordu. Rejewski bilinmeyenleri ikiye indirdi ve rotorların iç kablolamasını çıkardı.3 Büro 1934'te Varşova'daki AVA Radyo şirketine askeri Enigma'nın kopyalarını ürettirdi.4 Sonraki yıllarda ekip günlük anahtarları bulmak için "bomba" adını verdiği elektromekanik bir düzenek kurdu. Zygalski ise aynı işi elle yapan delikli kartonlar tasarladı.

Siyah beyaz eski fotoğraf: bir avluda küçük bir masanın çevresinde oturmuş, iskambil oynayan dört adam, yukarıdan çekilmiş
Fransa'daki Polonya-Fransız şifre merkezi Cadix'te briç, yaklaşık 1941. Sağda Marian Rejewski, önde ortada Henryk Zygalski, solda Jerzy Różycki. Polonya'dan kaçan ekip savaşın ilk yıllarında Alman mesajları üzerinde burada çalıştı. Fotoğraf: Maria ve Gerard Bryschak koleksiyonu, Wikimedia Commons, CC0.

Almanlar 15 Aralık 1938'de kutudaki rotor sayısını üçten beşe çıkardı.3 Seçilebilecek rotor sıralaması 6'dan 60'a sıçradı. Zygalski yöntemi için artık 60 takım, toplam 1.560 karton gerekiyordu ve her kartona jiletle yaklaşık bin delik açılıyordu. Büronun bunu yetiştirecek kadrosu yoktu.5 Pyry toplantısı bu sıkışmanın sonucuydu. Beş hafta sonra, 1 Eylül 1939'da, Almanya Polonya'yı işgal etti.

Turing'in eleme makinesi

Alan Turing Ocak 1940'ta Paris'e gidip Fransa'ya kaçmış olan Polonyalı ekiple görüştü. GCHQ'nun kendi tarihçesi, Rejewski ile yaptığı konuşmaların ilk İngiliz bombesinin tasarımında temel rol oynadığını yazıyor.6 Turing'in yöntemi ise tahmini düz metne dayanıyordu. İngilizlerin crib dediği bu parça, şifreli mesajın bir yerinde geçtiği tahmin edilen kelimeydi. Hava raporları gibi her gün aynı kalıpla yazılan mesajlar bunun en bol kaynağıydı.

Harfin kendisine şifrelenmemesi burada işe yaradı. Tahmin edilen kelime şifreli metnin altına harf harf kaydırılıyor, herhangi bir yerde iki harf alt alta aynı geliyorsa o konum hemen eleniyordu. Kalan konumlar bombeye veriliyordu. Bombe, bu tahminle çelişmeyen rotor konumlarını elektrik devreleriyle tek tek arayan dev bir eleme makinesiydi. Letchworth'teki British Tabulating Machine Company'de Harold "Doc" Keen'in ekibi üretti. İlk makine Victory 14 Mart 1940'ta Bletchley Park'ta çalışmaya başladı. Gordon Welchman'ın çapraz tahta adlı eklentisi yanlış alarmları büyük ölçüde azalttı; bu eklentiyle donatılan ikinci makine Agnus 8 Ağustos 1940'ta devreye girdi. Avrupa'da savaş bittiğinde 211 bombe vardı ve başlarında 1.676 kadın deniz personeli ile 263 erkek çalışıyordu.7

Bletchley Park'ta yeniden inşa edilen bombe makinesinin arka yüzü: metal raflarda sıra sıra röleler ve yüzlerce kırmızı kablo
Bletchley Park'ta yeniden inşa edilen bombenin arka yüzü, 2006. Raflardaki röleler ve kırmızı kablolar, öndeki tamburların denediği her rotor konumunu elektrikle sınıyor. Fotoğraf: Mike Peel, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0.

Bombe dönen tamburlar ve rölelerle çalışıyordu, program saklamıyordu ve her iş için elle kablolanıyordu. Bugünkü anlamıyla bilgisayar değildi. Bletchley'nin ilk elektronik bilgisayarı Colossus'tu ve Tommy Flowers'ın ekibi onu Enigma için değil, Alman yüksek komutanlığının teleks hatlarında kullanılan Lorenz şifresi için yaptı. Colossus ilk mesajını 5 Şubat 1944'te çözdü; savaşın sonunda 10 tanesi çalışıyordu.8 Enigma'nın erken bir bilgisayarla kırıldığı anlatısı bu iki makineyi birbirine karıştırıyor.

On ay süren karanlık

Alman denizaltıları 1 Şubat 1942'de Atlantik ve Akdeniz'de dört rotorlu M4 makinesine ve Bletchley'nin Shark adını verdiği ayrı bir anahtara geçti. Hava raporlarında kullanılan kısa şifre kitabının yeni baskısı da aynı dönemde devreye girdi. Tahmini düz metin kaynağı kuruyunca bombeler işe yaramaz hale geldi ve deniz bölümü bu trafiği on aydan uzun süre okuyamadı.9

Bilgi grafiği: 1932'den 1945'e Enigma'ya karşı yürütülen çalışmanın dokuz dönüm noktası; Polonyalıların 1932 çözümü, Pyry toplantısı, ilk bombeler, 1942'deki on aylık karanlık ve 211 bombe
Kırmızı noktalar Almanların makineyi güçlendirdiği anlar. 1942'deki kırmızı şerit, denizaltı trafiğinin okunamadığı on ayı gösteriyor. Grafik: kafa1milyon.com; veri Rejewski 1980, GCHQ, TNMOC ve Erskine.

30 Ekim 1942'de İngiliz muhribi HMS Petard, Port Said açıklarında U-559'u yüzeye çıkmaya zorladı. Yüzbaşı Anthony Fasson, er Colin Grazier ve 16 yaşındaki kantin görevlisi Tommy Brown batmakta olan denizaltıya girip hava durumu şifre kitabını ve kısa sinyal kitabını çıkardı. Fasson ile Grazier denizaltıyla birlikte battı, Brown kurtuldu.10

Kitaplar yeni tahminler sağladı ve bir zaafı da ortaya çıkardı. Denizaltılar hava raporlarını şifrelerken dördüncü rotoru nötr konumda bırakıyor, M4'ü üç rotorlu eski makine gibi kullanıyordu. Üç rotorlu bombelerle 60 rotor sıralamasını taramak 442 saat yerine yaklaşık 17 saat sürdü.9 Shark 13 Aralık 1942'de yeniden okundu.

Savaşı ne kadar kısalttı?

Harry Hinsley savaş boyunca Bletchley'de çalıştı, sonra İngiliz istihbaratının resmi tarihçisi oldu. 19 Ekim 1993'te Cambridge'de verdiği konferansta Bletchley kadrosunun 1939'daki yaklaşık 120 kişiden 1944 başında yaklaşık 7.000 kişiye çıktığını anlattı. Aynı konuşmada, bu şifrelerden gelen ve Ultra adı verilen istihbaratın Atlantik, Akdeniz ve Avrupa'daki savaşı en az iki, büyük olasılıkla dört yıl kısalttığını söyledi.11 Bu bir hesap sonucu değil, Hinsley'nin kendi kanaati ve tarihçiler arasında hâlâ tartışılıyor.

Polonyalıların payı ise uzun süre gizli kaldı. Rejewski, çözümün matematiğini anlatan makalesini Applicationes Mathematicae dergisine 13 Mayıs 1977'de gönderdi ve metinde bunun konu üzerine ilk yayın olduğunu not etti. Makale 1980'de derginin 16. cildinde çıktı.3

Dipnotlar ve Kaynaklar

  1. Chris Christensen, "Polish Mathematicians Finding Patterns in Enigma Messages", Mathematics Magazine 80(4), 247-273, 2007 (Rejewski'nin anlatımı ve Penelope Fitzgerald'ın The Knox Brothers kitabından aktarımla). jstor.org ↩
  2. Adam S. Downs, Neil P. Sigmon, Richard E. Klima, "Cryptanalysis of the Enigma Machine: The Bombe and Beyond", The Electronic Journal of Mathematics and Technology 19(2). ejmt.mathandtech.org ↩
  3. Marian Rejewski, "An Application of the Theory of Permutations in Breaking the Enigma Cipher", Applicationes Mathematicae 16(4), Varşova, 1980 (dergiye ulaşma tarihi 13 Mayıs 1977). cryptocellar.org ↩
  4. IEEE, "Milestones: First Breaking of Enigma Code by the Team of Polish Cipher Bureau, 1932-1939", Engineering and Technology History Wiki. ethw.org ↩
  5. Ralph Erskine, "The Poles Reveal their Secrets: Alastair Denniston's Account of the July 1939 Meeting at Pyry", Cryptologia 30(4), 2006. doi.org/10.1080/01611190600920944 ↩
  6. GCHQ, "The Pyry Forest Meeting", 21 Temmuz 2020. gchq.gov.uk ↩
  7. The National Museum of Computing, "The Turing-Welchman Bombe: Historical Background". tnmoc.org ↩
  8. Bletchley Park Trust, "75 years since Colossus arrived at Bletchley", 2019. bletchleypark.org.uk ↩
  9. Ralph Erskine, "Breaking Naval Enigma (Dolphin and Shark)". ciphermachinesandcryptology.com ↩
  10. Hugh Sebag-Montefiore, "The boarding of U-559 changed the war – now both sides tell their story", The Guardian, 20 Ekim 2017. theguardian.com ↩
  11. Sir Harry Hinsley, "The Influence of ULTRA in the Second World War", Cambridge Üniversitesi Bilgisayar Laboratuvarı Güvenlik Grubu semineri, 19 Ekim 1993 (konuşma metni). metin ↩
Kategoriler ve Etiketler
Teknoloji enigma alan turing kriptografi ikinci dünya savaşı bletchley park
Bu yazıyı paylaş
Kerem

Kerem

İstanbul'da yaşıyor. Teknoloji yazıyor.