„Ultra” kontra Ulm

W okresie całej wojny Niemcy szeroko wykorzystywali do organizacji kodowanej łączności we wszystkich rodzajach sił zbrojnych maszyny szyfrujące typu „Enigma” (ze starogreckiego – zagadka), które przekazywały informacje między jednostkami bojowymi i sztabami drogą radiową w telegraficznym kodzie. Pierwsze „Enigmy” pojawiły się we flocie jeszcze w roku 1926 wraz z burzliwym rozwojem mechanizacji w dziedzinie tajnej łączności, chronionej starannie przed ingerencją zewnętrzną.

Zewnętrznie maszyny przypominały duże kasy z autonomicznym zasilaniem w energie elektryczną. „Enigma” tak jak zwykła maszyna do pisania miała 3 rzędy klawiszy z 26 literami łacińskiego alfabetu, zaś powyżej klawiatury umieszczono 3 rzędy lampek – wskaźników. W przednim panelu znajdowały się 3 (później 4) tak zwane rotory, które były zębatymi kółkami z naniesionymi na ich obwodzie literami. Przez rotor przechodził przewód łączący 26 styków na jednej stronie rotora z identyczna liczba styków na drugiej jego stronie. Po przejściu przez 3 rotory, sygnał trafiał na tak zwany reflektor – urządzenie, które przesyłało sygnały z powrotem przez rotory, jednak już inną drogą. Poza tym w roku 1930 „Enigma” była zmodernizowana przez dodanie panelu z 26 parami gniazdek i wtyczek, pozwalającymi na przepuszczenie sygnału jeszcze raz przez system rotorów.

Tym samym kluczami do „Enigmy” były: 1. pierwotne położenie rotorów 2. ustawienie obrotowych rotorów w określonej pozycji 3. połączenie par gniazdek przy pomocy przewodów z wtyczkami.

Tym samym ogólna liczbę możliwych kluczy kodowych wyrażała liczba składająca się z 92 cyfr. Poza tym okresowo przeprowadzano zmianę kluczy, a każdy komunikat winien składać się z co najmniej 10 grup po 5 liter w każdej, co utrudniało rozszyfrowanie metodami czysto matematycznymi. Na przestrzeni następnych lat Niemcy kontynuowali modernizację pierwszych wariantów „Enigmy”, podnosząc pewność zachowania tajemnicy. Najdalej w tym zakresie poszli szyfranci Kriegsmarine.

Przed sojuszniczymi służbami dekryptażu przy próbie złamania niemieckich szyfrów pojawiały się od razu niewyobrażalne trudności. Przeprowadzone przez Brytyjczyków przed wojną badania teoretyczne wykazały, że nie można złamać kluczy metodami matematycznymi, o ile szyfrant korzysta z nich w sposób właściwy. Pomyślne odczytywanie szyfrowanej korespondencji zależało też od technicznej jakości przechwycenia informacji, znajomości standardowych zwrotów językowych, a także ewentualnych błędów niemieckich operatorów.

Funkcjonuje kilka wersji odkrycia tajemnicy „Enigmy”: polska, francuska, brytyjska i szwedzka. Zatem poniżej postaramy się przedstawić krótką, „uśredniona” wersję wydarzeń w walce o wyjaśnienie tajemnic tej maszyny. Najprawdopodobniej, prace zapoczątkował w połowie lat trzydziestych polski wywiad, osiągając do 1939 konkretne sukcesy. Znając sobie sprawę z własnych ograniczonych możliwości, Polacy postanowili zapoznać z niemieckimi tajemnicami, swoich przyszłych sojuszników. Na konferencji specjalistów – kryptologów w Warszawie 22-25 lipca 1939 roku przekazali Brytyjczykom i Francuzom po jednym egzemplarzu „Enigmy” i wszystkie osiągnięte droga dekryptażu materiały, a także środek automatyzacji tego procesu pod symptomatyczną nazwa „Bomba” (urządzenie elektromechaniczne, nazwane na cześć rodzaju lodów, ulubionego przez polskich specjalistów).

Po klęsce Polski kryptolodzy i specjaliści w zakresie techniki szyfrowania zebrali się w specjalnym centrum „Bruno” w podparyskim miasteczku, gdzie kontynuowali pracę pod kierownictwem francuskich oficerów. Rozbicie Francji spowodowało konieczność dalszej wędrówki, tym razem centrum dekryptażu przeniosło się pod niebo zamglonego Albionu.

Neutralni Szwedzi także nie zostawali w tyle w próbach „rozbicia” niemieckiego szyfru. Dzięki wspólnym wysiłkom szwedzkiej służby nasłuchu radiowego, wywiadu agenturalnego, który zdobył egzemplarze zaszyfrowanych wiadomości i ich jasną treść w niemieckiej ambasadzie oraz profesora Beurlinga, który wyjaśnił zasady pracy niemieckiej maszyny szyfrującej, udało się im tego dokonać! Szef służby bezpieczeństwa Szwecji mjr Ternberg dzielił się uzyskanymi informacjami z brytyjskim attache morskim kmdr Denham, który przesyłał swoje meldunki do Operational Intelligence Center – OIC (pol. Operacyjne Centrum Wywiadu) Royal Navy. Informacje te docierały co prawda 1 – 2 dobowym opóźnieniem.

Opanowanie „Enigmy” ułatwiało nieco Brytyjczykom prace deszyfrujące prowadzone od sierpnia 1939 roku w miasteczku Bletchley Park oddalonego o 50 mil od Londynu w kierunku północnym, gdzie ulokowano Government Code & Cipher School – GS&CS (pol. Rządowa Szkoła Szyfrów i Dekryptażu) O bardzo poważnym potraktowaniu problemu przez władze brytyjskie świadczyć może fakt, że do prac w centrum zebrano grupę wybitnych matematyków, inżynierów, specjalistów – kryptografów, z których większość ukończyła uniwersytet w Cambridge. W ten sposób Bletchley Park stał się swego rodzaju miasteczkiem uniwersyteckim. Jednym z takich specjalistów był wybitny matematyk Alan Turing.

Według słów jego ówczesnego szefa „ekscentryczność Alana Turinga przewyższała tylko jego geniusz. Aby zapobiec kradzieży przywiązywał on swój kubek łańcuchem do kaloryfera, zaś swoje oszczędności przetapiał na srebrne sztabki, które zakopywał w lesie i nie mógł ich odnaleźć po zakończeniu wojny”.

Tym nie mniej jednak ten oryginał rozpracował na bazie polskiej „Bomby” schemat elektromechanicznego urządzenia, które naśladowało efekt rotorów „Enigmy” za pomocą obracających się bębenków. Urządzenie to sprawdzało wszystkie możliwe warianty położeń rotorów niemieckiej maszyny w ciągu sekund zamiast godzin, jak robiono to wcześniej, oraz identyfikowało te z nich, które „tłumaczyły” fragmenty przechwyconego meldunku na rozsądne frazy. Po ustaleniu takiej konfiguracji urządzenie samo się zatrzymywało. „Maszyny” te pod kodową nazwą „Agnesse” posiadały pamięć przekaźnikową i elektromagnetyczne bębenki. W roku 1942 już 6 takich urządzeń pracowało nad zagadkami niemieckich kluczy szyfrujących. „Honorowy obowiązek” obsługi tych maszyn liczących i słuchania szumu obracających się bębenków przypadł kobietom ze służby pomocniczej. W okresie późniejszym z pomocą de szyfrantom służyła elektroniczna maszyna licząca „Coloss”, zbudowana wspólnym wysiłkiem intelektualistów z Bletchley Park. Była to już programowana maszyna wykonująca na cyfrach operacje arytmetyczne i logiczne. Posiadała czytnik taśm perforowanych i elektryczną maszynę do pisania. Przy pomocy tego archaicznego komputera udało się przyspieszyć operacje matematyczne przy rozszyfrowywaniu niemieckich radiogramów. „Coloss” powstał jednak dopiero w roku 1943, więc w omawianym okresie Brytyjczycy musieli stosować inne metody działania.

Oczywiście możliwości przechwytywania zaszyfrowanych radiogramów w dużym stopniu zależały od posiadania szerokiej sieci stacji nasłuchu radiowego, dysponujących niezbędnymi możliwościami technicznymi. Kierownictwo stacji namiaru radiowego oraz stacji nasłuchu i zapisu zagranicznych sygnałów radiowych „Y” dla GC&CS, a także specjalnego centrum radiowego we Frigland, spoczywało w rękach 9 Oddziału sygnałów radiowych i rozpoznania Zarządu Łączności i Rozpoznania Royal Navy, którym kierował kmdr Sandwith. Istnienie bardzo efektywnych brytyjskich stacji nasłuchu radiowego potwierdza w swojej znanej publikacji David Irving.

Początkowo brytyjski kryptolodzy zaczęli czytać radiogramy Luftwaffe (od kwietnia 1940), które na duża skalę wykorzystywano w czasie Bitwy o Anglię w sierpniu – wrześniu tego roku. Później Brytyjczycy „dobrali się” do radiogramów OKH i kwatery Fuhrera, jednak morska wersja „Enigmy” jeszcze przez rok pozostawała wielką zagadką. Poza jej konstrukcyjnymi szczegółami, dekryptaż dodatkowo komplikowało wprowadzone przez dowództwo Kriegsmarine ograniczenie w wykorzystywaniu łączności radiowej, które powodowało brak materiałów pierwotnych niezbędnych do dokonania analizy. Według wersji Beasly, Niemcy całą korespondencję administracyjną przekazywali za pośrednictwem sieci naziemnej, poza tym flota zawsze starała się wykorzystywać

telefon i dalekopis, podciągając w tym celu odpowiednie linie łączności kablowej. Generalnie, marynarze „utajnili swoje rozmowy radiowe szczelniej niż inni”. Jednak rozszerzenie sieci baz na nowych teatrach działań wojennych w roku 1941 zmusiło kierownictwo niemieckiej marynarki wojennej do zastosowania radia na szerszą skalę.

Jak wiadomo, dla rożnych celów w Kriegsmarine wykorzystywano różnorodne kody i szyfry, które od maja 1941 roku zaczęły otrzymywać specjalne nazwy. Najważniejszymi niemieckimi szyframi morskimi były wymienione poniżej:

• „Hydra” – używana przez wszystkie okręty nawodne na Bałtyku i Morzu Północnym, a także przez okręty działające  na morskich teatrach terytoriów okupowanych. Innymi słowy, w Norwegii też szyfr stosowały trałowce i patrolowce, a początkowo i okręty podwodne;

• „Triton” – używany na Atlantyku przez okręty podwodne podporządkowane rozkazom sztabu floty podwodnej (poza okrętami podwodnymi znajdującymi się pod rozkazami Grupy „Nord”);

• „Thetis” – dla okrętów podwodnych, prowadzących szkolenie na wodach Bałtyku;

• „Medusa” – dla okrętów podwodnych na Morzu Śródziemnym;

• „Aegir” – używany przez wszystkie okręty nawodne w czasie działań poza Bałtykiem i Morzem Śródziemnym;

• „Neptun” – dla jednostek ciężkich przy wykonywaniu zadań specjalnych;

• „Sud” – dla okrętów nawodnych operujących na Morzu Śródziemnym i Czarnym;

• „Sleipner” – dla okrętów w czasie ćwiczebnych strzelań torpedowych na Bałtyku;

• „100” – dla rajderów, krążowników pomocniczych i jednostek zaopatrzeniowych;

• „Tibet” – dla jednostek zaopatrzeniowych na wodach oceanicznych;

• „Freya” – szyfr OKM i dowództwa marynarki wojennej na ladzie, trzeba zaznaczyć, że przy przekazywaniu informacji liniami łączności naziemnej obowiązywał inny system szyfrów;

• „Bertock” – szyfr dla łączności między OKM a attache morskim w Tokio. Każdego miesiąca prawie wszystkie szyfry (poza „Aegir” i „100”) podlegały poważnym zmianom, zaś niewielkie zmiany wprowadzano każdej doby. Poza tym praktykowano wykorzystywanie krótkich umownych haseł. W ten sposób system szyfrów niemieckiej marynarki wojennej posiadał wysoki stopień pewności. Trzeba wspomnieć, że niemieccy szyfranci byli absolutnie przekonani o prymacie swojej „Enigmy”. Eksperci – analitycy uważali, że zastosowanie maszynowego szyfru ze zmiennymi kodami i praktycznie nieograniczona liczba wariantów, da deszyfrantom pracy na długie lata. Mieli oni przy tym nadzieje, że nawet w przypadku dostania się w ręce przeciwnika maszyny szyfrującej wraz ze wszystkimi dokumentami, nieprzyjaciel będzie mógł wykorzystywać zdobycz do czytania radiogramów niedługo – tylko do momentu upływu daty ważności dokumentów łączności kodowanej, które były ściśle regulowane. Tym bardziej, że wszystkie instrukcje drukowane były na rozpuszczalnym w wodzie papierze, co miało dodatkowo jeszcze gwarantować ich zniszczenie przy próbie przechwycenia.