На каждом выводе «Тунни» находилось по четыре SZ машины с передающим и принимающим телетайпом на каждой. Для того, чтобы шифрование и расшифровка работали, передающая и принимающая машины настраивались идентично. Для начала шифрования они одинаково устанавливали последовательности контактов на дисках и поворачивали диски. Последовательности контактов меняли довольно редко до лета 1944 года. Контакты на пси дисках изначально меняли только раз в квартал, но потом их стали менять раз в месяц. На хи дисках контакты меняли также ежемесячно, а на мю— ежедневно. Начиная с 1 Августа 1944 года, настройки на всех дисках стали менять ежедневно.
Изначально настройки диска отправляли с помощью 12-буквенного указателя(индикатора), который посылали не шифрованным, и в котором буквы соответствовали позициям колеса. В октябре 1942 это изменили для того чтобы использовать одноразовые книги настроек(QEP). Две последние записанные цифры в QEP книге отсылались получающему оператору, для того чтобы он нашел их в своей копии QEP книги и настроил диски на своей машине. Каждая книга содержала сто или более комбинаций. Как только все комбинации из QEP использовались, книгу заменяли. Настройки для передачи сообщения никогда не должны были повторяться, но иногда это всё же происходило — и этим могли воспользоваться криптоаналитики.
В соответствии с принятой практикой передачи телеграмм, сообщение любой длины передавалось на телетайп с бумажной перфоленты. Типичная последовательность действий оператора была следующей: набор сообщения, установление связи с принимающим оператором, использование EIN / AUS переключателя на SZ машине для соединения машин, и затем отправка сообщения в считывающее устройство. На получающем конце, оператор должен установить соединение отправляющей и своей SZ машины и ждать когда сообщение будет полностью распечатано на бумажной ленте. Поэтому, текст не содержал символов перехода на новую строку, возврата каретки или символа нуля(00000).
Анализ шифра
Британские криптографы из Блетчли-парк смогли взломать код машины Лоренца в январе 1942 года. Это стало возможным из-за ошибки германского оператора. 30 августа 1941 года, передали сообщение длинной в 4500 знаков. Однако, оно было получено с ошибками(получатель отправил не шифрованный запрос на повторную передачу, что позволило криптоаналитикам узнать что произошло), после чего сообщение было переданно с тем же самым ключом; это делать запрещалось. Более того, во второй раз оператор немого изменил сообщение(он поменял некоторые названия на аббревиатуры). Используя эти два зашифрованных текста, Джон Тильтман и его команда смогли восстановить два текста и поточный шифр. На основе поточного шифра, В. Т. Тьют воссоздал полную структуру машины.
Первоначально шифр «Тунни» был перехвачен в Foreign Office Y Station, которым управляла Metropolitan Police в Денмарк Хил в Кэмбервелле(Лондон) но в связи с недостатком ресурсов в то время (~1941), ему был присвоен низкий приоритет. Новый офис Кнокхольт в Кенте был создан специально для обработки трафика от «Тунни», чтобы все сообщения могли эффективно регистрироваться и передаваться в Блетчли-Парк. Глава Y station, Гарольд Кентвоси, возглавял офис в Кнокхольте. Он позже был выдвинут для руководства Foreign Office Research and Development Establishment.
Было создано несколько машин для криптоатаки на «Тунни». Первые машины из семейства «Хис Робинсон» использовали высокоскоростные перфоленты вместе с электронными логическими схемами, чтобы найти параметры дисков машины Лоренца. Следующее поколение, «Колосс», состояло из первых в мире электронных цифровых компьютеров. Оно было разработано британским инженером Томми Фловером из Доллис Хилла, Лондон. Также как и в ЭНИАК, компьютеры «Колосс» не имели записанных программ, а програмировались посредством перестановки штекеров и соединительных кабелей. Они были одновременно более быстрые и надежные, чем «Хис Робинсон». Используя их, Англия была способна вычислить настройки дисков машины Лоренца. Третья машина, «Тунни Эмулятор», была созданна в Блетчли-Парк для эмулирования работы машины Лоренца. Она была построена на основе исследований команды Тильтмана касающихся обратной разработки(reverse engineering). Когда «Колосс» смог вычислить настройки дисков, была собрана и настроена машина Тунни. После этого появилась возможность расшифровывать сообщения.
Ссылки
Churchhouse, Robert (2002), Codes and Ciphers: Julius Caesar, the Enigma and the Internet, Cambridge: Cambridge University Press,
Copeland, Jack (2006), "The German Tunny Machine", in Copeland, B Jack, Colossus: The Secrets of Bletchley Park's Codebreaking Computers, Oxford: Oxford University Press,
Davies, Donald W., The Lorenz Cipher Machine SZ42, (reprinted in Selections from Cryptologia: History, People, and Technology, Artech House, Norwood, 1998)
Good, Jack (1993), "Enigma and Fish", in Hinsley, F.H. & Stripp, Alan, Codebreakers: The inside story of Bletchley Park, Oxford: Oxford University Press,
Good, Jack; Michie, Donald & Timms, Geoffrey (1945), General Report on Tunny: With Emphasis on Statistical Methods, UK Public Record Office HW 25/4 and HW 25/5. Проверено 15 сентября 2010. That version is a facsimile copy, but there is a transcript of much of this document in '.pdf' format at: Sale, Tony (2001), Part of the "General Report on Tunny", the Newmanry History, formatted by Tony Sale. Проверено 20 сентября 2010., and a web transcript of Part 1 at: Ellsbury, Graham, General Report on Tunny With Emphasis on Statistical Methods. Проверено 3 ноября 2010.
Hinsley, F.H. (1993), "An introduction to Fish", in Hinsley, F.H. & Stripp, Alan, Codebreakers: The inside story of Bletchley Park, Oxford: Oxford University Press,
Klein, Melville, Securing Record Communication: The TSEC/KW-26. Проверено 17 сентября 2010.
Tutte, W. T., FISH and I Transcript of a lecture by Prof. Tutte explaining how he broke into Tunny.
Entry for «Tunny» in the GC&CS Cryptographic Dictionary
The Lorenz Cipher and how Bletchley Park broke it by Tony Sale
