Różnego rodzaju szyfry i kody znane były już od starożytności. Choć lepiej byłoby powiedzieć, że właśnie od poziomu ich nieznania zależał sukces. Tylko wtajemniczeni po odkodowaniu wiadomości mieli poznać aktualny rozkaz czy informacje, dlatego z równym wysiłkiem szyfrowano wiadomości, co starano się przechwycić, w jaki sposób ukrywano pożądane informacje.
Od Cezara do Enigmy
Do dziś szyfrem Cezara nazywa się ten, w którym każda litera tekstu jawnego (niezaszyfrowanego) zastępowana jest inną, oddaloną od niej o stałą liczbę pozycji w alfabecie literą – rzymski wódz miał tak komunikować się ze swoimi przyjaciółmi. Do szyfrowania używano również skytali, walców czy też lasek, na które nawijano zaszyfrowany tekst i dzięki odpowiedniej grubości takiego przyrządu można go było później odczytać. Przez wieki metody szyfrowania udoskonalano, a zupełnie nowym wyzwaniem stało się przekazywanie wiadomości za pomocą dalekopisu, telefonu czy radia. Praktycznie częścią taktyki nowoczesnych armii było stworzenie odpowiedniego sposobu przekazywania komunikatów, tak by nie dostały się one w ręce wroga. O ile przechwycenie depeszy telegraficznej (a w czasie takich konfliktów wysyłano miliony telegramów wojskowych) wymagało pewnego wysiłku, bo trzeba było podłączyć się do linii i rozszyfrować komunikat, tak pojawienie się radia i przekazywanie za jego pomocą informacji na duże odległości wiązało się z większym ryzykiem – by usłyszeć komunikaty wroga, trzeba było znaleźć odpowiednią radiową falę. Problemem była także liczba nadawanych informacji – już w czasie I wojny światowej, korzystając z ręcznych sposobów szyfrowania, trzeba było wyszkolić cały sztab ludzi, jednak postępująca wojna sprawiała, że szkolenia te odbywano często w pośpiechu, a źle wyszkoleni szyfranci popełniali liczne błędy: albo przekazywali informacje, które były niespójne czy niezrozumiałe, byli też bardziej podatni na błędy, które pozwalałyby odczytać ich szyfr. Niezależnie w kilku miejscach na świecie próbowano więc wynaleźć maszynę, która precyzyjnie kodowałaby wiadomości. Historyk i znawca kryptologii dr Marek Grajek pierwsze takie urządzenia lokuje w armii: „Wydaje się, że pierwsza maszyna szyfrująca była dziełem dwóch oficerów marynarki holenderskiej, zostali oni jednak w majestacie prawa okradzeni ze swego wynalazku przez zwierzchników. Niezależnie od nich maszynę szyfrującą opatentował Amerykanin, Edward Hebern. Wynalazek nie przyniósł mu sukcesu; najpierw zbankrutowała firma stworzona dla jego wykorzystania, a następnie jego prawa patentowe zostały naruszone przez amerykański rząd, produkujący maszyny bez licencji wynalazcy”. Rok 1918 przynosi patent Artura Scherbiusa i tak pojawia się Enigma, bodaj najsłynniejsza maszyna szyfrująca w historii, która na jej przebieg będzie miała duży wpływ.
Kod nie do złamania?
W okresie dwudziestolecia międzywojennego Brytyjczycy potwierdzili, że w czasie I wojny światowej nie mieli problemu z dostępem do depesz niemieckiego dowództwa, a ich dekryptaż następował niemal automatycznie. Stąd rozkazy niemieckie były doskonale znane przeciwnikowi, a wraz z nimi plany operacyjne, co umożliwiało opracowywanie strategii i wyprzedzanie niemieckich posunięć. Dlatego właśnie niemiecka armia, chcąc uniknąć w przyszłości podobnych problemów, postawiła na szyfrowanie za pomocą maszyn. Początkowo Artur Scherbius, który wraz z Richardem Ritterem produkował opatentowany przez siebie wynalazek, przeznaczał go głównie do celów komercyjnych – duże przedsiębiorstwa także musiały w wielkiej tajemnicy przekazywać informacje na temat swojej działalności. A zaletą tego elektromechanicznego urządzenia był także fakt, że było ono możliwe do przenoszenia, co szczególnie przydaje się w sytuacji wojennej. Najważniejsza jednak była skuteczność kodu. W Enigmie każda kolejna litera depeszy szyfrowana jest za pomocą innego alfabetu szyfrowego. Dzięki zastosowaniu wirników szyfrujących i łącznicy dodatkowo zmieniającej poszczególne znaki, liczba możliwych alfabetów urosła do takiej, która dawała niemieckim kryptologom – a przez pewien czas również angielskim i francuskim – pewność, że nikt nie jest w stanie jej złamać. W każdym wirniku układ połączeń styków z lewej strony ze stykami z prawej strony był inny i pozwalał na wygenerowanie 26 różnych alfabetów szyfrowych (w zależności od położenia wirnika względem osi). A Enigma takich wirników miała aż trzy. Dawało to niewyobrażalnie wielką liczbę możliwych kombinacji szyfru, którą wyliczono aż na 10114 możliwości. Było to więc ogromne wyzwanie dla kryptologów, którzy mierzyli się ze złamaniem niemieckiego szyfru. Nie wystarczała analiza przechwyconych depesz – kod zmieniany był bowiem każdego dnia, a przy takiej ilości kombinacji trzeba było poznać metodę działania całego mechanizmu.
Sukces, który zmienił bieg wojny
Prace nad rozpracowaniem Enigmy trwały równolegle w kilku ośrodkach, szczególnie aktywni w tych działaniach byli Francuzi. Brytyjczycy na 10 przedwojennych lat zrezygnowali nawet z prowadzenia nasłuchu niemieckiej łączności radiowej szyfrowanej Enigmą. Uznali, że nie ma sensu tracić czasu na prowadzenie nasłuchu depesz, których i tak nie da się złamać. W Polsce w 1931 r. wywiad rozpoczął prace nad powołaniem Biura Szyfrów. Jednostka ta zajmowała się zarówno kryptografią, czyli wytwarzaniem i nadzorem nad poprawnym używaniem szyfrów, jak i kryptologią – badaniem szyfrów i kodów, głównie w celach ich łamania. Matematycy Marian Rejewski, Jerzy Różycki i Henryk Zygalski, studenci Uniwersytetu Poznańskiego, uczestniczyli w kursie dla kryptologów, zorganizowanym na tej uczelni przy współudziale wojska. Od września 1932 r. pracowali oni nad Enigmą. Najpierw Marian Rejewski odkrył cykliczność szyfru, by już w sylwestra świętować ze swoimi współpracownikami sukces w złamaniu kodu. Polacy osiągnęli sukces dzięki zastosowaniu metody matematycznej zamiast lingwistycznej. Na ten pomysł wpadł ppłk Maksymilian Ciężki z Biura Szyfrów. Następnie polscy naukowcy, nawet nie widząc oryginału, skonstruowali kopię niemieckiej maszyny. Udoskonalali ją przez całe lata 30., między innymi w 1935 r. polski zespół skonstruował cyklometr – pierwsze urządzenie elektromechaniczne wspomagające dekryptaż, by w 1939 r. przekazać swoją wiedzę i kopie maszyn armiom francuskiej i brytyjskiej. Wtedy to Brytyjczycy przystąpili do budowy wielkiej organizacji kryptologicznej z ośrodkiem w Bletchley Park. W czasie wojny ich pracę koordynował Alan Turing, genialny matematyk – dlatego w powojennej historii często to tym kryptologom przypisywano złamanie szyfru (tak przedstawiał sprawę m.in. film z 2001 r.). Polscy naukowcy wspierali ich działania po ewakuacji przez Rumunię do Francji. Jerzy Różycki zginął w katastrofie francuskiego statku pasażerskiego 9 stycznia 1942 r. Rejewski i Zygalski z ogromnymi kłopotami przedarli się do Hiszpanii, gdzie zostali najpierw obrabowani, a potem aresztowani. Po uwolnieniu, przez Portugalie i Gibraltar, trafili do Wielkiej Brytanii. Ich odkrycia zmieniły bieg II wojny światowej – naukowcy twierdzą, że dzięki możliwości odczytywania niemieckich komunikatów trwała ona trzy lata krócej, co uratowało życie milionom ludzi.