Sukces polskiego wywiadu. Pomysł, który wpłynął na losy świata

W ostatnich dniach 1932 r. pracujący dla polskiego radiowywiadu młody matematyk Marian Rejewski dokonał czegoś, co wielu specjalistów uważało za niemożliwe: złamał szyfr niemieckiej maszyny zwanej Enigma. Nie był to przypadek. Rejewski został starannie wyselekcjonowany spośród innych młodych matematyków i następnie wyszkolony w kryptologii - dziedzinie szyfrów - przez oficerów Oddziału II.

Pierwsi rzucili rękawicę Niemcy, stawiając na szyfrowanie maszynowe ściśle tajnych depesz wojskowych - na Enigmę. W ten sposób zapoczątkowali zmianę w kryptologii - dziedziny szyfrów, która dotąd bazowała na metodach językowych. Nowe podejście miało gwarantować niezawodny poziom bezpieczeństwa. Rękawicę podnieśli Polacy, którzy w odróżnieniu od wywiadów Francji i Wielkiej Brytanii byli w stanie rozpracować system Enigmy. Jako pierwsi wpadli na to, że w epoce szyfrów maszynowych kryptologami powinni być przede wszystkim matematycy. Niemcy użyli matematyków do oszacowania poziomu bezpieczeństwa szyfru, ale nie przyszło im do głowy, że matematyki można też użyć do jego złamania. Bazując na dorobku polskich kryptologów z lat 1932-1940, w czasie II wojny światowej angielscy kontynuatorzy mogli rozwinąć metody czytania niemieckich depesz. Co więcej, ścierając się z kolejnymi zmianami w systemie Enigmy, Polacy zapoczątkowali całą rodzinę metod i maszyn, które usprawniały łamanie zaszyfrowanych depesz.

Enigma była maszyną elektromechaniczną, która służyła do szyfrowania i odszyfrowywania depesz, jakie drogą radiową przekazywała sobie niemiecka armia, a także rozmaite formacje policyjne III Rzeszy. Kiedy użytkownik naciskał klawisz z literą, impuls elektryczny przebiegał skomplikowanymi połączeniami przez mechanizm szyfrujący i natychmiast podświetlała się inna litera, którą należało zanotować jako wynik procesu. Za każdym przyciśnięciem poruszały się też główne elementy mechaniczne maszyny, od których ten typ urządzeń został nazwany maszynami wirnikowymi. Dzięki wirnikom, których wewnętrzne okablowanie stanowiło najściślejszą tajemnicę Enigmy, wynik był praktycznie nieprzewidywalny. Otrzymany ciąg liter sprawiał wrażenie zupełnie przypadkowego. Nawet posiadając egzemplarz maszyny, nie było mowy o deszyfracji bez znajomości bieżącego jej ustawienia, m.in. kolejności wirników określonej przez tzw. klucz dzienny czy początkowego ich ustawienia określonego przez klucz indywidualny. Liczba możliwych kombinacji wielokrotnie przekraczała... szacowaną liczbę atomów w całym wszechświecie.

Kiedy polscy kryptolodzy po raz pierwszy zmierzyli się z Enigmą, doszli do podobnych wniosków, jak zachodni specjaliści - to szyfr nowego typu, maszynowy, a dotychczasowe metody łamania szyfrów, lingwistyczne, są wobec niego bezsilne. Jednak mjr Franciszek Pokorny, szef polskiego radiowywiadu oraz jego zastępca, por. Maksymilian Ciężki, w odróżnieniu od Brytyjczyków, Francuzów i samych Niemców wierzyli, że pokonanie Enigmy jest możliwe. Przedstawiony przez nich plan zyskał akceptację przełożonych, w tym szefa Sztabu Generalnego WP gen. Tadeusza Piskora.

Plan zakładał wyszkolenie z kryptologii zdolnych studentów matematyki, których nie przerażą liczby większe niż astronomiczne. Wybór padł na Uniwersytet Poznański, którego Instytutem Matematyki kierował prof. Zdzisław Krygowski. Wskazani przez niego studenci zostali w poufnych warunkach słuchaczami kursu prowadzonego przez oficerów wywiadu: Pokornego, Ciężkiego oraz ich współpracownika Antoniego Pallutha. W toku kolejnych selekcji w 1929 r. wyłoniono niewielką grupę, której złożono propozycję pracy dla radiowywiadu przy łamaniu szyfrów niemieckich. Sprawa Enigmy wciąż jednak była przed nimi ukrywana, kiedy pracowali w specjalnie stworzonej dla nich filii Referatu Radiowywiadu w Poznaniu. Trzech z nich - Marian Rejewski, Henryk Zygalski i Jerzy Różycki - po ukończeniu studiów przeniosło się następnie do centrali Oddziału II, mieszczącej się w Pałacu Saskim w Warszawie. To właśnie tam miał miejsce największy przełom w historii Enigmy.

Kiedy Rejewski został dopuszczony do tajemnicy, nie zraził się przedstawionymi trudnościami. Opierając się na materiałach wywiadowczych Polaków i Francuzów wydedukował, z jakich elementów składa się niemiecka maszyna szyfrująca. Znalazł piętę achillesową systemu, jaką była procedura szyfrowania nakazująca szyfrantowi zapisanie informacji o kluczu indywidualnym dwukrotnie. Korzystając z teorii permutacji, opracował twierdzenie matematyczne, które po latach kryptolog Irving Good określił jako "twierdzenie, które wygrało drugą wojnę światową". Rzeczywiście, jeszcze zanim III Rzesza Niemiecka powstała, Polacy zrobili wyłom w jej obronności, który przyczynił się do jej upadku. Rejewskiemu udało się zrekonstruować serce maszyny, wewnętrzne okablowanie wirników. Po trzech miesiącach pracy z ołówkiem na papierze Rejewski złamał szyfr Enigmy w dniach między Bożym Narodzeniem a Sylwestrem 1932 r. Wtedy dokooptowano mu Zygalskiego i Różyckiego - razem opracowali metody usprawniające złożony proces odgadywania ustawień Enigmy.

Triumf polskich kryptologów nastąpił w samą porę. 30 stycznia 1933 r. doszedł do władzy Adolf Hitler. Kiedy pozorował on życzliwość wobec polskiego państwa, starając się o normalizację stosunków, odszyfrowane depesze dowodziły, jak bardzo przyspieszyła remilitaryzacja Niemiec.

Polscy kryptolodzy udowodnili, że dekryptaż (deszyfracja) musi oprzeć się na matematyce. Nieświadomie przypieczętowali też kierunek, jaki obrała dziedzina szyfrowania danych. Od ich sukcesów rozpoczął się w świecie liczb trwający do dziś pojedynek w szyfrowaniu i hakowaniu danych. W końcu szyfry to nie tylko "szyfry wojny", ale nasza codzienność - bez nich nie byłoby możliwe bezpieczne połączenie internetowe, ani płatność kartą czy Blikiem.

Polskim sukcesom matematycznym od początku towarzyszyły osiągnięcia techniczne. Polski wywiad dysponował wybitnymi inżynierami z Wytwórni Radiotechnicznej AVA, którzy dostarczali wojsku nowoczesne środki łączności, a polskim agentom wywiadu ich miniaturowe odpowiedniki. To właśnie im zlecono ścisłą współpracę z kryptologami od Enigmy. Było to tym bardziej naturalne, że jednym ze współwłaścicieli firmy był Antoni Palluth, współautor poznańskiego kursu.

Opierając się na modelu matematycznym Rejewskiego, opracowano maszynę szyfrującą, która odtwarzała działanie Enigmy. Żaden z Polaków nigdy nie widział oryginału, więc konstruktorzy wykorzystali w niej własne rozwiązania techniczne. W ten sposób, nie mając dostępu do ściśle strzeżonych niemieckich maszyn, mogli odwzorowywać ustawienia, jakie odgadli z przejętych depesz, co przyspieszyło ich odczytywanie. Po kampanii wrześniowej produkcja maszyn była kontynuowana w kooperacji z Francuzami pod Paryżem. W polskich rękach zachował się tylko jeden taki egzemplarz i znajduje się dziś w zbiorach Muzeum Historii Polski. Drugim chwaliły się parę lat temu w Internecie francuskie służby wywiadowcze.

Polacy jako pierwsi przeciwstawili maszyny maszynom, aby usprawnić odtwarzanie aktualnego ustawienia Enigmy. Rejewski wymyślił cyklometr - urządzenie pomocne w identyfikowaniu cyklów, jakie zaobserwował w początkach depesz z danego dnia. Pozwalało ograniczyć możliwe kombinacje w ustawieniach Enigmy. Rejewski opracował również tzw. bombę kryptologiczną. Było to jeszcze bardziej nowatorskie urządzenie, wyszukujące w sposób automatyczny ustawienia Enigmy spełniające zadane warunki. Oszczędziło wiele czasu kryptologom. Mimo wysokich kosztów produkcji, polskie Biuro Szyfrów zamówiło sześć egzemplarzy, aby równocześnie analizować wszystkie możliwe kolejności trzech wirników w maszynie.

Polscy matematycy i inżynierowie, choć wtedy nie mogli sobie z tego zdawać sprawy, dorzucili w ten sposób swój kamyczek do fundamentów pod epokę komputerową. Ich pomysły stanowiły pożywkę dla umysłów Alana Turinga, Tommy’ego Flowersa i innych naukowców w pracach nad skonstruowaniem prakomputerów.

Od kiedy usprawniono odczytywanie depesz zachodniego sąsiada, polskie władze były najlepiej na świecie poinformowane o skali zagrożenia. Nie wszystkimi informacjami mogły się jednak dzielić na forum międzynarodowym ze względu na ściśle tajne źródło wiedzy - gdyby Niemcy w jakiś sposób dowiedzieli się o rozpracowaniu przez Polaków systemu Enigmy, cała operacja wywiadowcza spaliłaby na panewce.

Dlatego drugim po złamaniu szyfru wyjątkowo ważnym momentem w tej historii jest decyzja o tym, by przekazać całość wiedzy na temat Enigmy naszym sojusznikom. Nastąpiło to po siedmiu latach żmudnej, wytrwałej pracy nad rekonstruowaniem bieżących ustawień Enigmy oraz po wielu sukcesach w łamaniu coraz nowszych zabezpieczeń w jej systemie. Choć Niemcy byli przekonani, że nie da się złamać ich szyfru, systematycznie doskonalili system Enigmy - zarówno, jeśli chodzi o budowę maszyny, jak i procedury jej stosowania. Polacy nadążali z rozwiązaniami kolejnych zagadek prawie do wybuchu II wojny światowej, jednak z coraz skromniejszym wynikiem, jeśli chodzi o procent odczytanych na czas depesz. Brakowało ludzi i pieniędzy. Kiedy w 1938 r. Niemcy dołączyli do maszyn dwa dodatkowe wirniki do wyboru, liczba możliwych ich kolejności zwiększyła się do 60, a więc tyle bomb kryptologicznych potrzebowało Biuro Szyfrów, by nadążyć z dekryptażem. Budżet "Dwójki" nie mógł tego udźwignąć, odrodzona Polska była jeszcze zbyt biedna. Do tego narastało ryzyko ataku ze strony III Rzeszy.

Dorobek Polaków nie został zmarnowany. Przekazany tuż przed wybuchem wojny Francuzom i Brytyjczykom, stał się fundamentem pod słynny ośrodek kryptologiczny Bletchley Park, gdzie dokonał się kolejny przełom. Mając pełne poparcie Winstona Churchilla, jeśli chodzi o sprawy finansowe, w latach 1940-1941 opracowano tam łamanie szyfrów Enigmy na masową skalę z użyciem kolejnych maszyn, początkowo wzorowanych na maszynie Rejewskiego, stąd nazwa "bomba Turinga", także zupełnie nowych - jak Colossus, uważany dziś za prototyp komputera.

Z rozszyfrowanych depesz Brytyjczycy czerpali informacje na temat niemieckich eskadr kierowanych do Bitwy o Anglię: codzienne plany operacyjne Luftwaffe, terminy i cele ataków, a także na temat pozycji, jakie na Atlantyku mogły zajmować tzw. wilcze stada - okręty podwodne atakujące jednocześnie alianckie konwoje. Nie zawsze było możliwe wykorzystanie tej wiedzy ze względu na ryzyko dekonspiracji. Jednak ogólnie rzecz biorąc, informacje z depesz niemieckich pozwoliły aliantom podejmować właściwe decyzje strategiczne wobec kolejnych ruchów wojsk niemieckich. Złamanie szyfrów Enigmy umożliwiło ewakuację oddziałów brytyjskich z Francji, niszczenie wrogich celów na Morzu Północnym i Morzu Śródziemnym, ofensywę w Afryce Północnej i zatrzymanie pochodu Niemców na Kair w Bitwie pod El Alamein. W ten sposób rozpracowanie systemu Enigmy przechyliło szalę zwycięstwa na korzyść koalicji antyniemieckiej, przyspieszyło zakończenie wojny i ograniczyło w znacznym stopniu liczbę ofiar II wojny światowej.

Byłoby to wszystko niemożliwe, gdyby Niemcy zorientowali się, że ich depesze są odczytywane. Jednak sprawę Enigmy, znaną nielicznym, udało się utrzymać w tajemnicy. Zaangażowani w nią Polacy i Francuzi, nawet znajdując się w niemieckich katowniach, zachowali ją dla siebie. Część z nich zabrało ją do grobu - jak Antoni Palluth i jego zaufany inżynier, Edward Fokczyński, którzy zginęli w filiach obozu koncentracyjnego Sachsenhausen. Dopiero w latach 70. XX w. zasługi polskiego wywiadu wypłynęły na światło dzienne.