آلة إنجما

التخطية

وعلى صعيد آخر، يتحرك دوَّار واحد على الأقل مع كل ضغطة على المقاليد قبل إغلاق المسار الكهربائي، لتجنب إنجاز تعمية بسيطة بالإعاضة. تكون حركة الدوَّار خطوة مقدارها 1/26 من دورة كاملة وتؤدي إلى تغيُّر ألفبائية الإعاضة المُستعملة في التعمية فتنتج تعمية فريدة لكل وضعية للدوَّارات. قد تختلف التخطية حسب نموذج الآلة، والأصل أن يتحرك الدوَّار الأيمن خطوة واحدة مع كل ضغطة مفتاح، أما سائر الدوارات فتكون خطواتها أقل تواتراً.

حركة الدوران

وعلى صعيد آخر، تكرر آلة إنجما يحوي الدوَّاران الأول والثاني فيها على حزّ واحد لكل منهما ألفبائية التعمية نفسها بعد 26×25×26 = 16,900 حركة دوران وليس (26×26×26 بسبب التخطية المزدوجة). تاريخياً كانت الرسائل المنقولة قصيرة، وحوت بضع مئاتٍ من الحروف، ولذلك فإن تكرار ألفبائية التعمية نفسها في الجلسة الواحدة كان غير ممكن نظرياً، ما يجعل مُعمَّى الآلة منيعاً في وجهة تقانات الاستخراج التي تعتمد تحليل التكرار.

من جانب آخر، سمَّى البريطانيون حركة أي دوَّار، ما خلا الأيسر، حركة الدوران. وقد أدمجت الحركة في آلة إنجما بآلية ميكانيكية: ترس وسقاطة . احتوى كل دوَّار على ترس فيها 26 سناً، بالإضافة لوجود سقاطة مقابل كل ترس مربوطة بنظام النوابض المربوطة بالمفاتيح، مع كل ضغطة مقلاد تتحرك السقاطات معاً بانسجام في محاولة للتعشيق مع أسنان الدوارات، لكن إطار الحروف المُثبَّت على دوَّار ما يمنع تعشيق السقاطة على الدوار الذي يقع على يساره. بدوران الإطار مع الدوَّار سيُحاذى الحز الموجود على الدوَّار مع السقاطة ما يسمح بتعشيقه مرة واحدة مع سن السقاطة، وينتج عنه تدوير الدوَّار الواقع إلى يساره خطوة واحدة. أما السقاطة اليمنى، فهي تسبب دوران الدوَّار الأيمن خطوة واحد مع كل ضغطة مفتاح لعدم وجود دوَّار على يمينها يمنعها من الدوران. يُسبب دوَّار وحيد الحز، في مقابل 26 خطوة يعملها، دوران الدوَّار الواقع على يمينه خطوة واحدة، وتُكرّر هذه العملية مع الدوَّارات التالية المُصفوفة على الجزع. أما في الدوَّار ذي الحزين، فإن دوران الدوار الواقع على يمين الدوار المدروس، يحصل مرتين في مقابل 26 خطوة.

إضافةً إلى ذلك، صُممت ميزة لعمل تخطية غير منتظمة في آلة إنجما، سُميِّت العجلة مالئة الفجوة لكنها لم تُنجز في أثناء الحرب. سحمت هذه العجلة بضبط موقع الحزوز على أي موقع من المواقع الستة والعشرين. وسمح تصميم آخر سُميّ الدوار المعكوس بضبط مواقع الأسلاك في داخل الدوَّار.

من جهة ثانية، حَوَى كلٌّ من الدوَّارات الخمسة الأولى ذات الأرقام I حتى V على حز واحد، أما الدوَّارات المُضافة في نسخة القوات البحرية ذات الأرقام VI وVII وVIII فَحوى كل منها على حزين. يُحدد موقع الحز بالنسبة للحروف بضبط موضع إطار الحروف على هيكل الدوَّار. موقع النقاط التي كانت تسبب حركة الدوَّار التالي كما يأتي:

وفي هذا السياق، حوت نسخة القوات البحرية على 4 دوَّارات، وكسب المُصممون الفضاء اللازم للدوَّار الرابع بجعل العاكس رفيعاً، ولم يكن هنا أي تعديلات أخرى على الآلة. لذلك لم يكن للدوَّار الرابع سقَّاطة، ولم يدعم التخطية، ولكن كان بالإمكان ضبطه يدويًاً على موضع من 26 وضعية ممكنة.

وعلى صعيد آخر، مثال عن قراءة الدوَّارات الثلاثة عند تحريك الدوَّار الأيمن يدوياً لمحاكاة ضغط مستمر على المقاليد (الحرف الأيمن = الدوَّار الأيمن):

وفي هذا السياق، شَمُل التصميم كذلك ميزة سُميت التخطية المزدوجة، وهي تسمح للسقاطة بتدوير دوَّارها والدوار الواقع إلى يمينه، وتفعَّل هذه الآلية عندما تعشَّق السقاطة في ترسها وفي الحلقة ذات الحز في الترس الواقع إلى يمينه. تحصل التخطية المزدوجة في الدوَّار الأوسط وحده في النموذج الذي يحوي 3 دوَّارات، وهي نتيجة لتعشيق سقاطة الدوَّار الثالث مع الحلقة ذات الحز في الدوَّار الثاني (الأوسط). تُعشِّق سقاط الدوَّار الثاني مع حلقة الدوَّار الأول، وتسبب حركته، ولكن لأن الدوَّار الأول يخطو مع كل ضغطة مقلاد، فإن تأثير التخطية المزدوجة معدوم عليه. تسبب التخطية المزودجة انحرافاً عن التغير الخطي في حركة الدوَّارات.

G > ABCDEF(G)HIJKLMNOPQRSTUVWXYZ

• P EFMQAB(G)UINKXCJORDPZTHWVLYS         AE.BF.CM.DQ.HU.JN.LX.PR.SZ.VW
• 1 OFRJVM(A)ZHQNBXPYKCULGSWETDI  N  03  VIII
• 2 (N)UKCHVSMDGTZQFYEWPIALOXRJB  U  17  VI
• 3 XJMIYVCARQOWH(L)NDSUFKGBEPZT  D  15  V
• 4 QUNGALXEPKZ(Y)RDSOFTVCMBIHWJ  C  25  β
• R RDOBJNTKVEHMLFCWZAXGYIPS(U)Q         c
• 4 EVTNHQDXWZJFUCPIAMOR(B)SYGLK         β
• 3 H(V)GPWSUMDBTNCOKXJIQZRFLAEY         V
• 2 TZDIPNJESYCUHAVRMXGKB(F)QWOL         VI

استخراج معمى إنجما

وفي السياق ذاته، نجح الجاسوس الألماني الذي عمل لصالح الفرنسيين في الوصول إلى مستندات ألمانية مرتبطة بالتعمية تضمنت المفاتيح اليومية وإعدادات لوحة المقابس المستعملة في الفترة بين سبتمبر وأكتوبر 1932م، وقد مرر الفرنسيون هذه المعلومات للبولنديين، الذين استفادوا منها لتجاوز مشكلة عدم معرفة توصيل الأسلاك في داخل الدَّوّارات. استعمل عالم الرياضيات البولندي المتخصص بالتعمية ماريان رييفيسكي نظرية التباديل واعتمد على عيوب في إجراءات التعمية العسكرية الألمانية، ونجح قرابة ديسمبر 1932م في استخراج مُعمَّى آلة إنجما، ثم نجح مكتب التعمية في بولندا في تطوير تقاناتٍ لمعرفة إعدادات لوحة المقابس في يناير 1933م، وبات قادراً على قراءة الرسائل الألمانية المُعمَّاة بآلة إنجما.

وفي هذا الصدد، تحسنت إجراءات التعمية الألمانية بمرور الوقت، فزاد الألمان مثلاً دوَّارين اثنين إلى الآلة في سنة 1938م، وطوَّر مكتب التعمية البولندي في مقابل ذلك تقانات وآلات ميكانيكية للاستمرار في قراءة رسائل إنجما. من هذه الجهود تطوير عداد الدورات وبومبا وهما آلتان كهربائيتان ميكانيكيتان تولَّدان تباديل الدوارات الممكنة في آلة إنجما.

من جانب آخر، بنى الرياضيون البولنديون ، وظَّف رييفيسكي و من جامعة آدم ميتسكيفيتش في بوزنان التي اختيرت بسبب معرفة طلابها بالألمانية، فقد كانت منطقة بوزنان خاضعة للإمبراطورية الألمانية قبل الحرب العالمية الأولى.

وفي هذا الصدد، كان لتمرير البولنديين لمعرفتهم دور حاسم في النجاح البريطاني في استخراج مُعَمَّى آلة إنجما وفي التأثير على مسار الحرب العالمية الثانية لاحقاً. كتب ، البريطاني الذي أصبح المشرف على الكوخ 6 في حديقة بلتشلي، عن أثر البولنديين ما يلي:

علاوةً على ذلك، ومع أن تعمية إنجما فيها نقاط ضعف، لكن النجاح في استخراج مُعَمَّى إنجما يُنسب بأغلبه إلى العيوب في إجرائيات الاستعمال الألمانية ولأخطاء مستعملي الآلة وللإخفاق في إضافة تغييرات ممنهجة على إجراءات التعمية، ناهيك بحصول الحلفاء على جداول المفاتيح وعتاديات إنجما خلال الحرب.

من جانب آخر، أرسلت الاستخبارات العسكرية البريطانية في سبتمبر 1939م مهمة سرية إلى بولندا شملت الضابط وفيرا أتكينز لتهريب ماريان رييفيسكي ويجي رجسكي وهنريك زيغالسكي، لكن علماء التعمية الثلاثة كانوا قد هُرِّبوا إلى رومانيا المجاورة، التي كانت حليفةً لبولندا في تلك الفترة، بعد أن أتلفوا سجلات مكتب التعمية والآلات االتي صنعوها فيه. انتقل العلماء الثلاثة من رومانيا إلى فرنسا حيث واصلوا عملهم في استخراج المُعَمَّى بالتعاون مع البريطانيين الذين بدأوا باستعمال تقانات البولنديين وآلاتهم لكسر تعمية رسائل الألمان النازيين.

من جهة ثانية، أطلع البولنديون ممثلين للمخابرات الحربية الفرنسية والبريطانية يومي 26 و27 يوليو 1939م على التقانات السابقة، ووعد البولنديون بتزويد الفرنسيين والبريطانيين بنماذجَ صنَّعوها لآلة إنجما، وقد سلَّموا هذه النماذج بعد فترة قصيرة.

وفي هذا الصدد، نجح البريطانيون أثناء الحرب العالمية الثانية في استخراج مُعمَّى كثيرٍ من رسائل إنجما، واستعملت الاستخبارات البريطانية الاسم الرمزي ألترا للإشارة إلى مصدر المعلومات المستقاة بهذه الطريقة. ومع أن الاسم الرمزي ألترا يُستعمل أحياناً للإشارة لمُستخرَج معمى آلة إنجما حصراً، إلا أنه يشمل مُستخرَج مُعمَّى آلتي لوزنز SZ 40 وSZ 42 ومعمَّياتٍ أخرى إيطاليةٍ ويابانيةٍ مثل آلة التعمية من النوع ب.

كذلك، استعملت إدارة المخابرات نسخاً مختلفة من آلات إنجما، ونجح البريطانيون، بمساعي ديلي نوكس، في استخراج معماها في 8 ديسمبر 1941م، واعتمدت العملية على التنصت على الرسائل المرسلة إلى إدارة المخابرات قبل تعميتها، وكانت تُرسَل بتأمين بسيط. غنم الحلفاء في أثناء عملية الشعلة في نوفمبر 1942 آلة إنجما لا لوحةَ مقابسَ فيها، وقد عُدِّلت لتدور الأقراص الثلاثة دورة كاملة كل 11 و15 و19 مرة على الترتيب عوضاً عن النظام التقليدي (دورة كاملة كل 26 حرفاً)، بالإضافة لوجود صفيحة إلى اليسار عملت عملَ دوَّار رابع. اعتمدت الاستخبارات العسكرية الألمانية بدءاً من أكتوبر 1944 اعتماداً محدوداً على آلة تعمية أخرى باستعمال الدَّوّارات سميت .

D > LUS(H)QOXDMZNAIKFREPCYBWVGTJ

• RBBF PMHP HGCZ XTDY GAHG UFXG EWKB LKGJ
• ويمكن أن تُمثّل حسب التدوين السابق كما يأتي:
• 0001 F > KGWNT(R)BLQPAHYDVJIFXEZOCSMU CDTK 25 15 16 26
• 0002 O > UORYTQSLWXZHNM(B)VFCGEAPIJDK CDTL 25 15 16 01
• 0003 L > HLNRSKJAMGF(B)ICUQPDEYOZXWTV CDTM 25 15 16 02
• 0004 G > KPTXIG(F)MESAUHYQBOVJCLRZDNW CDUN 25 15 17 03
• 0005 E > XDYB(P)WOSMUZRIQGENLHVJTFACK CDUO 25 15 17 04
• 0006 N > DLIAJUOVCEXBN(M)GQPWZYFHRKTS CDUP 25 15 17 05
• 0007 D > LUS(H)QOXDMZNAIKFREPCYBWVGTJ CDUQ 25 15 17 06
• 0008 E > JKGO(P)TCIHABRNMDEYLZFXWVUQS CDUR 25 15 17 07
• 0009 S > GCBUZRASYXVMLPQNOF(H)WDKTJIE CDUS 25 15 17 08
• 0010 I > XPJUOWIY(G)CVRTQEBNLZMDKFAHS CDUT 25 15 17 09
• 0011 S > DISAUYOMBPNTHKGJRQ(C)LEZXWFV CDUU 25 15 17 10
• 0012 T > FJLVQAKXNBGCPIRMEOY(Z)WDUHST CDUV 25 15 17 11
• 0013 S > KTJUQONPZCAMLGFHEW(X)BDYRSVI CDUW 25 15 17 12
• 0014 O > ZQXUVGFNWRLKPH(T)MBJYODEICSA CDUX 25 15 17 13
• 0015 F > XJWFR(D)ZSQBLKTVPOIEHMYNCAUG CDUY 25 15 17 14
• 0016 O > FSKTJARXPECNUL(Y)IZGBDMWVHOQ CDUZ 25 15 17 15
• 0017 R > CEAKBMRYUVDNFLTXW(G)ZOIJQPHS CDVA 25 15 18 16
• 0018 T > TLJRVQHGUCXBZYSWFDO(A)IEPKNM CDVB 25 15 18 17
• 0019 B > Y(H)LPGTEBKWICSVUDRQMFONJZAX CDVC 25 15 18 18
• 0020 E > KRUL(G)JEWNFADVIPOYBXZCMHSQT CDVD 25 15 18 19
• 0021 K > RCBPQMVZXY(U)OFSLDEANWKGTIJH CDVE 25 15 18 20
• 0022 A > (F)CBJQAWTVDYNXLUSEZPHOIGMKR CDVF 25 15 18 21
• 0023 N > VFTQSBPORUZWY(X)HGDIECJALNMK CDVG 25 15 18 22
• 0024 N > JSRHFENDUAZYQ(G)XTMCBPIWVOLK CDVH 25 15 18 23
• 0025 T > RCBUTXVZJINQPKWMLAY(E)DGOFSH CDVI 25 15 18 24
• 0026 Z > URFXNCMYLVPIGESKTBOQAJZDH(W) CDVJ 25 15 18 25
• 0027 U > JIOZFEWMBAUSHPCNRQLV(K)TGYXD CDVK 25 15 18 26
• 0028 G > ZGVRKO(B)XLNEIWJFUSDQYPCMHTA CDVL 25 15 18 01
• 0029 E > RMJV(L)YQZKCIEBONUGAWXPDSTFH CDVM 25 15 18 02
• 0030 B > G(K)QRFEANZPBMLHVJCDUXSOYTWI CDWN 25 15 19 03
• 0031 E > YMZT(G)VEKQOHPBSJLIUNDRFXWAC CDWO 25 15 19 04
• 0032 N > PDSBTIUQFNOVW(J)KAHZCEGLMYXR CDWP 25 15 19 05

وفي هذا السياق، تُمثِّل الحروف الأربعة التي تلي السلسلة الحرف التي تظهر من النوافذ فوق الدوَّارات، وهي ما يراه المُشغِّل، أما الأرقام الأربعة التالية فهي تُمثل الموضع الحقيقي لكل دوَّار.

في هذا الإطار، يُظهر التمثيل السابق عملية تعمية لحرف واحد، ولكن تعمية رسالة تتطلب تكرار العملية السابقة على تتابع من الحروف يُشكل نص الرسالة الواضح المُراد تعميته، ويمكن تمثيل ذلك بتتابع من السطور المشابهة لما سبق، يُمثل كل منها تعمية حرف واحد فقط. يُظهر النص التالي الخرج المُعمَّى للجملة الأولى من رسالة الأميرال كارل دونيتز بعد موت أدولف هتلر، ونصها:

علاوةً على ذلك، يمكن كذلك التوسع في تمثيل عملية التعمية في آلة إنجما لإظهار المسار الكهربائي كاملًا للإشارة: (1) لوحة المقاليد (2) لوحة المقابس ذهابًا (3) الدوَّارات ذهابًا (4) العاكس (5) الدوَّارات إيابًا (6) لوحة المقابس إيابًا (7) لوحة المصابيح. يُظهر النص التالي هذا المسار الكهربائي كاملاً لتعمية الحرف الرابع فقط مما سبق، أي يكون حرف النص الواضح G والناتج المُعمَّى F:

آلة إنجما العسكرية

وفي هذا السياق، احتوت لوحة المقاليد على 29 مقلادًا، ومثلها لوحة المفاتيح: 26 مصباحًا. وضمت إلى جانب حروف الهجاء الـ 26: A-Z ثلاثة حروف هي: Ä وÖ وÜ. رُتبِّبت هذه الحروف ألفبائيًا لا حسب ترتيب QWERTZUI. احتوى كل دوَّار على 28 تلامسًا، مع تمرير الحرف X من غير تعمية. طرح هذا النموذج كذلك فكرة اختيار عدد من الدوَّارات من مجموعة محددة، وكان العدد هو 3 دوَّارات من مجموعة فيها 5. بالإضافة لذلك، كان بالإمكان ضبط الدوَّار على واحد من 4 وضعيات: α وβ وγ وδ. رُوجعت إعدادات الآلة وحُسنت تحسينًا طفيفًا في شهر يوليو من العام 1933م.

من جانب آخر، استعملت القوات المختلفة في جيش الرايخ إصدارات متنوعة من آلة إنجما، وغيرت الإصدارات المستعملة تغييرًا دائمًا بما في ذلك تنبي إصدارات حسنتها قوات أخرى من الجيش. نادرًا ما استعملت آلة إنجما لإرسال رسائل إستراتيجية عالية المستوى، وعادةً ما حمل شخص موثوق هذه الرسائل لو لم تكن عاجلة، أو استعملت أنظمة تعمية أخرى مثل آلة سيمنز وهالسكه T52.

علاوةً على ذلك، اقترح جيش الرايخ على البحرية استعمال آلته بحلول العام 1930م، لزيادة أمن الاتصالات، بسبب وجود لوحة المقابس، ولتسهيل التواصل بين أقسام الجيش المتنوعة. وافقت القوات البحرية على ذلك بحلول عام 1934، وطوَّرت إصدار البحرية من آلة إنجما التي يستعملها الجيش الألماني، والتي عُرِفت بالاسم الرمزي M3. كان مشغولو آلة إنجما لدى البحرية يختارون ثلاثة دوَّارات من أصل خمسة، أما المشغلون في سائر الجيش الألماني، فاعتمدوا ثلاثة دوَّارات فقط.

الدوَّارات الإضافية (1938)

مُعَمِّي الراديو C (1926)

آلة إنجما I للجيش الألماني (1930–1938)

وفي هذا السياق، تبنت القوى الجوية آلة إنجما I التي طورها الجيش وأدخلتها لأنظمة اتصالها في أغسطس 1935م.

النموذج M3 (1934)

وفي السياق ذاته، استعملت إدارة المخابرات النموذج G بعد إدخال تعديلات عليه، شملت إضافة دوَّار رابع بالإضافة لتعدد الحزوز على الدوَّارات. زوِّد هذا النموذج بعداد تزداد قميته مع كل ضغطة مقلاد، لذلك عُرِف هذا الإصدار باسم آلة إنجما ذات العداد.

النموذج M4 (1942)

في هذا الإطار، كان الفرق الرئيس بين آلة إنجما التجارية وآلة إنجما I العسكرية هو لوحة المقابس التي تستعمل لعمل تبادل بين أزواج من الحروف لزيادة مناعة التعمية وقوتها. من الفروق الأخرى كذلك استعمال عاكس ثابت و نقل حزوز التخطية من هياكل الدوَّارات إلى حلقة يمكن تحريكها كتبت عليها الحروف، وكانت أبعادها ووزنت قرابة .

ومن ناحية أخرى، عُرفت هذه الآلة كذلك باسم آلة الجيش الألماني، واستعملتها قطعات الجيش المختلفة والخدمات الحكومية مثل خدمة السكك الحديدية، قبل الحرب العالمية الثانية وأثنائها.

وفي هذا الصدد، طرحت البحرية النازية آلة إنجما فيها 4 دوَّارات في 1 فبراير 1942م، واستعملت لتعمية المعلومات المتبادلة مع غواصات يوبوت، وسُمي هذا النموذج (M4). أزيل العاكس لإفساح مكان للإضافة، واستعيض عنه بعاكس رفيع وبالدوار الرابع.

النموذج G (1928–1930)

في هذا الإطار، طوَّر جيش الرايخ نسخته الخاصة من آلة إنجما، وسميت النموذج G، وأصبحت قيد الاستعمال بحلول 15 يوليو 1928.

وفي السياق ذاته، أضاف الجيش دوَّارين إلى مجموعة الدوَّارات الثلاثة المستعملة في ديسمبر 1938م، ليصبح العدد الإجمالي 5، وكان على المشغلين اختيار ثلاثة منها في كل يوم حسب جداول معدة مسبقًا. وأضافت البحرية في السنة نفسها دورين كذلك إلى مجموعة الدوارات المستعملة في آلاتها ليصبح 7، وألحقته بدوَّار ثامن في السنة التالية.

وفي السياق ذاته، كانت بحرية الرايخ أول فرع من القوات العسكرية تتبنى آلة إنجما سنة 1926. وأطلق على نموذجها، الذي وُضِع بالخدمة سنة 1926م، اسم مُعَمِّي الراديو C.

إضافةً إلى ذلك، عُدِّلت آلة إنجما G سُمِّي الناتج إنجما I بحلول يونيو 1930م.

آلات مشتقة

وفي السياق ذاته، ألهمت آلة إنجما صانعي آلات التعمية الذي صنعوا آلات ذات دوَّارات أخرى مشابهة. ما إن فهم البريطانيون مبدأ عمل إنجما، حتى صنعوا آلة التعمية ذات الدوَّارات الخاصة بهم، وسموها ولم يستطع الألمان استخراج معماها في أثناء الحرب العالمية الثانية. طُوِّرت آلة النموذج X اعتمادًا على الوصف الوارد في براءة اختراع إنجما، بل أنها احتوت ميزات أمنية ذُكرت في البراءة ولم تنفذ في آلة إنجما، ومع ذلك لم يدفع البريطانيون أي رسوم لاستعمال هذه البراءات. صمم عالم التعمية وليام فريدمان آلة (M-325) بدءًا من سنة 1936م، وكانت هذه الآلة مشابهة في جوهرها ومبدأ عملها لآلة إنجما.

• انظر كذلك
• الحرب العالمية الثانية
• التعمية
• آلة ذات دوارات
• مصطلحات أجنبية
• هوامش
• المراجع
• فهرس الإحالات
• المنشورات
• بالإنجليزية
• بالألمانية
• الوب
• بالبلغارية
• بالإنجليزية
• بالبولندية
• معلومات وصفية للمنشورات
• المقالات المحكمة
• الكتب
• أطاريح
• مصادر أولية
• بالألمانية
• ,
• بالإنجليزية

وفي هذا السياق، صمَّمت عالمة التعمية الهولندية تاتانيا فان فارك آلة تعمية فريدة ذات دوَّارات سُميت كاتبة التعمية سنة 2002، تكوَّن كل دوار فيها 509 قطع وحوى على 40 نقطة تماس، ما سمح بإضافة الحروف كلها والأرقام وبعض علامات الترقيم.

العاكس

وفي هذا الصدد، يقع العاكس بعد الدوَّار الأخير، وهو يربط تلامساته أزواجاً معيداً توجيه التيار إلى الدوَّارات لتعبرها وفق مسارٍ آخر مغاير للمسار الذي ورد منه. يسمح العاكس بجعل إنجما ارتدادية أي يمكن تعمية رسالة وفك تعميتها بآلتي إنجما متطابقتين بشرط أن تضبطا بالتهيئة نفسها من غير الحاجة لعمل تغيير آلية العمل للانتقال بين نمط التعمية وفكها. يضيف العاكس خاصية أمنية لآلة إنجما هي استحالة أن تكون صورة تعمية الحرف هي صورته نفسه، لأنه يصل التلامسات أزواجاً من غير أن يصل أي تلامس مع نفسه.

من جانب آخر، وأما الإصدار الرابع، ورمزه D، فقد رصد البريطانيون استعمال القوات الجوية النازية له بدءاً من 2 يناير 1944م. وقد حوى على عاكِس يمكن ضبط توصيلات الأسلاك فيه في أثناء ضبط إعدادات الآلة قبل الاستعمال.

في هذا الإطار، كان العاكس ثابتاً لا يمكن تحريكه في النموذجين A وB، وسُمح بتركيبه بوضعين مختلفين في النموذج C، ثم سمح النموذج D بضبطه إلى 26 توليفة مختلفة، لكن لم يكن بالإمكان تغيير التوليفة بعد بدء عملية التعمية. وقد نجح البريطانيون في استخراج مُعمَّاه سنة 1940م. أما في آلة إنجما الخاصة بالقوات البحرية، فكان العاكس يتحرك بخطوات مرتبطة بحركة سائر الدوَّارات الأخرى وفق آلية السقطة والترس نفسها.

تفاصيل إضافية

من جانب آخر، احتوتِ الآلة التي استعملها النازيون على 26 محرفاً ألفبائياً فقط، لذلك استعملت تتابعات قليلة الدوران في مكانها، وأهمل الفراغ أو استعيض عنه بمحرف X، وفي أحيانٍ أخرى استعمل محرف X بديلًا عن النقطة في نهاية الجملة أو الفقرة.

إضافةً إلى ذلك، اختلفت هذه الرموز بين قواتِ الجيش المختلفة، فاستبدلت القوات البرية مثلًا بالفاصلة حرفي Z متتابعين، أي ZZ، وبعلامة الاستفهام الكلمة FRAGE [كلمة ألمانية تعني سؤال] أو FRAQ.

ومن ناحية أخرى، أما القوات البحرية فاستبدلت Y بالفاصلة، وUD بعلامة الاستفهام. كما استبدلت بالتركيب CH، الذي يظهر بكلمات مفتاحية مثل "Acht"، أي: ثمانية، و "Richtung" أي اتجاه، الحرفَ Q، فكتبت الكلمتان السابقتان مثلًا: AQT وRIQTUNG على الترتيب. كما استبدل بالأصفار المتتابعة: صفران أو ثلاثة أو أربعة الكلمات CENTA وMILLE وMYRIA على الترتيب.

ومن جهة أخرى، أرسلت القوات البرية والجوية النازية رسائلها في مجموعات من خمسة محارف واهتمت بعدد الحروف، أما القوات البحرية النازية، فأرسلتها بمجموعات من أربعة محارف وبعدد المجموعات.

في هذا الإطار، أما الأسماء كثيرة التكرار فكُتبت بتهجئات مختلفة عمداً لتصعّب استخراج المُعَمَّى، فكتبت كلمة Minensuchboot، أي كاسحة الألغام MINENSUCHBOOT أو MINBOOT أو MMMBOOT، كما جُعل طول الرسائل الأقصى 250 محرفاً، وقُسِّمت الرسائل الطويلة إلى عدة رسائل أقصر، وعُمِّيت كل منها بمفتاح رسالة مختلف.

النماذج

ومن جهة أخرى، ضمت عائلة إنجما تصاميم متعددة، أبكرها كانت نماذج تجارية اُستعمِت في بداية عقد 1920. بدأ الجيش الألماني باستعمال إنجما في منتصف العقد وأدخل عليها عددًا من التغييرات لزيادة أمن التعمية، وتبنت دول عديدة فيما بعد الآلة أو طورت نماذج خاصة مشابهة لها.

وفي هذا السياق، يُقدَّر عدد آلالات إنجما المُصنَّعة بقرابة أربعين ألفًا. باع الحلفاء آلات إنجما التي استولوا عليها بعد الحرب الثانية، وما تزال آلة تعمية آمنة على نطاق واسِع في الدول النامية.

تفاصيل التشغيل

كذلك، لتنجح الآلة في تعمية رسالة وفك تعميتها، يلزم على طرفي الإرسال: المُرسِل والمُستقبِل أن يضبطا الإعدادات السابقة كلها ضبطًا متماثلًا، وكانت هذه الإعدادات فيما خلا الوضع الابتدائي للدوارات توزَّع في صورة قوائم وتُغيَّر على أساس يومي.

وفي هذا الصدد، احتاجت آلة إنجما عند استعمالها العسكري إلى إعدادات ضبط يومية مسجلة في مستندات مُلحقة بها. حصلت الوحدات العسكرية التي استعملت الآلة على قائمة من الإعدادات صالحة لفترة محدودة لاستعمالها عند تشغيل الآلة، أما البحرية النازية فاعتمدت نهجًا أكثر أمنًا وسرية واستعملت ، وكانت هذه الكتب تُطبع على ورق وردي بحبر أحمر قابل ذووب بالماء ليكون التخلص منها سهلًا لو وقعت المركبة في الأسر أو غرقت.

وفي هذا الصدد، ضبط التوصيلات الداخلية للعاكس في النسخ المتأخرة من آلة إنجما.

ومن ناحية أخرى، ضبط الموقع الابتدائي للدوَّارات يختاره المُشغِّل ويلزم أن يكون مختلفًا في كل رسالة.

في هذا الإطار، ترتيب الدوَّارات أي اختيار أي دوَّارت ستستعمل وبأي ترتيب (5 دوَّارات يختار منها ثلاثة أو 8 دوَّارات يختار منها 4 في نسخة البحرية النازية).

علاوةً على ذلك، إعدادات إطار الحروف أي اختيار موضع إطار الحروف المثبت على الدوار بالنسبة لأسلاك التوصيل الداخلية فيه (26 موضِعًا).

من جهة ثانية، صُممِّت آلة إنجما لتكون آمنة حتى لو عرف الأعداء توصيل الأسلاك الداخلي للدوَّارات، ولكن هذا لا يعني تفاصيل التوصيل الداخلي لم تكن سرًا بالغ الأهمية. لو كان توصيل الأسلاك الداخلي غير معروف، فإن عدد الاحتمالات الممكنة نظريًا للتعمية ، وهذا يكافئ عددًا ثنائيًا طوله 380 بتًا. ولكن في التطبيق العملي قيودٌ عملياتية تمنع الوصول إلى هذا الرقم، بالإضافة لتسرب معلومات حول التوصيل الداخلي للدوَّارات، لذلك يُقدَّر أن عدد الاحتمالات كان قرابة (76 بتًا). وهذا رقم مُهوِّل من الاحتمالات يجعل الآلة أداة آمنة للتواصل بسبب مناعتها من هجوم البحث الشامل.

تشمُل إعدادات ضبط آلة إنجما ما يأتي:

وعلى صعيد آخر، توصيلات المقابس أزواج الحروف التي توصل بعضها مع بعض في لوحة المقابس (10 أزواج)

لوحة المقابس

في هذا الإطار، تسمح لوحة المقابس لمُشغَّل الآلة بوصل اختياري لكبلات بوضعيات عديدة لإضافة مزيد من عمليات التبديل. أدخل الجيش الألماني البري هذه الإضافة في نماذج الآلة المنتجة سنة 1928م، وتبنتها القوات البحرية الألمانية فيما بعد. إضافة لوحة المقابس

وعلى صعيد آخر، يُوصَل كبل إلى لوحة مقابس إنجما ليربط بين حرفين. مثلاً يُوصَل بين حرفي E و Q، يؤدي ذلك إلى تبديل هذين الحرفين فيما بينهما قبل عملية البعثرة بالدوَّارات وبعدها. يُمكن نظرياً استعمال 13 كبلاً في الوقت نفسه، ولكن في التطبيق العملي استعملت 10 كبلات فقط.

إضافةً إلى ذلك، لها أثر أكبر في تقوية التعمية من إضافة دوَّار آخر فللوحة قرابة 150 ترليون وضعية ممكنة. يمكن استخراج معمى آلة إنجما يدوياً باستعمال تقانات تعتمد طرقاً يدوية، أما بوجود لوحة المقابس فذلك غير ممكن، وقد دفع إضافة هذه اللوحة الحلفاء إلى تطوير أدوات آلية قادرة على استخراج معمى آلة إنجما لتحل محل التقانات اليدوية.

عجلة الإدخال

في هذا الإطار، تصل عجلة إدخال التيار وتُسمَّى كذلك عضو الإدخال الثابت لوحة المقابس بمجموعة الدوَّارات. لو لم تُستعمَل لوحة المقابس فإن عجلة الإدخال تصل المقاليد ولوحة المصابيح بمجموعة الدوَّارات. تُبدِّل عجلة الإدخال في النموذج التجاري المفاتيح حسب تتابع لوحة مفاتيح كويرتز (QWERTZ)، أي حرف Q يُبدَّل A، وحرف W يُبدَّل B وهكذا، أمَّا النموذج العسكري فألغى هذا التبديل، وأبقى صورة كل حرف في مدخل عجلة الإدخال على حالها على خرجه.

F < KPTXIG(F)MESAUHYQBOVJCLRZDNW

ومن ناحية أخرى، يُمثِّل السطر الأول لوحة المقاليد، ولا يحصل فيها تعمية، لذلك تظل صورة الحرف نفسها، يلي ذلك لوحة المقابس، ويبدأ سطرها بالحرف P، وتظهر إعداداتها في نهاية السطر، ولا يتغير الحرف كذلك لعدم وجود قابس موصول مع الحرف G، يلي ذلك أربع سطور بدايتها مرقومة 1 حتى 4 تُمثِّل أربع دوَّارات هي VIII وVI وV وβ على الترتيب في هذا المثال، وذكر بجانب كل منها وضعها الابتدائي، فمثلًا الدوَّار الأول هو الدوَّار رقم VIII ووضعه الابتدائي هو 03، وفيه تكون إعاضة الحرف G بالحرف A. يلي ذلك العاكس، وقد أشير لها بالحرف R في بداية السطر، يليه الدوَّارات السابقة بترتيب نفسها معاكِس، أي 4 حتى 1، ثم لوحة المقابس P مجددًا، التي يحصل فيها إعاضة لحرف B فيصبح F، وهو الناتج النهائي للتعمية الذي يظهر على لوحة المصابيح.

آلة إنجما التجارية

من جانب آخر، طوَّر اليابانيون نسخة عسكرية من هذا النموذج، سُمي بالنموذج T.

في هذا الإطار، سجل شيربيوس مع شريكه شركة سمَّوها شيربيوس ريتر. عرضت الشركة منتجها على بحرية الرايخ ووزارة الخارجية ولكنهما لم تبديا اهتمامًا. فوض شيربيوس وريتر لاحقًا براء اختراعهما إلى اتحاد موجه للصناعات الأمنية اسمه اتحاد صناعات الأمن ، فأنشأ شركة اسمها تعاونية آلات التعمية في 9 يوليو 1923م وكان شيربيوس وريتر أعضاءًا بمجلس إدارتها.

آلة إنجما ذات المصابيح المتوهجة (النموذج D) (1927)

وعلى صعيد آخر، طُرح نموذج آخر مزوَّد بآلة كاتبة في السنة التالية وسُمِّي آلة إنجما الطابعة ، ولكن ظهرت مُشكلات مرتبطة بربط جزء التعمية مع الطابعة، ولم تصدر نسخة مستقرة من الآلة إلا بحلول العام 1926م. لم يكن في النموذجين الأولين لآلة إنجما عواكس، لذلك كان الانتقال بين نمط التعمية وفك التعمية يتطلب تدخلًا يدويًا من مُشغِّل الآلة.

علاوةً على ذلك، استعمل السويسريون نسخة من آلة إنجما ذات المصابيح المتوهجة ذات مطورة من النموذج D، سُميت بالنموذج K، للأغراض الديبلوماسية. نجح البولنديون والفرنسيون والأمريكيون في استخراج مُعمى هذه الآلة.

آلة إنجما ذات المصابيح المتوهجة (النموذج C) (1926)

آلة (النموذج A) (1924)

من جانب آخر، كان النموذج D من آلة إنجما من الرواد الأوائل في استعمال لوحة مفاتيح ألمانية تريبها QWERTZ، وكان هذا الترتيب مشابهًا لترتيب QWERTY الأمريكي المستعمل في لغات أخرى عديدة

آلة إنجما الطابعة (1924)

آلة إنجما ذات المصابيح المتوهجة (النموذج H) (1929)

إضافةً إلى ذلك، بدأت تعاونية آلات التعمية بالتسويق لآلتها ذات الدوَّارات، وعرض نموذجًا منها في مؤتمر الاتحاد البريدي العالمي سنة 1924م. سُمي هذا النموذج بنموذج العرض، احتوى النموذج على آلة كاتبة مُدمَجة لطباعة الخرج، وكان ضخمًا، أبعاده 65×45×38 سم3 وثقيل الوزن يزن قرابة 50 كيلوغرامًا.

من جهة ثانية، حل النموذج D من آلة إنجما، الذي أتيح للمستهلكين سنة 1927، محل النموذج C سريعًا وساد. أتيح شحت هذا النموذج إلى السويد وهولندا والمملكة المتحدة واليابان وإيطاليا والولايات المتحدة وبولندا. بين عالم التعمية في السنة نفسها في بالمقر الرئيس للاتصالات الحكومية أن استخراج معمى آلة إنجما التجارية ممكن لو توفرت معلومات محددة.

وعلى صعيد آخر، صنع نموذج آخر لآلة إنجما ذات المصابيح المتوهجة، سُمِّي النموذج H، وأيضًا الإصدار الثاني من إنجما، وضم 8 دوَّارات. اكتشف مكتب التعمية البولندي سنة 1933م أن هذه الآلة تُستعمل لتعمية الاتصالات العسكرية عالية المستوى في جيش الرايخ. لكن هذا النموذج لم يكون موثوقًا وكان كثير الأعطال فسحب من الاستعمال لاحقًا بفترة قصيرة.

علاوةً على ذلك، تبنت البحرية الإيطالية النموذج D من آلة إنجما ذات المصابيح المتوهجة، وأدخلت عليه تعديلات بسيطة، وسمي بنموذج البحرية.

وعلى صعيد آخر، كان للاستغناء عن الطباعة على الورق المعتمدة في النموذجين A وB والاستعاضة عنها بلوحة مصابيح أثر على موثوقية الأداة التي ارتفعت مع انخفاض الأعطال الميكانيكية في ظل الاستغناء عن آلية الطباعة، وعلى كلفة الإنتاج التي انخفضت، ما أتاح طرح النموذج بسعر يبلغ ثُمن سعر النموذج السابق.

كذلك، كان النموذج C هو النموذج الثالث لآلة إنجما، وعرف باسم آلة إنجما ذات المصابيح المتوهجة، ويُشار له كذلك بنموذج المصابيح المتوهجة،بسبب استبدال مصابيح متوجهة بالآلة الكاتبة المُستعملة لطباعة الخرج.

وفي هذا الصدد، اقترح فكرة العاكس، وأضيف إلى نموذج آلة إنجما الجديد الذي سُمي النموذج A من آلة إنجما ذات المصابيح المتوهجة.

من جهة ثانية، طُرِح النموذج B من آلة إنجما في أواخر سنة 1924م، وكان لها بنية مشابهة للنموذج A. كان للنموذجان A وB خصائص تميزهما عن سائر النماذج اللاحقة، سواء بالمقاسات أو الشكل باعتمادهما على آلة كاتبة مُدمَجة، أو تعمويًا بافتقارهما للعاكس.

نموذج العرض (1923)

كذلك، سجل آرثر شيربيوس براءة اختراع لآلة تعمية ذات دوارات في 23 فبراير 1918م.

ومن جهة أخرى، استعملت آلة إنجما التجارية من النموذج D في أثناء الحرب الأهلية الإسبانية، وكانت تفتقر إلى لوحة المقابس، ما سهل مهمة استخراج معماها التي نجح فيها البريطانيون.

آلة إنجما ذات المصابيح المتوهجة (النموذج K)

وفي هذا الصدد، كان لهذه الآلة دوَّاران فقط وعاكس يمكن تغيير وضعه يدويًا، حوى النموذج على آلة كاتبة مُدمَجة وكان الخرج يُطبع على الورق. توجَّب كذلك على مشغل الآلة الضغط على مقلاد خاص لدفع الدوار الأيمن خطوة واحد بعد كل ضغطة على مقلاد من لوحة المقاليد.

آلة إنجما (النموذج B) (1924)

المُبيِّن

كذلك، تغيَّرت الإجرائية في أثناء الحرب العالمية الثانية، واستعملت لضبط إعدادات الدوَّارات ولوحة المقابس. وكان على مُشغِّل الآلة أن يختار لكل رسالة مجموعة عشوائية من المواضع الابتدائية للدوارات، لتكن مثلاً: WZA ورسالة مفتاح عشوائية، لتكن مثلًا: SXT، ثُمَّ تعمَّى رسالة المفتاح العشوائية بعد ضبط الدوَّارات على الوضع الابتدائي العشوائي، وليكن الخرج مثلًا: UHL. يضبط المشغل لاحقًا رسالة المفتاح العشوائية لتكون الوضع الابتدائي للدوَّارات ويُعمِّي النص الواضح للرسالة. يُرسل المُشغِّل فيما بعد المواضع الابتدائية WZA والخرج UHL إلى الطرف الآخر متبوعًا بالنص المُعمَّى. على المُشغل في طرف الاستقبال أن يضبط وضع الدوَّارات الابتدائي إلى WZA ويُدخل النص UHL ليفك تعميته، فيحصل على SXT، فيضبط الدوَّارات إليها ثم يدخل الرسالة المعماة فيحصل على النص الواضح. كان التحسين الأمني في هذه الإجرائية هو إضافة العشوائية وتجنب تعمية الرسالة نفسها مرتين متتابعتين.

ومن جهة أخرى، في إجرائية المُبين عيبان: الأول هو استعمال الوضع الابتدائي العام في تعمية مفاتيح الرسائل في يومٍ واحد يعني أن هذه المفاتيح كلها ستستعمل ألفبائية التعمية نفسها. والثاني كان تكرار المُبيِّن، وهذا يعني أن الرسالة نفسها ستعمَّى مرتين، أي ستنشأ علاقة بين الحرف الأول والرابع والثاني والخامس والثالث والسادس. سمح هذان العيبان باستخراج مُعَمَّى آلة إنجما.

وعلى صعيد آخر، استعملت القوات البرية والجوية النازية الإجرائية السابقة، أما القوات البحرية فكان لديها إجرائية أكثر تعقيدًا لاستخدام آلة إنجما، فقد توجب ترميز الرسالة قبل تعميتها بكتاب ترميز خاص سُمِّي ، احتوى هذا الكتاب على جداول ترميز لمحتوى الرسالة ليصبح مكونًا من مجموعات رباعية المحارف بعدها، وكان الهدف من ذلك إخفاء الكلمات المفتاحية التي تساهم في استخراج المُعَمَّى، مثل المسائل الخدمية: التزود بالوقود مثلًا، ومواقع الالتقاء وأسماء الموانئ.

علاوةً على ذلك، يضبط المشغل في طرف الاستقبال آلته على الوضع الابتدائي AOH ثم يكتب الحروف الستة الأولى في الرسالة، أي XHTLOA. وسيكون الخرج عندها: EINEIN، وهو إعدادات الرسالة مكررة مرتين، فيضبط دوارات آلته إليها ويبدأ بفك تعمية الرسالة بإدخال النص المُعمَى فيحصل على النص الواضح.

كذلك، كان أحد إجرائيات المبين المبكرة معيبًا وساعد مستخرجي المعمى البولنديين في كسر تعمية إنجما. تضمنت الإجرائية أن يضبط المُشغل آلته على إعدادات معروفة مسبقًا يتشاركها مُشغلو الآلة فيما بينهم، ومن ضمن هذه الإعدادات كان الوضع الابتدائي للدوَّارات، وليكن مثلًا: AOH، وهذا يعني أن المُشغل يحرِّك الدوّارات في آلته حتى تظهر عبارة AOH في نافذة الدوَّارات. يختار المُشغِّل لاحقًا الوضع الابتدائي الكيفي الذي يرغب به لهذه الرسالة، وليكن مثلًا EIN، ويُسمى هذا الوضع إعدادات الرسالة لأنه يتغير من رسالة إلى أخرى. ثُم يكتب المُشغِّل إعدادات الرسالة مرتين متتاليتين على الآلة، وليكن الخرج مثلًا XHTLOA، فيدونه المشغل في مطلع الرسالة، ثم يُحرِّك الدوارات حتى الحصول على إعدادات الرسالة، وهي EIN، ويبدأ بعدها بتعمية النص الواضح مولدًا نصًا معمى.

وفي هذا الصدد، استعملت إعدادات ضبط محددة مسبقًا لفترات ثابتة، غالبًا ما كانت يومًا واحِدًا، لكن ضُبطَ الوضع الابتدائي للدوارات ضبطًا مختلفًا لكل رسالة. وذلك لأن تعمية رسائل عديدة بإعدادات متطابقة أو متقاربة يُشكل نقطة ضعف يُمكن استعمالها لاستخراج المُعَمَّى بطرق إحصائية مثل مؤشر التطابق. أرسِل الوضع الابتدائي للدوَّارات بصيغة معماة في الرسالة قبل نصها المُعَمَّى، وسميت طريقة الإرسال بإجرائية المُبيِّن، وكان هذه الإجرائية وأخطاء المُشغلين في استعمالها مفتاحًا رئيسًا في استخراج مُعمَّى آلة إنجما.

مثال عن عملية تعمية

وفي هذا السياق، تُمثَّل عملية التعمية بالإعاضة التي تجريها إعدادات محددة لآلة إنجما بسلسلة من الحروف عددها 26 حرفًا، يُمثل كل منها الحرف الذي ينتج عن تعمية الحرف الذي يقع مكانه بالألفبائية. مثلًا لو كان الإعداد الحالية للآلة تُعمِّي: A بالإعاضة إلى L، وB بالإعاضة إلى U، وC بالإعاضة إلى S وصولًا إلى Z بالإعاضة إلى J، فإن التعمية تُمثَّل بسلسلة المحارف التالية:

التصميم

ومن ناحية أخرى، تحوي آلة إنجما، حالها حال الآلات ذات الدوارات، على نظام ميكانيكي ونظام كهربائي. يتكون النظام الميكانيكي من لوحة مقاليد ومجموعة من الأقراص الدوَّارة، يُسمَّى كل منها دوَّاراً، تُصطف متجاورةً على جزعٍ، بالإضافة لآلية ميكانيكية تُسبب دوران الأقراص (قرص واحد على الأقل في مقابل كل ضغطة على أحد المقاليد)، أما النظام الكهربائي فيشمل دارة كهربائية تصل لوحة المقاليد مع مجموعة من المصابيح يُمثِّل كل منها حرفاً ألفبائياً.

في هذا الإطار، الأصل في إنجما أن يُقابل كل مصباح في لوحة المصابيح مفتاحاً في لوحة المفاتيح، لو ضُغط على هذا المفتاح أضاء المصباح المقابل، ولكن الدارة الكهربائية التي تربط بين اللوحتين ليست ثابتة البنية، بل هي محكومة بالدوارات، أي إن المسارات الكهربائية تتغير بعد كل ضغطة مفتاح. ومعنى هذا أن الضغط على المقلاد نفسه مرتين تتابعاً سيؤدي إلى إضاءةٍ متتابعةٍ لمصباحين مختلفين.

قرص الساعة

وفي هذا الصدد، طوَّرت القوات الجوية الألمانية سنة 1944م إضافة للوحة المقابس سمتها قرص الساعة واحتوت على مقلاد دوَّار فيه 40 موضعاً. لاستعمال قرص الساعة يلزم أولاً وصل المقابس حسب الإعدادات المطلوبة في الدليل اليومي للاستعمال، ثم يُضبط المقلاد الدوَّار على موضع من المواضع ليبدل بين الحروف وفق 40 تبديل محتمل.

التاريخ

ومن جهة أخرى، أُنتجت نماذج عديدة من آلة إنجما، لكن النموذج العسكري الألماني، الذي أُضيف إليه ، كان الأكثر تعقيداً. أصبح اسم (إنجما) معروفاً في الأوساط العسكرية بعد أن تبنت البحرية الألمانية سنة 1926م نموذجاً معدلاً من الإصدار التجاري للآلة. طورت ألمانيا النازية تكتيك الحرب الخاطفة في الفترة التي سبقت الحرب العالمية الثانية، وهو تكتيك عسكري يعتمد على السرعة والحركية، ويتطلب اتصالاتٍ لاسلكيةً لنقل الأوامر والتوجيه، وهذا يعني الحاجة لحماية الرسائل بالتعمية، وسدت إنجما التي كانت صغيرة الحجم ومحمولة وسهلة الاستعمال هذه الحاجة.

وعلى صعيد آخر، اخترع المهندس الألماني آرثر شيربيوس آلة إنجما في نهاية الحرب العالمية الأولى. سجلت شركة شيربوس وريتر، التي أسسها شيربوس براءة اختراع لأفكار لآلة تعمية سنة 1918، وبدأت بالتسويق التجاري للمنتج النهائي الذي أسمته إنجما سنة 1923م. اقتنت عديد أجهزة الاستخبارات النماذج التجارية وطورتها واستعملتها في الاتصالات الحكومية عالية السرية، وخاصة في ألمانيا النازية في أثناء الحرب العالمية الثانية.

الطابعة

وفي هذا السياق، إضافة مُلحقة ببعض آلات إنجما من النموذج M4، وهي طابعة تُلحق بالآلة يمكنها طباعة 26 حرفاً مختلفاً على شريط رفيع من الورق. يُغني استعمال الطابعة عن الحاجة للوحة المصابيح. تركَّب الطابعة فوق آلة إنجما وتُوصل معها بكابل، ويلزم إزالة لوحة المصابيح لتحقيق ذلك. سهلت الطابعة تشغيل آلة إنجما ورفعت سريتها بعزل المُشغِّل عن الرسالة المكتوبة بالنص الواضح بمنعه من الاطلاع عليها بعد فك تعميتها.

التحليل الرياضي

يُمكن وصف عملية التعمية في آلة إنجما باستعمال التباديل.

• حسابياً يكون عدد التباديل المتوقعة لضبط إعدادات الآلة:
• اختيار 3 دوَّارات من مجموعة من 5: يعطي عدد تباديل للاختيار 5*4*3 = 60
• 26 موضعًا لكل دوَّار: يُعطي عدد تباديل للدوَّارات 26*26*26 = 17,576
• عدد تباديل لوحة المقابس: !26/(!6*!10*10^2) = 150,738,274,937,250
• جُداء ما سبق = 158,962,555,217,826,360,000.
• التشغيل

ومن ناحية أخرى، لتكن آلة إنجما ثلاثية الدوَّارات، وليكن هو عدد تباديل لوحة المقابس، و عدد تباديل العاكس، وعدد تباديل الدوَّارات هي و و للدوَّارات الأيسر والأوسط والأيمن على الترتيب. يُعبَّر عندها عن التعمية رياضياً بالمعادلة:

LUSHQOXDMZNAIKFREPCYBWVGTJ

من جهة ثانية، وتكون الإشارة لتعمية حرف محدد بذكره أولًا، ثم ذكر محرف > ثم السلسلة مع وضع الخرج بين حاصرتين، مثلًا يُشار لتعمية حرف D حسب السلسلة السابقة:

العمليات الرئيسة

علاوةً على ذلك، يُعطى مُشغِّل الآلة نصًا واضحًا لتعميته. يلزم أولًا ضبط إعدادات الآلة، ثم كتابة الرسالة بالضغط على لوحة المقاليد وتسجيل حروف المصابيح المضيئة لتكون النص المُعمَّى، وعادةً ما يسجل مُشغِّل آخر الرسالة التي يفك تعميتها أثناء كتابة المُشغل الأول للرسالة. يتحرَّك دوَّار واحد على الأقل مع كل ضغطة على المقاليد، ما يسمح بتعمية الحرف التالي وفق ألفبائية تعمية مختلفة عن تلك المستعملة بتعمية الحرف الحالي. وهذا يعني أن الضغط مرتين على المقلاد نفسه سيُسبب إضاءة مصباحين مختلفين. تستمر عملية إدخال النص الواضح حتى نهاية الرسالة، تُنقل الرسالة، في التطبيقات العسكرية، فيما بعد عادة إلى وجهتها باستعمال راديويًا باستعمال ترميز مورس.

وفي هذا الصدد، يستقبل مُشغِّل آحر رموز مورس ويحولها لنص مكون حروف، ويضبط لاحقًا إعدادات آلة إنجما إلى الإعدادات نفسها التي ضُبطت بعملية التعمية، ثُمَّ يكتب النص المستقبل على لوحة المقاليد، ويسجل المصابيح المُضاءة على لوحة المصابيح، وهي النص الواضح للرسالة الأصل.

الآلات الناجية

وفي السياق ذاته، يعرض المتحف الألماني في ميونخ آلتي إنجما عسكريتين، واحدة منها بثلاثة دوَّارات وأخرى فيها أربعة دوَّارات، فضلًا عن نسخ أخرى مدنية عديدة. ويعرض آلتي إنجما عسكريتين. تُعرَض آلات إنجما في المركز القومي للرمز في حديقة بلتشلي في المقر الرئيس للاتصالات الحكومية وفي متحف العلوم بلندن، وفي في تنيسي وفي في وارسو، وفي في استوكهولم، وفي في إسبانيا، و ومتحف المدفعية والهندسة والإشارات في هامينلينا بفنلندا، وفي جامعة الدنمارك التقنية في لاينغبجي بالدنمارك، وفي وفي مديرية الإشارات الأسترالية وكلاهما في كانبرا. عرض معهد جوزف بلسدسكي في لندن جُمِعَ في فرنسا سنة 1940. استملك متحف التاريخ البولندي هذه الآلة في سنة 2020م بعد حملة أطلقتها وزارة الثقافة والتراث الوطني في بولندا.

وفي هذا الصدد، سُرِقت آلة إنجما استعملتها إدارة الاستخبارات النازية رقمها G312 في 1 أبريل 2000م من متحف حديقة بلتشلي. ثم أرسل شخص سمَّى نفسه المُعلِّم في شهر سبتمبر من العام نفسه رسالة إلى المتحف يُطالب بفدية قيمتها 25 ألف جنيه إسترليني مُهدِّداً بتدمير الآلة إذا لم يحصل على النقود. أعلن مسؤولون من المتحف في مطلع شهر أكتوبر أنهم وافقوا على دفع الفدية، ولكن لم يحصلوا على رد وانقضت مهلة الفدية ولم يتواصل السارق، ولاحقًا بفترة قصير أرسل مجهول الآلة لصحفي هيئة الإذاعة البريطانية من غير الدوَّارات الثلاثة. اعتقل جامع التحف القديمة دنيس ياتس في شهر نوفمبر 2000م بعد أن تواصل مع صحيفة صنداي تايمز ليرتب إعادة الدوَّارات المفقودة. استردت الأجزاء وأعيدت لحديقة بلتشلي، وحكم على ياتس بالسجن 10 شهور في أكتوبر سنة 2001م، قضى منها 3 شهور وراء القضبان.

من جهة ثانية، نشرت صحيفة البلد الإسبانية في أكتوبر 2008 عن اكتشاف 28 آلة إنجما مصادفةً مخبَّأة في علية في قيادة الجيش بمدريد. ويُعتقد أن هذه الآلات التجارية ذات الدوَّارات الأربعة قد ساعدت القوميين، بقيادة فرانكو، على الفوز بالحرب الأهلية الإسبانية (1936-1939)، مع أن البريطانيين نجحوا في استخراج تعمية آلات إنجما التي يستعملها القوميون في إسبانيا بحلول سنة 1937م، لكنهم لم يشاركوا هذه المعلومات مع الجمهوريين الذين عجزوا عن ذلك، وقد استمرت الحكومة القومية باستعمال قرابة 50 آلة إنجما حتى خمسينات القرن العشرين. تُعرَض بعض هذه الآلات اليوم في المتاحف العسكرية الإسبانية بما في ذلك واحدة في متحف التقانة والعلوم القومي في كورونية وفي كما قُدِّمت آلتان إلى

وعلى صعيد آخر، اكتشف غواصون ألمان يعملون لصالح الصندوق العالمي للطبيعة في 3 ديسمبر 2202 آلة إنجما محطمة في في بحر البلطيق، ويُعتقد أنها غرقت مع غواصة نازية هناك. ستُصان هذه الآلة ويعاد تشغيلها لتصبح ملكًا لمتحف الآثار في اشلزفيغ هولشتاين.

وفي هذا السياق، لم يُكشَف عن جهود استخراج مُعَمَّى إنجما إلا في سنة 1973م. ومنذ ذلك الوقت نما الاهتمام بآلة إنجما، وأصبحت من معروضات المتاحف حول العالم وجزءاً من المجموعات الخاصة بهواة التاريخ عموماً وتاريخ الحوسبة خصوصاً.

وعلى صعيد آخر، يمكن رؤية آلات إنجما في الولايات المتحدة في متحف تاريخ الحاسوب في ماونتن فيو بكليفورنيا وفي التابع لوكالة الأمن القومي الأمريكية في فورت ميد بفلوريدا، وفيه يمكن للزوار تجربة التعمية وفكها بأنفسهم. آلتا إنجما للتعمية أخرتان غنمهما الأمريكيون بعد السيطرة على الغواصة الألمانية U-505 في أثناء الحرب العالمية الثانية، وهما معروضتان مع الغواصة في متحف العلوم والصناعة في شيكاغو. يعرض في مدينة يونيون في تنيسي آلة إنجما ذات ثلاثة دوَّارات. ويعرض البنتاغون آلة إنجما ذات أربعة دوَّارات في ممر أنزوس في الطابق الثاني فيه بين الممرين 8 و9، وهذه الآلة مستعارة من أستراليا. تعرض أكاديمية القوات الجوية في كولورادو سبرينغ آلة إنجما في قسم علوم الحاسوب، وفي في نيو أورليانز آلةٌ أخرى. يملك قرب بوسطن سبع آلات إنجما، واحدة منها من النموذج رباعي الدوَّارات الذي استعمل في الغواصات، وواحدة من مجموعة من ثلاث آلات ناجية ترتبط بطابعة، وأخرى من مجموعة من عدة عشرات من الآلات الناجية فيها 10 دوَّارات، بالإضافة لآلتين يمكن للزوار استعمالهما لتعمية الرسائل وفك تعميتها.

إضافةً إلى ذلك، تُعرَض آلات إنجما أصيلة للبيع دورياً في مزادات على الإنترنت، ووصل سعرها لقرابة 547 ألف دولار في سنة 2017م. تتوفر كذلك نماذج طبق الأصل بأشكال متنوعة، بعضها مصنوعة بالمقاييس نفسها، وبعضها مصنوعة باستعمال تقنيات حديثة مثل الإلكترونيات، بعضها محاكيات برمجية تعمل عمل الآلة نفسها.

ومن جهة أخرى، يعرض المتحف البحري في ألبرتا بكندا إصدار الجيش السويسري من آلة إنجما K عرضاً دائماً. كما تُعرَض آلة إنجما ذات 4 دوَّارات في في قاعدة القوات الكندية في كينغستون بأونتاريو.

المقر الرئيس للاتصالات الحكومية البريطانية.

وفي هذا الصدد، استعمل الجيش البلغاري آلة إنجما ذات لوحة مقاليد كريلية، تعرض واحدة منها في في صوفيا.

وفي هذا الصدد، استخرجت آلة إنجما من النموذج M4 في ثمانينات القرن العشرين من كاسحة الألغام R15 التي غرقت مقابل ساحل إستريا شمال بحر الأدرياتيك سنة 1945م. تُعرَض هذه الآلة في في اسلوفينيا منذ 13 أبريل 2023م.

الدوَّارات

وفي هذا السياق، يُمكِن ضبط كل دوَّار إلى 26 قيمةٍ ابتدائيةٍ عند وضعه في آلة إنجما. يُضاف الدوَّار أولاً ثُم يدوَّر يدويّاً إلى الوضع المطلوب بعجلة مُخدَّدة تَبرُز من هيكل الآلة بعد إغلاقها. تُرفَق كل عجلةٍ بإطارٍ ألفبائي فيه 26 حرفاً، يُسمَّى كذلك حلقة الحروف، ويُثبَّت على محيط الدوَّار الخارجي لمساعدة المُشغِّل على معرفة وضع الدوَّار الحالي. في هيكل الآلة نافذة مخصصة لكل قرصٍ تكون على هيئة شق مربَّع يسمح بإظهار حرف واحد فقط من الإطار الألفبائي، يُمثِّل هذا الحرف وضع القرص الحالي. كان الإطار الألفبائي مُثبَّتاً على قرص الدوَّار في الإصدارات الأولى، ولكن تحسيناً لاحقاً أضاف إمكانية تعديل الإطار ليُضبط يدوياً، وأصبحت إعدادات الحلقة جزءاً من الضبط الاستبدائي اللازم لآلة إنجما قبل استعمالها.

علاوةً على ذلك، احتوى كل دوَّار على حُز واحد أو أكثر لضبط خطوات التدوير في عملية تُسمَّى بالتخطية. أضيفت الحزوز إلى إطار الحروف مباشرةً في التنويعات العكسية من آلة إنجما.

في هذا الإطار، الدوارات، وتسمى كذلك العجلات والطبول والبكرات، هي الأساس في عمل آلة إنجما. كل دوار هو قرص قطره قرابة 10 سم مصنوع من لدائن الإيبونت أو الباكليت، فيه 26 تلامساً كهربائياً مزوداً بنابض. تُمثَّل التلامسات بدبابيسَ نحاسيةٍ مرتبةٍ على أحد الوجهين، أما على الوجه الآخر للقرص فتكون التلامسات الكهربائية المقابلة بهيئة صفائحَ دائرية. تُمثِّل التلامسات حروف الأبجدية من A إلى Z. عندما تُركَّب الدوارات على الجذع واحداً بجانب الآخر، فإن دبابيسَ كل دوار تقابل صفائح الدوَّار التالي الواقع على يساره، مكونةً مساراً للتيار الكهربائي. في داخل كل دوار 26 سلكاً يصل كل منها بين دبوس موجود على الوجه الأول وصفيحة موجودة على الوجه الثاني، وهذا الوصل ليس مباشراً بين الدبوس والصفيحة التي تقابله، يل يكون معقداً لا يمكن توقعه، وتحصل التعمية بالإعاضة نتيجةً لهذا الوصل. تُرقَّم الدوَّرات بأرقام رومانية، ويكون للدورات التي تحمل الرقم ذاته ترتيب الأسلاك الداخلي نفسه.

من جهة ثانية، حوت النماذج الأولى من آلات إنجما التي استعملتها القوات البرية والجوية 3 دوَّارات، ولكن اعتباراً من 15 ديسمبر 1938م أصبحت 5 دوَّارات، ولكن يُستخدَم منها 3 في كل جلسة. رُقِّمت الدوَّارات للتمييز فيما بينها بالأرقام الرومانية: I وII وIII وIV وV. وكان لكل منها حُز واحد موجود على محيط القرص بموقع يختلف من دوَّار إلى آخر. أريد من هذه الحزوز زيادة سرية التعمية في الآلة، ولكنها غدت منطلقاً لهجمات البولنديين (هجوم الساعة) والبريطانيين (هجوم بانبوريزموس).

علاوةً على ذلك، صُنِع نموذج القوات البحرية النازية من آلة إنجما بدوَّاراتٍ أكثرَ مقارنًة مع سائر القوات الأخرى في الجيش الألماني: 6 دوَّارات في البداية، ثمَّ 7 وأخيراً ثمانية. رُقِمَت الدوارات المُضافة: VI وVII وVIII على الترتيب، وكان لكل منها حزان وتوصيلات أسلاك داخلية مختلفة تسبب دوراناً أكثر. استوعب نموذج آلة إنجما البحرية (M4) أربعة دوَّارات عوضاً عن الثلاثة المُستعملة في سائر الإصدارات الأخرى، واستعمل عاكس أرفع لتوفير الحيز للدوار الرابع الذي كان أرفع مقاساً مقارنةً بالدوارات الثلاثة الأخرى. للدوار الرابع نوعان: بيتا وغاما، ولم يكن يتحرك أبداً، ولكن أمكن ضبطه يدوياً إلى 26 موضعاً مختلفاً أحدها يجعل الآلة تعمل وكأنها بثلاثة دوَّارات فقط.

وفي السياق ذاته، يؤدي كل دوارٍ وحده شكلاً بسيطاً من أشكال التعمية: التعمية بالإعاضة. مثلًا قد يتصل الدبوس المُمَثِّل للحرف E عبر السلك الداخلي مع الصفيحة الممثلة للحرف T على الوجه الآخر، وهكذا... يكون خرج إنجما آمناً بسبب استعمال أكثر من دوَّارٍ تتابعاً، عادةً 3 دوَّارات أو 4، بالإضافة لخطوات حركة الدوارات. آلة إنجما هي معمٍّ متعدد الألفبائيات.

لوحة المصابيح المُنفصِلة

إضافةً إلى ذلك، هي لوحة مصابيح منفصلة عن الهيكل الرئيس للآلة، ولكنها متصلة معه بكبل. كان الهدف منها هو إتاحة إمكانية قراءة الرسائل بالغة السرية من غير اطلاع مُشغِّل آلة إنجما على محتوى الرسالة بعد فك تعميتها.

1 GLQYW(B)TIZDPSFKANJCUXREVMOH         VIII

وفي هذا السياق، P E(F)MQABGUINKXCJORDPZTHWVLYS         AE.BF.CM.DQ.HU.JN.LX.PR.SZ.VW

المسارات الكهربائية

الآلية الميكانيكية

ثم إلى عجلة الإدخال (4)،

ثُمَّ إلى مقلاد ثانٍ ثنائي الاتجاه (9)،

في هذا الإطار، آلة إنجما هي مبعثر ينجز تعمية متعددة الألفبائيات بالتغيير المتكرر للمسارات الكهربائية. ويظهر الشكل الجانبي مثالاً لكيفية تغيُّر المسار الكهربائي مع كل ضغطةٍ على المقاليد بسبب دوران دوَّار واحد على الأقل، وهو الدوَّار الأيمن وحده في هذا المثال. يبدأ المثال من في القسم الأعلى، يعبر التيار من مقلاد الحرف A إلى الدوار الأيمن فالأوسط فالأيسر ثم العاكس، ثم الأيسر فالأوسط فالأيمن، ويُضيء المصباح المرتبط بالحرف G. يُظهر الخط الأحمر مسار التيار، أما الخطوط الرمادية فتظهر المسارات الأخرى الممكنة في كل دوَّار. أما القسم الأسفل، فيظهر الضغطة التالية بعد دوران الدوَّار الأيمن وحده خطوة واحدة، ويمكن ملاحظة تغير الخطوط الرمادية فيه، وينتج عن ذلك تغير المسار، ثم إضاءة المصباح المرتبط بالحرف C، مع أن الحرف المُعمَّى هو A في الحالتين.

إلى لوحة المقابس (3)

ومن جهة أخرى، ثُمَّ إلى المقبس S الموصول بكبل إلى المقبس D، الرقمان (7) و(8) في الشكل،

من جهة ثانية، وفيها يمر عبر المقبس A غير المُستعمل في هذا المثال، والذي يظهر مغلقاً، ثم يمر إلى عجلة الإدخال (4)،

كذلك، المسار الكهربائي هو الطريق الذي يسلكه التيار الكهربائي. تعمي آلة إنجما الرسائل ببعثرتها من خلال التلاعب بالمسارات الكهربائية. تُنشئ القطع الميكانيكية مسارات كهربائية تُمثِّل دارة كهربائية مغلقة ذات بنية متغيرة، وكلما ضُغِط على أحد المقاليد يدور قرصٌ دوَّار واحد أو أكثر من الأقراص المثبتة على الجزع. على جوانب الدوَّارات سلسلةٌ كهربائية من التلامسات، التي تصطف بعد الدوران، مع التلامسات الموجودة على الدوَّارات الأخرى أو الأسلاك المثبتة على نهايتي الجزع. عندما تتحاذى الدوارات يتصل كل مفتاح مع مسار كهربائي فريد يمر بتلامسات الأقراص والأسلاك. يمر التيار الكهربائي القادم من القطب الموجب لبطارية مُلحقة بالآلة بالمقلاد المضغوط، ثم يسري في المسار الكهربائي الجديد المُتشكل نتيجة حركة الدوَّارات ليُضيء مصباحاً كهربائياً يُظهر حرفاً أبجدياً هو خرج الآلة، قبل أن يعود إلى القطب السالب للبطارية مغلقاً الدارة الكهربائية. لتعمية رسالةٍ نصها الواضح يبدأ بالحروف ANX... مثلاً، يضغط مُشغِّل الآلة أولاً على مفتاح الحرف A، فيُضِيء مصباح ما في لوحة المصابيح، ليكن مثلاً المصباح Z، وهذا يعني أن الحرف Z هو الحرف الأول في النص المُعَمَّى، عندما يرفع المُشغل إصبعه عن المفتاح ينطفئ المصباح. ثُمَّ يضغط المُشغِّل على مفتاح الحرف N ثُمَّ مفتاح الحرف X ويُسجَّل الحرف المرتبط بالمصباح المضيء بالأسلوب نفسه..

عبر مقلاد ثنائي الاتجاه مضغوط في لوحة المفاتيح (2)

كذلك، يُبَين الشكل الجانبي مسار التيار كما يأتي، وتدل الأرقام على عناصر الآلة التي يسري فيها.يسري التيار من المدخرة (1)

وأخيراً إلى مصباح مرتبط بالحرف الناتج، وهو D في هذه الحالة.

كذلك، ثم إلى العاكِس (6) الذي يُعيد التيار في الدوَّرات ولكن ليعبرها بمسار مغاير للمسار السابق (5)،

وفي السياق ذاته، ثم يعبر الأسلاك في الدوارات المُضافة(5)، وعددها 3 في التنويعة التي استعملتها القوات المسلحة النازية و4 في التنويعة التي استعملتها القوات البحرية النازية،

الملحقات

وفي هذا الصدد، أضيفت ملحقات أخرى لآلة إنجما لتسهيل استعمالها وتحسين سريتها، منها: