Cuộc chạy đua mã hoá

Tương tự như con tàu Titanic huyền thoại không thể chìm, máy mã hoá điện tín Enigma của quân đội Hitler được coi là không thể phá khóa - cho đến khi tình báo Anh trị được nó. Các nhà thiết kế Đức gấp rút cải tiến thành máy mã hoá "SG41" nhưng mãi đến 1944 mới có thể đem sử dụng, khi ngày tàn của nhà nước Đức phát xít không thể đảo ngược được nữa. 

Trong Thế chiến I (1914 - 1918), quân đội Đức tìm kiếm một giải pháp thay thế cho các phương pháp mã hóa thủ công đã lỗi thời, cồng kềnh và không an toàn. Các quy trình bằng máy được xem xét vì chúng hứa hẹn việc xử lý đơn giản hơn và bảo mật tốt hơn.

Tri thức là sức mạnh

Với sự ra đời của máy đánh chữ điện và máy in từ xa vào đầu thế kỷ 20, một số nhà phát minh đã nảy ra ý tưởng về nguyên tắc rô-to để mã hóa văn bản, ý tưởng này phát sinh gần như độc lập với nhau và gần như đồng thời.

Đầu tiên là hai sĩ quan hải quân Hà Lan Theo van Hengel và Rudolf Spengler vào năm 1915 tại Batavia (lúc đó là thủ đô của Đông Ấn thuộc Hà Lan, ngày nay là Jakarta, thủ đô của Indonesia). Tuy nhiên, họ không được cấp bằng sáng chế cho phát minh của mình.

Người tiếp theo là Edward Hugh Hebern người Mỹ vào năm 1917 (bằng sáng chế được nộp vào năm 1921). Phát minh này này được cải tiến vào năm 1918 bởi Arthur Scherbius người Đức và cuối cùng là vào năm 1919 bởi Hugo Alexander Koch, người Hà Lan và Arvid Gerhard Damm, người Thụy Điển, tất cả đều được cấp bằng sáng chế cho ý tưởng của họ về máy mã rô-to.

Người phát minh ra Enigma là Arthur Scherbius (1878 - 1929), một kỹ sư điện có bằng tiến sĩ và là một doanh nhân thành đạt. Cùng năm đó, vào ngày 15/4/1918, ông đem mời phát minh mới của mình cho Hải quân Hoàng gia, lực lượng này đã thử nghiệm và khen ngợi "độ bảo mật khá tốt" của nó.

Sau chiến tranh, Scherbius quyết định tiếp thị chiếc máy này cho mục đích dân sự. Công ty cổ phần máy mật mã ChiMaAG được thành lập tại Berlin năm 1923 để sản xuất.

Mô hình đầu tiên của Enigma ra đời 1923 rồi nhanh chóng được nối tiếp bởi "Writing Enigma" (1924). Sản phẩm này cũng khơi dậy sự quan tâm của quân đội Đức, từ khi họ biết về những thành công của Đồng minh trong việc quân Anh giải mã các thông điệp vô tuyến của hải quân Đức, được thực hiện với sự trợ giúp của bảng mã do các thợ lặn Nga đồng minh thu hồi từ tàu tuần dương Magdeburg bị mắc cạn, hay việc người Anh giải mã một bức điện Zimmermann, dẫn đến việc Hoa Kỳ tham chiến.

Thua vì lộ hết điện tín

Bất cứ trong một ván bài trên chiếu manh hay giữa cuộc chiến tranh thế giới tàn bạo, ai biết kế hoạch bí mật của đối thủ, điểm mạnh và điểm yếu của đối phương đều có thể cầm chắc thắng lợi.

Ở cái thời hồng hoang của công nghệ thông tin liên lạc, có lẽ chưa bao giờ kết quả của một cuộc xung đột quân sự lại phụ thuộc nhiều vào thông tin như trong Thế chiến II. Cả Đế chế Đức lẫn đế quốc Nhật Bản đều tin rằng thông tin liên lạc của họ hoàn toàn an toàn - trong khi trên thực tế, đối thủ thường có thể rung đùi ngồi ở hậu phương giải mã các tin truyền qua sóng vô tuyến.

Thời Hitler gây chiến với toàn bộ châu Âu, chắc chắn đã có những chuyên gia đưa ra cảnh báo không nên quá tin tưởng vào thiết bị mã hóa tiêu chuẩn của Đức, nhưng bộ chỉ huy quân đội Đức nhắm mắt tin rằng thiết bị điện từ Enigma không thể bị phá khoá. Bởi vì, đơn thuần về lý thuyết, mỗi bức điện tín có thể mã hoá đến tối đa 150 ngàn tỉ cách khác nhau, cố gắng giải mã thủ công có lẽ mất cả chục năm!

Nhưng chiến binh Achilles siêu phàm cũng có điểm yếu ở gót chân: các nhà phát triển đã coi thường bỏ qua hai điểm mà họ cho rằng không quan trọng. Thứ nhất, theo thiết kế, Enigma không bao giờ có thể mã hóa một chữ cái như chính nó. Điều này đã mang lại cho các nhà phân tích mật mã, đầu tiên là ở Ba Lan và sau đó là ở Vương quốc Anh từ cuối tháng 8 năm 1939, cơ hội để bẻ khóa mã hóa bằng các mô hình toán học cực kỳ phức tạp. Thứ hai, trong mọi tin nhắn vô tuyến đều có các yếu tố lặp đi lặp lại để kỹ thuật viên giải mã dùng làm "cầu nối" cho thuật toán tương ứng.

Cái chết từ từ của enigma

Ở Anh, một đơn vị an ninh mạng mở tại nông trại Bletchley Park với sự trợ giúp của nhà toán học Alan Turing thiên tài. Theo các nhà sử học chiến tranh, chính điều này đẩy nhanh sự kết thúc của Thế chiến II.

Các kỹ sư Anh đã mất vài tháng để mổ xẻ công thức hoạt động của Enigma, để rồi sau đó, vào mùa Xuân năm 1940, các nhà mật mã học Anh ở Bletchley Park đã có thể giải mã các tin nhắn vô tuyến được mã hóa bằng Enigma, mặc dù có độ trễ nhiều ngày.

Đến năm 1941, công nghệ của họ mới đủ tiến bộ để phá mã hầu hết các thông điệp mật của Đức theo thời gian thực. Alan Turing đã sử dụng phương pháp của mình để bẻ khóa khoảng 3.000 bức điện tín của quân đội Đức mỗi ngày.

Tuy nhiên, người Đức còn có một giải pháp thay thế cho Enigma: máy mật mã C-38 hoàn toàn cơ khí do kỹ sư và doanh nhân người Thụy Điển Vladimir Hagelin sáng chế và tung ra thị trường từ năm 1938. Với tên gọi M-209, thiết bị này đã được Quân đội Hoa Kỳ chỉnh sửa không đáng kể để sử dụng từ năm 1939 như một thiết bị mã hóa tiêu chuẩn.

Trên cơ sở mẫu C-38, nhà máy sản xuất máy văn phòng Chemnitz Wanderer-Werke định phát triển một thiết bị mã hóa tối tân hơn nhiều. Quá trình phát triển bắt đầu vào đầu năm 1941, đó là lý do tại sao tên của máy mới là SG-41. Hè năm 1942, quân đội Đức đặt hàng 1.000 chiếc và sẽ thêm 10.000 chiếc nữa vào cuối tháng 11 cùng năm. Nhưng việc sản xuất đã bị trì hoãn liên tục. Mãi đến tháng 5 năm 1943, chiếc SG-41 đầu tiên mới ra lò.

Tuy nhiên, vì bên quân đội yêu cầu thay đổi, do đó dự án muộn tiếp đến cuối năm 1943. Nhưng rồi họ cũng chỉ đặt mua 1.000 chiếc SG-41 cho đến cuối năm 1944. Lý do: máy của Wanderer nặng 13,5 kg. Ngay chiếc Enigma 12 kg đã bị coi là quá cồng kềnh khi ra trận. Cứ thế, cho đến tháng 10/1944 Enigma vẫn là mực thước cho liên lạc điện tín của quân đội Đức, đồng thời là mồi ngon của tình báo Anh.

Lịch sử không có chữ "nhưng"

Cho đến hết Thế chiến II, SG-41 không hề bị phá khóa. Nếu thiết bị này không chỉ được phát triển và sử dụng trong khoảng thời gian từ 1941 đến 1944, mà ngay sau khi mẫu C-38 xuất hiện vào năm 1938, thì Thế chiến II có thể đã diễn ra theo một hướng khác.

Hay một diễn biến khác: Nếu Enigma đã được toàn bộ quân đội Đức thay thế bằng một thiết bị mã hóa cơ học thuần túy ngay sau khi tàu khu trục HMS "Bulldog" của Anh thu hồi được một phiên bản từ tàu ngầm U-110 vào ngày 9/5/1941, trận chiến ở Đại Tây Dương giữa các đoàn tàu vận tải và tàu ngầm Đức có thể trở nên hoàn toàn khác. Những thành công của đạo quân số 8 của Anh ở Bắc Phi sẽ không hoàn hảo như đã xảy ra, nếu không có thông tin chi tiết về các thông điệp vô tuyến được giải mã.

Tất nhiên, đến một lúc nào đó, các kỹ thuật viên của Bletchley Park có lẽ cũng đã tìm ra cách thức hoạt động của SG-41. Nhưng không ai có thể nói điều đó sẽ mất bao lâu - một năm, hay hai năm? Nguyên tắc hoạt động của SG-41 rõ ràng khác với nguyên tắc của Enigma, và trên hết, cỗ máy này không có lỗ hổng cơ bản chết người của Enigma.

Trong trường hợp đó, chắc chắn cuộc chiến chống lại nước Đức của Hitler sẽ kéo dài lâu hơn nữa và cướp đi nhiều nạn nhân hơn nữa. Do đó, chắc chắn là một điềm lành của lịch sử khi SG-41 mãi đến cuối năm 1944 mới được đưa ra sử dụng và chỉ với số lượng nhỏ.