Ovaj element sastoji se od tri povezana zupčanika takva da je na svakom zupcu jedno slovo. Srednji zupčanik je pomičan s mehanizmom koji omogućava da se izvuče, promijeni mu se položaj i vrati natrag u sustav.
Na ovom se elementu može istraživati prijenos energije sa zupčanika na zupčanik, ali on također predstavlja i model enigme. Jesi li ikada čuo za enigmu?
Kriptografija je grana matematika koja se bavi proučavanjem metoda za slanje poruka u takvom obliku da ih samo onaj kome su namijenjene može pročitati. Često se pogrešno poistovjećuje pojam kodiranja i šifriranja. Cilj je šifriranja sakriti poruku, dok je cilj kodiranja poruke omogućiti detektiranje i ispravljanje pogrešaka koje se događaju pri prijenosu poruke komunikacijskim kanalom. Poruke se šifriraju i dešifriraju uz pomoć ključa.
Enigma je kriptografska naprava koja služi za šifriranje i dešifriranje koja koristi supstitucijsku Vigenerovu šifru. Poruke je skrivao i veliki rimski car Cezar postupkom šifriranja koji danas zovemo Cezarova šifra čija generalizacija je upravo Vigenerova šifra. Koristeći ovaj element poruke možemo šifrirati i dešifrirati i Cezarovom šifrom.
Prva verzija enigme izumljena je 1918. godine. Originalnu enigmu i njezine poboljšanje verzije koristili su Nijemci između dva svjetska rada i i drugom svjetskom ratu. Tijekom drugog svjetskog rata tim predvođen velikim matematičarem Alan Turing „probio“ je enigmu što saveznicima omogućilo čitanje tajne komunikacije protivničke strane. Alan Turing je za probijanje enigme razvio računalo koje je popločilo put za razvoj modernih današnjih računala.
Na ovom elementu možeš istraživati prijenos energije s jednog zupčanika na drugi. Međutim, na ovom elementu možeš puno više. Na njemu možeš skrivati poruke!
Kako? Za šifriranje i dešifriranje potreban ti je ključ. Ključ za enigmu je riječ od tri slova. Na primjeru ćemo objasniti kako zaključati enigmu. Zamisli da je ključ riječ LAV. Namjesti prvi zupčanik slijeva tako da na prvoj strelici bude slovo L. Nakon toga, drugi zupčanik namjesti tako da na drugoj strelici bude slovo A, pazeći da ne pomaknemo prvi zupčanik. Konačno, zadnji zupčanik namjesti tako da na zadnjoj strelici bude slovo V, pazeći da ne pomaknemo prva dva zupčanika. Nakon što si zaključao enigmu, možeš krenuti na šifriranje i dešifriranje. Šifriramo tako da namještamo slovo koje želimo na zadnju, 3. strelicu, te šifrirani tekst čitamo naizmjence s 1.i 2. strelice. Kako dešifriramo? Naizmjenice na 1. i 2 strelicu namještamo slova šifriranog teksta, dok original čitamo sa zadnje strelice. Uoči da su postupci šifriranja i dešifriranja međusobno inverzni što omogućava uspješnu komunikaciju, ali samo za one koji zaključaju enigmu istim ključem.
A kako je Cezar skrivao svoje pouke? Cezar je skrivao poruke tako da je zamijenio svako slovo abecede slovom koje je tri mjesta nakon njega u abecednom poretku. Upravo je broj tri ključ za šifru koju je Cezar koristio. Uočimo da ključ može biti bilo koji broj k iz skupa {1,…,25} i sve takve šifre danas nazivamo Cezarovom šifrom.
- Zavrti jedan zupčaniku u smjeru kazaljke na satu. Vrte li se i ostali zupčanici? U kojem smjeru? Brže ili sporije? Što misliš, što bi se dogodilo da zupčanici nisu jednaki?
- Zamisli neku riječ od tri slova. Pokušaj namjestiti zupčanike tako da na strelicama piše upravo riječ koju si zamislilo. Možeš li to uvijek napraviti bez izvlačenja srednjeg zupčanika? Zašto?
- Pronađi zupčanik na kojemu su slova engleskog alfabeta navedena u abecednom poretku. Kako ti on može pomoći za šifriranje Cezarovom šifrom? Znaš li kojim je slovom Cezar šifrirao slovo Z? Iskoristi ovaj element da bi dešifrirao poruku koja je skrivena Cezarovom šifrom upravo s ključem kojega je Cezar koristio: ulmhnd.
- S ključem CTK, koristeći enigmu, šifriraj sljedeću poruku: Enigma je baš fora!
- Koliko različitih ključeva možeš postaviti za enigmu?
