Тип шифровальной машины

Криптографическое устройство ORANGE ВМС Японии, захваченное ВМС США

В истории криптографии 91 -сики Обун Индзики ( 九一式欧文印字機 , «Пишущая машинка Система 91 для европейских символов») или Ангоки Тайпу-А ( 暗号機 タイプA , «Шифровочная машина типа А») , кодовым названием Red под Соединенные Штаты — дипломатическая криптографическая машина, использовавшаяся министерством иностранных дел Японии до и во время Второй мировой войны . Относительно простое устройство было быстро взломано западными криптографами. На смену Красному шифру пришла «Пурпурная» машина типа B ( 九七式印字機 , 97-shiki ōbun injiki , «Пишущая машинка System 97 для европейских символов»), которая использовала некоторые из тех же принципов. Параллельное использование двух систем помогло взломать Пурпурную систему.

Красный шифр не следует путать с Красным военно-морским кодом , который использовался Императорским флотом Японии между войнами. Последний представлял собой систему кодовой книги , а не шифр.

Операция

Красная машина шифровала и расшифровывала тексты, написанные латинскими буквами (только алфавитами), для передачи по кабельным сетям. Согласно правилам Международного телеграфного союза того времени, за произносимые слова в телеграммах взималась более низкая плата, чем за непроизносимые группы кодов; поэтому машина создавала телеграфный код , шифруя гласные отдельно от согласных , так что текст оставался серией слогов. (Буква «Y» рассматривалась как гласная.) Эффект «шестерок и двадцаток» (как его называли американские аналитики) был основным недостатком, который японцы продолжили в пурпурной системе.

Само шифрование осуществлялось с помощью одного полуротора; входные контакты имели контактные кольца , каждое из которых соединялось с одним выходным контактом ротора. Поскольку и гласные, и согласные проходили через один и тот же ротор, у него было шестьдесят контактов ( наименьшее общее кратное шести и двадцати); проводка гарантировала, что две группы будут разделены. Контактные кольца были подключены к клавиатуре ввода через коммутационную панель ; опять же, это было организовано для того, чтобы гласные и согласные были разделены.

Ротор поворачивался минимум на один шаг после каждой буквы. Величина вращения контролировалась тормозным колесом, соединенным с ротором и имевшим в себе до сорока семи штифтов. До одиннадцати таких штифтов (в заранее определенном наборе положений) были съемными; на практике удалялось от четырех до шести штифтов. Вращение колеса прекратилось при достижении следующего штифта; следовательно, если следующий штифт будет удален, ротор переместится на два места вместо одного. Нерегулярная картина вращения создала шифр Альберти .

История

Уязвимость японских кодовых систем была обнародована в 1931 году, когда Герберт Ярдли опубликовал «Американскую черную палату» , популярный отчет о своей деятельности по взлому кодов для правительства США, в котором он обсуждал взлом японских кодов и их использование во время Вашингтонской военно-морской конференции . Эти открытия побудили японцев заняться машинными шифрами.

Система была введена в 1930–1931 годах (цифра 91 в обозначении относится к 2591 году японской империи ). с использованием реконструированной версии машины, поставляемой фирмой Бориса Хагелина . Самыми сложными системами Хагелина были роторные машины, подобные тем, которые использовались во Второй мировой войне , но, поскольку он не доверял японцам в соблюдении его патентов , вместо этого он прислал более примитивное устройство, разработанное Арвидом Даммом . Именно эту машину японцы положили в основу своей конструкции; однако отдельное шифрование гласных было исключительно вкладом Японии.

Ручные и автоматизированные средства, с помощью которых американцы расшифровывали сообщения RED.

Код был успешно взломан тремя независимо работающими группами. Британское решение появилось первым: Хью Фосс и Оливер Стрейчи разработали код в 1934 году, а Гарольда Кенворти выпустила точную копию «J-машины». год спустя мастерская Американские попытки сломать систему ждали до 1935 года. В армейской группе СИС систему взломали Фрэнк Роулетт и Соломон Кульбак ; за военно-морской флот Агнес Дрисколл обычно приписывают . (На самом деле она разгадала шифр Orange (или M-1), используемый военно-морскими атташе, но, как оказалось, эти две системы были по сути одинаковыми.) Американцы также сконструировали точную машину для ускорения решения; эта машина имела два полуротора для разделения гласных и согласных. Группа SIS первоначально называла его просто «японской кодовой машиной», но решила, что столь описательный термин представляет угрозу безопасности; поскольку это был первый решенный японский машинный шифр, они решили начать с начала спектра и назвали его «КРАСНЫЙ».

Машина ФИОЛЕТОВАЯ начала заменять систему КРАСНУЮ в 1938 году, но первоначальные установки были установлены на основных постах; менее важные посольства и консульства продолжали использовать старую систему. Это был один из многих недостатков использования японцами шифрования, который помог сделать систему PURPLE уязвимой для взлома, поскольку на данный момент в обеих системах был одинаковый трафик, что позволяло перехватывать . Гораздо более серьезным недостатком было то, что ФИОЛЕТОВАЯ машина поддерживала деление «шестерки/двадцатки», хотя с тех пор КРАСНЫЕ машины были модифицированы, чтобы можно было использовать любые шесть букв для шифрования гласных. После восемнадцати месяцев работы ФИОЛЕТОВОЕ устройство было взломано и до конца войны давало важные разведданные.

Результаты разведки перехватов Красных были не такими впечатляющими, но важные разведданные были получены. Например, американские криптоаналитики смогли предоставить подробную информацию о Тройственном пакте между державами Оси. Отчеты о ходовых испытаниях линкора также «Нагато» были расшифрованы, что привело к важным изменениям в проектируемом тогда военном корабле « Северная Каролина» (BB-55) , чтобы он соответствовал характеристикам японского корабля.

Дальнейшее чтение

• Глава 7 « Компьютерной безопасности и криптографии» (Конхейм, Алан Г., Wiley-Interscience, 2007, стр. 191–211) содержит обширный анализ шифра RED.