Фиолетовый

Фиолетовый
Фиолетовый
	Передовая российская шифровальная машина Фиалка (М-125).
Классификация	Роторная машина
Промышленность	Военный
Работает	Да

В криптографии — Фиалка (М-125) это название Холодной войны шифровальной машины времен советской . Роторная машина . Устройство использует 10 роторов, каждый из которых имеет 30 контактов, а также механические штифты для управления шаганием. Он также использует механизм перфокарт . Фиалка означает « фиалка » в переводе с русского . Информация о машине была довольно скудной до c. 2005 г., поскольку устройство держалось в секрете. ^[1]

Fialka содержит пятиуровневое устройство считывания бумажной ленты с правой стороны в передней части машины, а также механизм перфорации бумажной ленты и механизма печати на ленте сверху. Вход для перфокарты для кодирования машины расположен с левой стороны. Для Fialka требуется питание 24 В постоянного тока, и он поставляется с отдельным источником питания , который принимает питание от 100 до 250 В переменного тока, 50–400 Гц с помощью внешнего селекторного переключателя. ^[2]

Роторы машины промаркированы кириллицей , поэтому на роторах требуется 30 точек; в этом отличие от многих сопоставимых западных машин с 26-контактными роторами, соответствующими латинскому алфавиту . Клавиатура, по крайней мере в образцах восточногерманского происхождения, имела как кириллицу, так и латиницу. Известно как минимум две версии: М-125-МН и М-125-3МН. У М-125-МН было пишущее колесо, способное обрабатывать буквы латиницы и кириллицы. У М-125-3МН были отдельные колесики для латиницы и кириллицы. У М-125-3МН было три режима: буквы с одной сменой, буквы с двойной сменой и только цифры, для использования с кодовыми книгами и для супершифрования числовых шифров.

Механизм шифрования

Внутри машины установлено десять роторов Fialka.

Пакет роторов снят с машины, видны 30 контактных штифтов.

Роторный агрегат Фиалка имеет 10 роторов, установленных на оси 30 на 30 , и коллектор (Кс 30х30). Коммутатор состоит из двух наборов по 30 контактных полосок, установленных под прямым углом друг к другу. Перфокарта помещается между двумя наборами контактов через дверцу на левой стороне устройства. Каждая перфокарта имеет 30 отверстий, ровно по одному на пару строк и столбцов, и тем самым определяет перестановку 30 контактных линий ротора. Эта функция аналогична штекерной плате на машине «Энигма» , но она намного мощнее, поскольку предлагает полную перестановку контактов, в отличие от попарной замены букв на «Энигме». Треугольная пластина использовалась для ввода нулевой перестановки в целях тестирования.

Существует два типа роторов:

разборные ( зерлегбарские ) несущие винты, используемые с М-125-3МН. Название роторной установки — «ПРОТОН». Разборные роторы состоят из вставки с электрическими контактами и проводкой шифрования, а также наружного кольца с механическими штифтами, наличие или отсутствие которых контролирует шаг ротора. В рамках настройки ключа штифты управления шагами могут вращаться относительно внешнего кольца. Внутреннее электрическое кольцо также можно вращать относительно внешнего кольца и вставлять одним из двух способов: стороной 1 или стороной 2 вверх.
унитарные несущие винты, используемые с М-125-МН. Они имеют как электрические контакты, так и механические штыри. Единственная ключевая регулировка — это порядок расположения роторов на оси и первоначальные настройки роторов. Существует одна комбинация разборных роторов, совместимая с унитарным ротором. Одно из восточногерманских руководств, ставшее общедоступным, содержит напечатанные и написанные от руки дополнения, которые предполагают, что восточные немцы, по крайней мере, позже перестали использовать дополнительные функции разборных роторов и использовали их только в режиме унитарной совместимости.

Соседние роторы движутся в противоположных направлениях. Запасной ротор в сборе можно было хранить в верхней крышке агрегата. Машины Fialka изначально поставлялись с двумя комплектами роторов: один с черной надписью на корпусе машины, а другой с красной надписью, поставляемый в металлическом цилиндре внутри пылезащитного чехла. ^[3]Самым важным недостатком конструкции «Энигмы» было то, что замены букв были взаимными и, в частности, письмо никогда не могло зашифроваться само по себе. ^[4] Русские явно извлекли из этого урок, разработав Фиалку таким образом, чтобы письмо могло шифроваться само по себе. ^[5] Другие недостатки Enigma, такие как регулярный шаг колес и ограниченный эффект коммутационной панели, также были улучшены в Фиалке.

Ключевой материал

Ключевой материал для Fialka состоит из ежедневной книги ключей, книги ключей сообщений и книги идентификаторов сообщений для широковещательного трафика. Книга ежедневных ключей содержит дневные ключи на один месяц. Дневной ключ состоит из ключевой таблицы (на кириллице) и перфокарты. Для систем с фиксированным ротором таблица ключей определяет порядок расположения роторов на оси и начальные настройки роторов, которые будут использоваться для расшифровки индикатора широковещательных сообщений. Как следует из названия, дневной ключ действителен (имеет криптопериод на языке АНБ) в течение 24 часов и был изменен в 00:01. Для разборных роторов в таблице также указаны электрическая вставка для каждого внешнего ротора, какой стороной она должна быть вверху, и ориентация вставки относительно внешнего ротора. Вот пример таблицы ключей дня M-125-3NM для использования 14 числа месяца:

ИДЖЗА ВКБГЕ 14

OCAHE PTБВЕ

БДВИА ГЕЗКЖ

2II22 I22I2

КУЛКЮ ЫХВУГ

Таблица ключей сообщений содержала начальные настройки ротора, которые будут использоваться с каждым сообщением. Ключ сообщения никогда не должен был использоваться более одного раза. Ключевой материал распространялся в упаковке, покрытой фольгой, а ежедневные ключи и перфокарты были сложены веером в мешочке с перфорацией между каждым предметом. Остальные столы лежали в боковом кармане.

Разработка мер против утечки информации

Факторы конструкции различных криптографических устройств могут привести к физической утечке информации, которая может в той или иной степени поставить под угрозу безопасность системы. Это широко известно как утечка по боковому каналу или TEMPEST . Ниже описаны соответствующие контрмеры, которые были приняты при разработке Фиалки.

Блок питания

Фиалка потребляет различное количество тока в зависимости от того, какая (5-битная) закодированная буква напечатана или перфорирована на бумаге. Если бы источник питания был подключен к электросети, появилась бы возможность наблюдать небольшие колебания мощности подслушивающим устройством.

Чтобы замаскировать любые колебания напряжения в сети, кабель передачи данных возвращается от машины Fialka к блоку питания (PSU), указывая, какая буква выводится, что позволяет источнику питания компенсировать различные нагрузки. Блок питания был спроектирован с компенсирующей схемой с пятью искусственными нагрузочными резисторами, питание которых будет осуществляться в зависимости от сигнала с кабеля обратной связи. ^[6] В дополнение к этому, блок питания подает сильный шумовой сигнал в линию электропередачи, чтобы дополнительно замаскировать любые оставшиеся сбои или переходные эффекты, которые могут поставить под угрозу шифр.

Сравнение с другими роторными машинами

Конструкция Fialka заимствована из современных роторных шифровальных машин, таких как Enigma, швейцарская NEMA и американская KL-7. У NEMA было только 5 электрических роторов по сравнению с 10 у Fialka, и, кроме того, у NEMA не было коммутатора с перфокартой или его эквивалента, такого как штепсельная плата. Фиалка наиболее сопоставима с американским KL-7 , который имеет восемь электрических роторов, а также не имеет коммутатора, но его переключатель переключения клавиатуры устранил необходимость в отражателе (который оказался слабым местом в системе Enigma ).

См. также

Ссылки

^ Реверс, Пол; Саймонс, Марк (июнь 2009 г.). «Справочное руководство Фиалка 2.0» (PDF) (Подробное описание российских шифровальных машин Фиалка, 144 стр. изд.) . Проверено 6 февраля 2021 г.
^ Реверс, Пол; Саймонс, Марк (июнь 2009 г.). «Справочное руководство Фиалка 2.0» (PDF) (Подробное описание российских шифровальных машин Фиалка, 144 стр. изд.). п. 31.
^ Реверс, Пол; Саймонс, Марк (июнь 2009 г.). «Справочное руководство Фиалка 2.0» (PDF) (Подробное описание российских шифровальных машин Фиалка, 144 стр. изд.). п. 40.
^ Хаттенхайн, Орр; Фрике (1945), Криптоаналитическое исследование OKW/Chi по загадке, Хагелину и шифрованным сообщениям телетайпа (PDF) , TICOM, стр. 2, заархивировано из оригинала (PDF) 24 июня 2021 г. , получено 17 июня 2021 г.
^ Реверс, Пол; Саймонс, Марк (июнь 2009 г.). «Справочное руководство Фиалка 2.0» (PDF) (Подробное описание российских шифровальных машин Фиалка, 144 стр. изд.). п. 93.
^ Реверс, Пол; Саймонс, Марк. «Справочное руководство Фиалка 2.0» (PDF) (Подробное описание российских шифровальных машин Фиалка, 144 стр. изд.). п. 98.

Дальнейшее чтение

Борщевская Анна (27 апреля 2019 г.). «Нерушимый код Советов: скрытая история шпионской машины Фиалка» . Внешняя политика . Проверено 3 декабря 2021 г.
Гу, Мэтью (н. д.). «Фиалка: большая, лучшая русская загадка» . Чудеса и чудеса . Проверено 3 декабря 2021 г.
Национальная народная армия (декабрь 1978 г.). «Руководство по эксплуатации M-125 (Nutzung), DV A 040/1/321» (PDF) (на немецком языке). Германская Демократическая Республика . Проверено 3 декабря 2021 г. Отсканированный PDF-файл от доктора Тома Переры.
Перера, Том; Хамер, Дэвид (2005). «Общее введение: российские шифровальные машины Фиалка М-125 и М-125-3МН времен холодной войны» . www.w1tp.com . Музей Энигмы . Проверено 3 декабря 2021 г.

Внешние ссылки

М-125 Фиолетовый — Криптомузей
Шифровальная машина Фиалка М-125-3 — Немецкий музей шпионажа в Берлине
Русская Фиалка (= Фиалка) 10-роторное устройство — Ник Гесслер
Русский М-125 Фиолетовый — Джерри Прок

[1] Реверс, Пол; Саймонс, Марк (июнь 2009 г.). «Справочное руководство Фиалка 2.0» (PDF) (Подробное описание российских шифровальных машин Фиалка, 144 стр. изд.) . Проверено 6 февраля 2021 г.

[2] Реверс, Пол; Саймонс, Марк (июнь 2009 г.). «Справочное руководство Фиалка 2.0» (PDF) (Подробное описание российских шифровальных машин Фиалка, 144 стр. изд.). п. 31.

[3] Реверс, Пол; Саймонс, Марк (июнь 2009 г.). «Справочное руководство Фиалка 2.0» (PDF) (Подробное описание российских шифровальных машин Фиалка, 144 стр. изд.). п. 40.

[4] Хаттенхайн, Орр; Фрике (1945), Криптоаналитическое исследование OKW/Chi по загадке, Хагелину и шифрованным сообщениям телетайпа (PDF) , TICOM, стр. 2, заархивировано из оригинала (PDF) 24 июня 2021 г. , получено 17 июня 2021 г.

[5] Реверс, Пол; Саймонс, Марк (июнь 2009 г.). «Справочное руководство Фиалка 2.0» (PDF) (Подробное описание российских шифровальных машин Фиалка, 144 стр. изд.). п. 93.

[6] Реверс, Пол; Саймонс, Марк. «Справочное руководство Фиалка 2.0» (PDF) (Подробное описание российских шифровальных машин Фиалка, 144 стр. изд.). п. 98.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]