Советское шифровальное устройство М-125 ( Фиалка)

Unknown

Советское шифровальное устройство М-125 ( ФИАЛКА) перевод

Этот советский дизайн Фиалка (также известное как М-125) шифровальное устройство, вероятно, мое любимое предмет в моем музее с (1)

Устройство Fialka (насколько мне известно) является самым современным для очень популярного типа устройств шифрования, называемых роторные машины, (2) существование Фиалки и подробности о ней стали общедоступны всего несколько лет назад, и (3) это очень умное произведение машиностроения и электротехники!

Фиалка использовалась в странах Варшавского договора (Восточная Европа) до распада Советского Союза (наша модель, похоже, чехословацкая). Сами устройства довольно редки, но, к счастью, в сети есть значительный объем очень полезной информации о Фиалке и ее эксплуатации. Я настоятельно рекомендую (и одобряю) найденную работу здесь и здесь который включает в себя выдающееся произведение обратного проектирования здесь. Если вас интересует шифрование или этот конкретный тип устройств, вам обязательно стоит прочитать эти ссылки.

После Первой мировой войны многие страны (включая США) разработали роторные машины и использовали их для шифрования. Самым известным из них был немецкий Загадка, использовался во Второй мировой войне. Фиалка использует те же общие принципы, что и "Энигма", но много более сложный и обеспечивает гораздо лучшее шифрование. Все роторные машины реализуют шифр замены, в частности «полиалфавитный шифр». Это означает, что шифрование осуществляется путем замены каждого символа открытого текста некоторым алгоритмически выбранным другим символом и алгоритм выбора заменяющего символа меняется после каждой замены. Изменяющийся алгоритм подстановки эффективно маскирует частоту символов открытого текста. Некий ключ шифрования определяет, как алгоритм подстановки изменяется для каждого символа. Этот метод шифрования использовался вручную на протяжении сотен лет, наиболее известным примером является к Шифр Виженера. Фундаментальной слабостью таких реализуемых вручную полиалфавитных подходов является ограниченное количество используемых алгоритмов замены (или алфавитов). Например, если длина ключа составляет всего пять символов, каждый пятый символ обычного текста будет заменен с использованием того же алгоритма.

Однако если ключ длиннее открытого текста, а алгоритм замены несмещен, то этот подход замены теоретически нерушим. На практике это делается с использованием подхода шифрования, известного как a "одноразовый блокнот". Криптографическая сила подхода одноразового блокнота заключается в том, что замена каждого символа открытого текста фактически выбирается из списка случайных значений (ключа), причем длина списка должна быть не менее длины шифруемого сообщения. Слабость, конечно, в том, что дешифратор должен иметь тот же (возможно, очень длинный) список случайных значений, тем самым создавая сложность и риски в распределении ключей.

Роторные машины пытаются аппроксимировать случайную замену символов одноразового блокнота, используя механизированный алгоритм и очень короткий ключ. Механика, конечно, не случайна, но вполне повторяема при некотором начальном состоянии. Таким образом, это начальное состояние является ключом, который должен быть известен как шифровальщику, так и дешифратору.

Основным механизмом в роторных машинах для выполнения замены символов является... ротор. Ротор имеет электрические контакты с каждой стороны (по одному на каждый буквенный символ) и внутренняя проводка, которая выполняет сопоставление входного символа с другим выходным символом. Несколько роторов с различным отображением символов соединены вместе с помощью механизма, который может вращать роторы для получения новых отображений после каждого символа, тем самым постоянно меняя эффективный алфавит замены. Хотя многие устройства шифрования использовались с использованием этого общего подхода, каждый отличается деталями: сколько роторов, как они движутся, какие отображения есть в роторах, чем управляет ключ и т. д. Надежность шифрования конкретного устройства на самом деле зависит от этих типов деталей. Наша Fialka имеет несколько детальных конструктивных особенностей, которые устраняют известные недостатки других устройств.

Существует несколько различных версий Fialka, или М-125, наша — одна из самых передовых моделей, М-125-3МП2. Более подробное описание особенностей нашей конкретной версии можно найти здесь здесь. У нас есть полный комплект самых современных кодовых колес (6К, регулируемых) и полный комплект резервных колес старого типа (6К, фиксированных). Наша клавиатура представляет собой чехословацкую многоязычную версию с четырьмя символами на клавишу: кириллицей, латиницей, специальными символами и цифрами.

Для тех, кто не хочет читать подробные ссылки, я предоставлю краткое резюме. Сначала краткий обзор (некоторые особенности будут рассмотрены более подробно позже): На рисунках 1 и 2 показан весь блок с крышкой и без нее. Видны клавиатура и роторы, а также несколько переключателей управления и механизм считывания бумажной ленты (внизу справа). Пуансон вывода бумажной ленты и принтер можно увидеть в дальней задней части. На рисунке 3 показана левая сторона, имеющая выдвижной слот (показать открытым) для карты управления переназначением символов эта карта является ключевым компонентом алгоритма шифрования.

На рисунке 4 показана правая сторона, содержащая больше переключателей управления, а также аварийную рукоятку для перемещения роторов (полный механизм шифрования приводится в действие электродвигателем).

На рис. 5 показана задняя часть с электродвигателем и задняя часть бумажной ленты и механизмов печати.

Рисунок 6 представляет собой крупный план клавиатуры, показывающий несколько наборов символов.

На рисунке 7 представлен крупный план пакета из 10 роторов.

На рис. 8 показан отсек ротора со снятым ротором. Электрические контакты ротора показаны вместе с пальцами внизу, которые вращают роторы после каждого символа.

На рис. 9 показан частично разобранный пакет несущего винта на фоне полного резервного ротора. Видны контакты с обеих сторон каждого ротора.

На рис. 10 показан ротор со снятым внутренним сердечником проводки. Позиционирование этого ядра является частью начальной настройки, и эта гибкость обеспечивает большую криптографическую надежность.

Рисунок 11 представляет собой крупный план сердечника проводки, на котором вы можете различить некоторые провода, отображающие символы, внутри сердечника .

На рисунках 12 и 13 показан сопутствующий источник питания. Это довольно хорошее устройство, которое вырабатывает 24 В от множества входных напряжений переменного тока или постоянного тока.

На рисунке 14 показана копия руководства на немецком языке. Однако обратите внимание: что все коммутаторы Fialka маркированы на русском языке.

Итак, как он шифрует или расшифровывает?

Нажимается одна из 30 клавиш, скажем, буква А. (Или символ мог быть прочитан с помощью считывателя бумажной ленты.)

Активированный провод, соответствующий входному символьному проводу, идет к считывателю карт (слот с левой стороны).

Отверстия, пробитые в карте, управляют заменой символов. Итак, наша буква А переводится, скажем, как Т.

Активированный Т-образный провод идет к первому ротору, где он преобразуется, скажем, в X.

Выход X первого ротора переходит во второй ротор и преобразуется, скажем, в Y.

Эта маршрутизация и трансляция продолжается через ротор 10, где транслируется результирующий сигнал внутри «отражателя» (конечной клеммы роторного пакета) и отправляется обратно в ротор 10.

Ротор 10 преобразует и отправляет результат обратно ротору 9 и так далее до получения конечного результата от ротора 1.

Окончательный выходной символьный сигнал кодируется, печатается и пробивается на бумажной ленте.

PS..............

В СССР многое было засекречено. В армии шифровалось почти все. К примеру считалось, что узнав сколько бочек квашеной капусты поступило в часть, можно было узнать не только количество солдат, но и фамилию командира части. Документы разной секретности передавались разными аппаратами. Самым простым была кодировочная машина, с помощью ее можно было передать документы максимум уровня Совершенно Секретно.

Уровнем выше для письменных приказов были шифровальные машины. Для устной информации вплоть до уровня Особой Важности пользовались аппаратами ЗАС.

Кодировщиков готовили в каждом округе, шифровальщиков только в одной учебке в Краснодаре.

В срочную службу в армии я попал в учебку кодировщиков в Одессе. Часть считалась блатной, со мной учился племянник командующего округом и сын начальника 8 отдела округа. Кодировщиком мог стать только русский или украинец, из полной семьи, комсомолец, грамотный человек и прочее. В потоке было по 40 человек, трое лучших оставались работать в штабе Одесского округа, остальных раскидывали по частям округа. Поскольку два места из трех были заняты блатными, осталось одно, которое и досталось мне.

Вроде это была очень секретная вещь. Устройство я рассказывать не буду. Но различные ее части имели разные уровни секретности. Инструкция к ней была Для служебного пользования, Корпус Секретен, шифродиски Совершенно Секретные и одноразовые блокноты Особой Важности. На мой вопрос, почему инструкция так не важна, мне ответили, что наши доблестные разведчики сперли ее у американцев и теперь скрывать нечего.

Вот с такой машины слизали Фиалку. Американская кодировочная машина KL-7.

Сам принцип шел еще с немецких машин 1930-х годов. Только добавлялись шифродиски, да появились еще 2 уровня шифрования: дневные блокноты и одноразовые пароли.

Впрочем, даже в 80-х годах, ребята из службы радиоразведки — те, которые перехватывают и ломают коды стран НАТО в штабе округа, сказали что наши кодограммы они ломают за минуту.