M-209
在密码学中,M-209,由美国海军指定的CSP-1500(制造商的C-38)是美国军方主要在第二次世界大战中使用的便携式机械密码机,尽管它仍然通过朝鲜战争。 M-209由瑞典密码学家Boris Hagelin设计,以响应对这种便携式密码机的要求,并且是对早期机器C-36的改进。
M-209的大小与午餐盒相当,最终形状为3.25×5.5×7英寸(83毫米×140毫米×178毫米),重6磅(2.7千克)(加1磅(0.45千克)) 案件)。[1] 它代表了前电子技术的辉煌成就。 它使用类似于电子机器的轮子方案,例如Lorenz密码和Geheimfernschreiber。
基本信息
- 中文名
M-209
- 领域
密码学
基本操作
M-209的基本操作相对简单。盒子顶部的六个可调节钥匙轮每个都显示一个字母。这六个轮子包括机器的外部钥匙,为加密过程提供类似于初始化矢量的初始状态。
为了加密消息,操作员将键轮设置为随机的字母序列。机器左侧的加密解密旋钮设置为“加密”。在左侧也称为指示盘的拨号盘将转到消息中的第一个字母。这个字母是通过转动机器右侧的手摇曲柄或电动手柄来编码的;在循环结束时,将密文字母打印在纸带上,每个键盘前进一个字母,机器准备好输入消息中的下一个字符。为了表示消息中单词之间的空格,字母“Z”被加密。对消息的剩余部分重复该过程会产生完整的密文,然后可以使用摩尔斯电码或其他方法进行传输。由于初始键轮设置是随机的,因此还需要将这些设置发送给接收方;这些也可以使用每日密钥加密或以明文形式传输。
为了便于阅读,印刷的密文由M-209自动间隔为五个一组。机器顶部的字母计数器表示编码字母的总数,如果在编码或解密时出错,可以用作参考点。
解密程序与编码几乎相同;操作员将加密 - 解密旋钮设置为“解密”,并将键轮对准与编码中使用的相同的顺序。通过指示盘输入密文的第一个字母,操作电源手柄,推进钥匙轮并在纸带上打印解码后的字母。遇到字母“Z”时,凸轮会在消息中显示空格,从而用空格重新构造原始消息。通常可以由操作员基于上下文来解释缺少“Z”。
经验丰富的M-209操作员可能需要花费两到四秒的时间来加密或解密每个字母。
内部元素
在M-209的外壳内部,出现了更为复杂的画面。 六个钥匙轮各有一个小的可动销,与车轮上的每个字母对齐。 这些引脚可以分别位于左侧或右侧; 这些销的定位会影响机器的运行。 左侧位置无效,而右侧位置有效。
每个键轮包含不同数量的字母和相应不同数量的引脚。从左到右,车轮有:
26个字母,从A到Z;
除了W之外,从A到Z的25个字母;
除了W之外,从A到X的23个字母;
21个字母,从A到U;
19个字母,从A到S;17个字母,从A到Q.
选择这种差异是为了使车轮尺寸具有互质性;最终的结果是,每26×25×23×21×19×17 = 101,405,850个加密字母(也称为周期),车轮只能以相同的方式对齐。每个键轮与倾斜的金属导向臂相关联,该导向臂由“有效”位置中的任何销钉激活。每个键轮上的销的位置包括M-209的内部键控机构的第一部分。
在六排钥匙轮的后面是一个由27个水平杆组成的圆柱形鼓。每个鼓条都固定有两个可移动的凸耳;凸耳可以与六个钥匙轮中的任何一个对齐,或者可以放置在两个“中性”位置中的一个位置。有效的销钉使其导向臂向前倾斜,与滚筒接触。凸耳的定位包括内部键控机构的第二部分。由于设置内部键控机制的复杂性,它相对不经常改变;每天更换一次内部密钥在实践中很常见。
当操作员转动动力手柄时,圆柱形滚筒通过所有27个杆完成一次旋转。如果其中一个杆上的凸耳与有效钥匙轮的导向臂接触,则该杆向左滑动;中立位置的凸耳或不接触导向臂的凸耳不会影响杆的位置。向左滑动的所有杆都包括一个可变齿轮,它又可以移动要编码的字母;移位等于向左突出的条数。将得到的密文字母打印在纸带上。
旋转完成后,牵开器将突出的杆推回原位。一组中间齿轮使键轮前进一个位置,并且锁定臂锁定到鼓中以防止第二次编码,直到指示盘被调整为下一个字母。该系统允许每个加密字母的偏移量发生变化;没有这种设施,加密方案就像一个非常不安全的凯撒移位密码。