B-21 (máquina de cifrado)

El B-21 es una máquina de cifrado portátil utilizada para cifrar y descifrar mensajes secretos a nivel estratégico durante la Segunda Guerra Mundial.

Historia

En 1925, el Estado Mayor sueco compró varias copias de Enigma para su estudio. Boris Hagelin , al enterarse de esto por Emmanuel Nobel (en ese momento colaboraba activamente con el Estado Mayor), propuso desarrollar una máquina de cifrado que posiblemente superaría a Enigma. Se requería que la máquina de cifrado fuera del mismo tamaño que la Enigma y funcionara de manera similar. Nobel asignó seis meses y 500 coronas para el desarrollo de una nueva máquina. Hagelin en ese momento tenía 10 años de experiencia en desarrollo en AB Cryptograph. La base para el desarrollo del B-21 fue la máquina Electrocrypto B-18, creada por Arvid Damm , el fundador de AB Cryptograph. [1] [2]

Descripción

Dispositivo externo

A primera vista, el B-21 se parece a la máquina de cifrado alemana Enigma : tiene un cuerpo compacto, un teclado, funciona con una batería y utiliza un panel de lámparas para la salida. En modificaciones posteriores

Cómo funciona

La máquina tiene dos paneles de conexión (matrices) de 5x5 de tamaño (se discutirán más adelante). Con su ayuda, puede cifrar/descifrar 25 caracteres. En diferentes versiones de la máquina de escribir (por ejemplo, para el ejército francés), se omitió una de las letras raras K, J, W o Z. Los caracteres del alfabeto están en el diseño QWERTY latino más popular, con la excepción de los caracteres que no se usan en encriptación

El primer panel de conexión es una red de contactos eléctricos debajo del teclado. Cuando se presiona el botón, se cierran 2 circuitos eléctricos, indicando respectivamente la fila y la columna de la letra en la matriz, y la información se transmite a 2 canales separados. Cada uno de los valores recibidos (línea/columna) se codifica por separado, es decir, se transmite a las ruedas de pines, que a su vez controlan el movimiento de los rotores. Después de la rotación de los rotores, las señales se alimentan al segundo panel de conexión (matriz) de la misma dimensión (5 x 5) y al dispositivo, del cual se obtiene el valor de las coordenadas de fila y columna para mostrar las lámparas en el junta. La estructura de matriz de la placa de luces y el teclado es idéntica (QERTY).

La red de contactos eléctricos debajo de ella forma circuitos eléctricos. Debajo del teclado hay 4 molinetes y dos rotores (Half-rotor). El rotor izquierdo está controlado por dos ruedas de pines izquierdos, con 23 y 21 pines, la derecha, con ruedas de 19 y 17. Los rotores pueden moverse (y generar nuevas permutaciones, respectivamente) en cada letra cifrada. En este caso, el rotor se mueve si el contacto de control 1 de las 2 ruedas de pines que lo controlan está activo (hay una función O entre los dos pines de las dos ruedas, respectivamente, el rotor se mueve 1 paso si el resultado es 1). La principal diferencia con la Enigma es que el paso de desplazamiento de las ruedas de clavijas (es decir, de codificación) no es regular, lo que hace que el funcionamiento de la máquina sea mucho menos predecible, mientras que la mayoría de las variantes de la máquina de escribir alemana se distinguían por un paso regular.

Teclas

Para el cifrado y descifrado exitoso de mensajes secretos, las partes receptoras y transmisoras acuerdan de antemano las claves del mensaje.

La clave básica depende de la conexión de los contactos en los rotores y la estructura de los circuitos eléctricos debajo del teclado.

La llave interna depende de la posición de las ruedas de 4 pines entre sí (las ruedas se asientan en un eje, los rotores en el otro, se sueltan con la ayuda de un mango excéntrico y pueden cambiar de posición en el eje) y el cableado Circuito de placa desde las ruedas hasta el panel de salida (con lámparas).

La clave externa consiste en la posición inicial de los rotores - las letras 'A' a 'K' (ABCDEFGHIK) y las ruedas

Ejemplo de trabajo

Clave básica

Matriz de conmutación (5x5): LNRST (consonantes) (v) 0 1 2 3 4 A0 LMYFX E1 OJBRS Yo 2 PUGCW O 3 KNTDQ U 4 IHVEA Paneles de conexión: AEIOU y LNRST Rotores: Rotor izquierdo: Rotor derecho: 01243 23104 B32410 B34201 C 12304 C 12043 D43021 D23140 E 23410 E 01432 F 04132 F 12034 G 34021 G 40321 H 10243 H 01423 40132 34210 K 21304 K 40312

Clave interna

Paneles de conexión: OIAUE:LRNTS (32041:02143) Rueda 23: _B_D_F_H_K___OP___T_V__ Rueda 21: A_C_E__HIK_M___QR__U_ Rueda 19: _B_D___H_K_MN__Q__T Rueda 17: _BC__F__I_L_N_P__ ADVERTENCIA: GFHG será efectivo con la configuración de molinete AAAA obvia. Nota: la posición de las ruedas y los rotores se ajusta antes de la operación de cifrado.

Clave externa: AAAAAA (pines seleccionados: GFHG)

Texto original : LA PRISA HACE DESPERDICIO Texto cifrado: QBVPD TUBAD VAPUT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 14 H :H 1 G 0 I 0 H 0 : BA ! UN-AS-OT: Q A :I 0 H 1 K 1 I 1 : CB ! UT-UN-ER : B S :K 1 I 1 L 0 K 0 : DB ! ET-EN-UR : V T :L 0 K 1 M 1 L 1 : EC ! O - EL - IL : P E :M 0 L 0 N 1 M 0 : ED ! US-AT-OS: D M :N 0 M 1 O 0 N 1 : FE ! AN-AN-O: T A :O 1 N 0 P 0 O 0 : GE ! UT - ER - EN : U K :P 1 O 0 Q 1 P 1 : HF ! OL-UN-ER : B E :Q 0 P 0 R 0 Q 0 : HF ! US-OS-UT: A S : R 0 Q 1 S 0 R 0 : SI ! ET-EN-OS :D W :S 0 R 1 T 1 A 0 : KG ! TI-EN-UR : V A :T 1 S 0 A 0 B 1 : ¡AH! UT-OS-UT : A S : U 0 T 0 B 1 C 1 : AI ! ET - EL - IL : P T :V 1 U 1 C 0 D 0 : BI ! O - ER - EN : U E :X 0 V 0 D 1 E 0 : BK ! EE. UU. - AN - OR : T Nota: clave externa después del cifrado: BK QQQQ (pines activos: XVDE)

Descripción de las columnas de la siguiente tabla:

  1. Letra de entrada (cifrada o descifrada)
  2. Pasador de rueda actual con 23 pines [1 = activo, 0 = inactivo]
  3. Pasador de rueda actual 21
  4. Pasador de rueda actual 19
  5. Pasador de rueda actual 17
  6. Posición del primer rotor
  7. Posición del segundo rotor
  8. Coordenada de cadena (en modo de cifrado)
  9. Coordenada de columna
  10. Cifrado del componente de cadena por el primer rotor (en modo de cifrado)
  11. Cifrado del componente de la columna por el segundo rotor
  12. Componente de cuerda después de pasar el clavijero
  13. Componente de columna después de pasar el panel de conexiones
  14. Carta de salida (cifrada o descifrada)

Modificaciones

B-211

B-211: una modificación desarrollada por orden del ejército francés. A diferencia del padre B-21, tenía, de acuerdo con los requisitos de los franceses, una impresora incorporada y una batería: era completamente autónomo. Además, la diferencia era que el operador podía trabajar no solo con letras, sino también con algunos símbolos, por ejemplo, -, +,%.

El B-211 tenía dos versiones: M1 (tiene 2 rotores, como el B-21) y M2 (tiene 4 rotores, a diferencia del B-21). El primer lote de 500 máquinas de escribir fue producido por Ericsson en 1939.

Un mayor desarrollo del diseño condujo a la creación del S-35/36.

Cristal K-37

Hagelin se vio obligado a transferir la documentación del B-21 a la URSS por parte del ejército sueco. Pero al mismo tiempo, el K-37 no es una copia exacta, en particular, se usa un teclado de 6 x 5.

Criptoanálisis B-21

Arn Beurling, de la oficina de cifrado sueca, descifró el algoritmo en menos de 24 horas en 1931 [3] : era lo suficientemente bueno para su época y fue la primera máquina comercialmente exitosa de Hagelin.

Datos interesantes

La patente original describe una máquina que tiene una matriz de conmutación de 4x5, pero la máquina en realidad tiene una matriz de 5x5, [4] que permite usar 25 letras en el teclado.

Notas

  1. Boris Hagelin. Memorias de Boris Hagelin (alemán). — Crypto Hauszeitung Nr. 11, Crypto AG, septiembre de 1992.
  2. Boris Hagelin. La historia de HAGELIN-CRYPTOS. - Zug: CRYPTO AG, 1981. - Pág. 17.
  3. Bengt Beckman. Arne Beurling y el programa criptográfico sueco durante la Segunda Guerra Mundial. - American Methematical Society (traducción al inglés), 2002. - 31-32 p. — ISBN 0-8218-2889-4 .
  4. Patente alemana DE430599. - Estocolmo: Aktiebolaget Cryptograph, 24 de julio de 1925.