3818437806

Szyfry Maszynowe

Maszyny rotorowe

Dotychczas podane przykłady sugerują, że w wyniku przeprowadzenia wielu etapów szyfrowania można otrzymać algorytm znacznie trudniejszy do złamania. Jest tak zarówno w przypadku szyfrów podstawieniowych, jak i transpozycyjnych (przestawieniowych). Przed wprowadzeniem DES, najważniejszym zastosowaniem zasady wielu etapów szyfrowania była grupa była grupa systemów zwanych rotorami. Maszynowe systemy rotorowe stosowane były w okresie II-wojny światowej przez Niemcy (ENIGMA) oraz Japonię (PURPLE) i bezpośrednio po niej przez państwa koalicji.

Podstawową zasadę działania maszyny rotorowej pokazano na rys.l. Maszyna składa się z zestawu niezależnie obracających się cylindrów, przez które mogą przepływać impulsy elektryczne. Każdy cylinder jest wyposażony w 26 styków wejściowych i 26 wyjściowych oraz wewnętrzne przewody łączące każdy styk wejściowy z odpowiadającym mu wyjściowym. Dla uproszczenia pokazano tylko po trzy połączenia w każdym cylindrze. Należy zwrócić uwagę, że zastosowane cylindry są prostymi realizacjami kodów przestawieniowych. Aby proces deszyfrowania był procesem odwrotnym do procesu szyfrowania walce zastosowane w części nadawczej muszą być identyczne jak walce w części odbiorczej. Kluczem jest identyczne ustawienie początkowe walców w maszynach.

Kierunek mchu

B

Kierunek ruchu

A

—►a	24-		21
—►B	25-		03
—►C	26—		15
D	01		01
E	02		19
F	03		10
G	04		14
H	05 ^L		-26
I	06		20
J	07		08
K	08		16
L	09		07
M	10		22
N	11		04
O	12		11
P	13		05
Q	14		17
R	15		09
S	16		12
T	17		23
U	18		15
V	19		02
w	20		L-25
X	21	06
Y	22	24
Z	23	13

Wolny

rotor

i

26			20		01			08
01			01		02			-18
02			06		03			26
03			04		04			17
04			15		05			-20
05			03		06			22
06			14		07			10
^07-			12		08			03
08			23		09			-13
09			05		10			11
10			16		11			04
11			02		12			23
12			-22		13-			05
13			19		14			24
14			11		15			09
15			18		16			12
16			25		17			25
17					1Q_			i r
18			13		19			19
19			^L07		20—			06
20		10			21			15
21		08			22			21
22—		21			23			02
23			09		24			07
24-			26		25			01
25			17		26			14

Średni    Szybki

rotor    rotor

A

B—►

C D

E—► F G H

J K L M N O P Q R S T U

V

w

X

Y Z

i

—►A	^24—			21
—►B	25-		03
—*C	26-			15
D	01			01
E	02			19
F	03			10
G	04			14
H	05
1	06		20
J	07		08
K	08		16
L	09		07
M	10		22
N	11		04
O	12		11
P	13		05
Q	14		17
R	15		09
S	16		12
T	17		23
U	18		15
V	19		02
W	20		—25
X	21			06
Y	22			—24
Z	23			13

W/olny

rotor

±

26		20
01		01
02		06
03		04
04		15
05		03
06		14
07-		12
08		23
09		05
10		16
11		02
12		—22
13		19
14		11
15		18
16		25
17			i-24
18			13
19			■07
20			10
21			08
22-			21
23			09
24-			26
25		17

Średni

26

01

02

03

04

05

06

07

08

09

10 11 12-

13

14

15

16 17-18 19-20 21 22

23

24

25

14 08 18 26

rl7

20

22

10

03 13 11

04

23

05

24 09

-12

25 16

-L9

06

15 21 02 07 01

A

B

C

D

E—►

F

G

H

I

J

K

L

M

N

O

P

o—>

R

S

U

V W X

Y Z

rotor

Szybki

rotor

Rys. 1. Maszyna trójrotorowa z połączeniami w postaci ponumerowanych zacisków

Jeśli przypiszemy każdemu stykowi wejściowemu i każdemu wyjściowemu literę alfabetu, pojedynczy cylinder definiuje podstawienie jednoalfabetowe. Na przykład, jeśli na naszym schemacie