Purple: японский шифр во Второй Мировой войне

  • 07 мая 2014 г.
  • 1532 Слова
Реферат на тему “Purple: японский шифр во Второй Мировой войне”
подготовил студент IV-го курса Иванов Иван Иванович

Японская «Purple», которую сами японцы называли ее «Алфавитная печатная машина типа 97» («Purple» - кодовое название, данное ей американскими криптографами, под этим названием она известна за пределами Японии). «Purple» заменила применявшуюся ранее машину «Red» (японскоеназвание «Печатная машина типа 91»). «Red» использовалась в основном в ВМФ и Министерстве иностранных дел и не была достаточно надежна. Её контакты было необходимо ежедневно чистить иначе машина могла сломаться. Также «Red» шифровала отдельно гласные и согласные, что являлось очень серьезным недостатком и делало ее шифр уязвимым.
В 1937 году было завершено создание «Purple» которая была призвана заменить «Red».«Purple» была надежнее в техническом плане и, благодаря использованию шагового искателя, более взломоустойчива. Но она унаследовала от своего предшественника главный недостаток - раздельное шифрование гласных и согласных. Это оказалось роковой ошибкой. Командование японского ВМФ, для которого предназначалась «Purple», не знало, что шифр «Red» уже был взломан американскими криптографами. Из-засхожести шифра «Purple» с шифром взломанного «Red» США удалось в короткие сроки раскрыть и его.
При этом взлом шифра прошел незаметно для японского командования, которое в течение всей войны считало свой шифр хорошо защищенным. В результате силам антигитлеровской коалиции удалось расшифровать множество сообщений. В частности, они смогли получить колоссальный объем информации о подготовке немцев квысадке в Нормандии, которую отправлял в Токио посол Японии. Уже после войны японцы во время заседаний Конгресса впервые осознали, что шифр «Purple» был взломан и их сообщения читались союзниками.
Роторные машины
В 20-х годах XX века были изобретены электромеханические устройства шифрования, автоматизирующие процесс шифрования. Принцип работы таких машин основан на многоалфавитной замене символов исходноготекста по длинному ключу согласно версии шифра Вижинера. Большинство из них - американская машина SIGABA (М-134), английская TYPEX, немецкая ENIGMA, японская PURPLE были роторными машинами.
Главной деталью роторной машины является ротор (или колесо) с проволочными перемычками внутри. Ротор имеет форму диска (размером с хоккейную шайбу). На каждой стороне диска расположены равномерно по окружностиm электрических контактов, где m - число знаков алфавита (в случае латинского алфавита m = 26). Каждый контакт на передней стороне диска соединен с одним из контактов на задней стороне, как показано на рис.1. В результате электрический сигнал, представляющий знак, будет переставлен в соответствии с тем, как он проходит через ротор от передней стороны к задней. Например, ротор можнозакоммутировать проволочными перемычками для подстановки G вместо A, U вместо В, L вместо С и т.д.


Рис. 1. Банк роторов

При повороте ротора из одного положения в другое подстановка, которую он осуществляет в приходящем сигнале, будет изменяться. В общем случае эту подстановку можно записать в виде

T = C j p C -j, (1)

где p - подстановка, реализуемая ротором в его начальном положении;
С - циклическийсдвиг на одну позицию;
C j - циклический сдвиг на j позиций.
Например, если начальная подстановка ротора p(А) = G и ротор сдвигается на три позиции (j = 3) (рис.2), то открытый текст D будет против того контакта ротора, который используется

Рис. 2. Схема формирования подстановки при сдвиге ротора (j =3)

для представления открытого текста А, а шифрованный текст J окажется против тогоконтакта ротора, который используется для представления шифрованного текста G , и результирующая подстановка Т(D) = G при j = 3. Алгебраически это записывается в виде
Т (D) = С3pС-3 (D) = С3 p (А) = С3 (G) = J. (2)
Роторы можно объединить в банк роторов таким образом, чтобы выходные контакты одного ротора касались входных контактов следующего ротора. При...
tracking img