M-94 (máquina de cifrado)

El M-94 era un dispositivo criptográfico utilizado por el Ejército de los Estados Unidos , que consistía en varios discos con letras dispuestos en forma de cilindro . También fue empleado por la Armada de los Estados Unidos , bajo el nombre CSP 488 .

El dispositivo fue concebido por el coronel Parker Hitt y posteriormente desarrollado por el mayor Joseph Mauborgne en 1917; basado en un sistema inventado por Thomas Jefferson y Etienne Bazeries . Adoptado oficialmente en 1922, permaneció en uso hasta aproximadamente 1942, cuando fue reemplazado por máquinas de rotor electromecánicas más complejas y seguras , en particular la M-209 . ^{[ 1 ]}

El dispositivo consistía en 25 discos de aluminio unidos a una varilla de cuatro pulgadas y media de largo, cada disco contenía las 26 letras del alfabeto romano en orden aleatorio alrededor de su circunferencia (con la excepción del disco 17, que comenzaba con las letras "ARMY OF THE US"). Cada rueda tenía una disposición diferente del alfabeto y estaba estampada con un número y una letra de identificación; las ruedas se identificaban según la letra que seguía a la "A" en esa rueda, desde "B 1" hasta "Z 25". Las ruedas podían ensamblarse en la varilla en cualquier orden; el orden utilizado durante la codificación constituía la clave . Había 25! (25 factorial ) = 15.511.210.043.330.985.984.000.000 (más de 15 septillones) de claves posibles, que pueden expresarse como un tamaño de clave de aproximadamente 84 bits .

Los mensajes se cifraban de 25 en 25 letras. Al girar los discos individualmente, el operador alineaba las letras del mensaje horizontalmente. Luego, cualquiera de las líneas restantes alrededor de la circunferencia del cilindro se enviaba como texto cifrado . Para descifrarlo, se giraban los discos hasta que una línea coincidía con un bloque de 25 letras del texto cifrado. El texto original aparecía entonces en una de las otras líneas, que se podía localizar fácilmente a simple vista, ya que era la única que probablemente se podía leer.

El principio en el que se basa el M-94/CSP-488 fue inventado por primera vez por Thomas Jefferson en 1795 en su "cifrado de rueda" , pero no llegó a ser muy conocido, y fue inventado de forma independiente por Etienne Bazeries un siglo después.

Siguiendo el mismo principio general, la máquina de cifrado de tiras M-138-A, utilizada por el Ejército, la Armada (como CSP-845), la Guardia Costera y el Departamento de Estado de EE. UU. durante la Segunda Guerra Mundial, contaba con cientos de tiras planas de cartón. Cada tira contenía un alfabeto desordenado, repetido dos veces, que podía deslizarse hacia adelante y hacia atrás en un marco; se seleccionaban 30 para cada sesión de cifrado. El cifrado de tiras podía interactuar con el M-94 si se proporcionaban las tiras adecuadas.

El diseño original utilizaba una base de aluminio. William F. Friedman describe el problema de su fabricación y cómo se superó:

Pronto se hizo evidente para los criptólogos del Ejército y la Armada que se obtendría un gran aumento en la criptoseguridad si los alfabetos del dispositivo M-94 se pudieran hacer variantes en lugar de invariantes. Se iniciaron esfuerzos en ambos servicios para desarrollar un instrumento práctico basado en este principio. No me detendré a mostrar todos estos desarrollos, sino solo la forma final del adoptado por el Ejército, el Dispositivo de Cifrado de Tiras Tipo M-138-A. Esta forma utilizaba una base de aluminio en la que se cortaban canales con bordes salientes para sujetar tiras de cartón con alfabetos que podían deslizarse fácilmente dentro de los canales. Puede que le interese saber que, después de que yo desistiera de mis intentos de encontrar una empresa que fabricara tales dispositivos ranurados de aluminio en cantidad, la Sra. Friedman , mediante artimañas y halagos femeninos en nombre de su propio grupo en la Guardia Costera de los Estados Unidos, logró inducir o persuadir a una empresa para que los fabricara para ella. Y así fue como surgieron los primeros modelos de dispositivos de cifrado de tiras hechos de aluminio mediante el proceso de extrusión, y cómo el Ejército de los Estados Unidos, Mediante la cooperación administrativa a nivel interinstitucional y la cooperación técnica a nivel militar, se consideró práctico desarrollar y producir en cantidad su Dispositivo de Cifrado por Banda, Tipo M-138-A. Este fue utilizado desde 1935 hasta 1941 o 1942 por el Ejército, la Armada, el Cuerpo de Marines, la Guardia Costera, etc., incluyendo los Departamentos del Tesoro y de Estado. Se utilizó como sistema de respaldo incluso después de que las Fuerzas Armadas, así como el Departamento de Estado, comenzaran a emplear máquinas de cifrado mucho mejores y más sofisticadas, de alta velocidad y seguridad. ^{[ 2 ] : p.148}

Otro problema fue la escasez de aluminio al comienzo de la guerra, por lo que se intentó fabricar las bases de los cifrados de tiras con plástico o caoba, con escaso éxito. Afortunadamente, el aluminio volvió a estar disponible para este uso en el otoño de 1943. ^{[ 3 ]}

Además de las fuerzas armadas, el Departamento de Estado y muchas otras agencias civiles (como la OSS ) lo utilizaban para los mensajes más importantes, y a pesar de ser un método poderoso en teoría, cometieron muchos errores, por lo que el sistema se vio comprometido, permitiendo que varios países del Eje lo descifraran.

Como la mayoría de los cifrados clásicos , los cifrados de tira se pueden descifrar fácilmente si hay suficiente texto cifrado interceptado. Sin embargo, esto requiere tiempo y habilidades especializadas, por lo que el M-94 seguía siendo suficientemente bueno durante los primeros años de la Segunda Guerra Mundial para su uso previsto como "cifrado táctico"; de forma similar a los más modernos DRYAD y BATCO . El M-138-A era más robusto porque se podían emitir periódicamente hojas con nuevos alfabetos, incluso por radio utilizando sistemas más seguros como SIGABA ; sin embargo, esto no se practicó hasta que Estados Unidos descubrió que sus tiras estaban comprometidas a principios de 1943. Ambos fueron reemplazados por la máquina de rotor mecánico M-209 cuando esta estuvo disponible. ^{[ 2 ] [ 1 ]}

El principal método de criptoanálisis M-138-A practicado por el Eje, además de la captura física de los sistemas, consistía en explotar su vulnerabilidad al ataque de texto plano conocido (por ejemplo, cuando el mismo texto se publicaba en comunicados de prensa), así como la imposibilidad de las embajadas de obtener claves y tiras actualizadas. ^{[ 4 ]}

• Disco de Jefferson

• DESCRIPCIÓN DE CSP-488, también conocido como M-94. Archivado el 3 de diciembre de 2010 en Wayback Machine.
• Página de Jerry Proc sobre el M-94
• Imágenes del M-94 archivadas el 24/12/2017 en Wayback Machine.
• Instrucciones para el dispositivo de cifrado cilíndrico, Armada de los Estados Unidos, 1926