Máquina de cifrado tipo A

En la historia de la criptografía , la 91-shiki ōbun injiki (九一式欧文印字機; "Máquina de escribir del sistema 91 para caracteres europeos") o Angōki Taipu-A (暗号機 タイプA ; Máquina de cifrado tipo A ) , con nombre en clave Rojo por Estados Unidos, fue una máquina criptográfica diplomática utilizada por el Ministerio de Asuntos Exteriores japonés antes y durante la Segunda Guerra Mundial . Un dispositivo relativamente simple, fue rápidamente descifrado por criptógrafos occidentales. El cifrado Rojo fue sucedido por la máquina tipo B "Púrpura" (九七式印字機, 97-shiki ōbun injiki ; "Máquina de escribir del sistema 97 para caracteres europeos") , que utilizaba algunos de los mismos principios. El uso paralelo de ambos sistemas ayudó a descifrar el sistema Púrpura.

El cifrado rojo no debe confundirse con el código naval rojo , utilizado por la Armada Imperial Japonesa entre las guerras. Este último era un sistema de códigos , no un cifrado.

La máquina Roja cifraba y descifraba textos escritos en caracteres latinos (solo alfabéticos) para su transmisión a través de los servicios de cable. Según las regulaciones de la Unión Telegráfica Internacional de la época, las palabras pronunciables en los telegramas se cobraban a una tarifa menor que los grupos de código impronunciables; ^{[ 1 ] : 842–849} por lo tanto, la máquina producía el código telegráfico cifrando las vocales por separado de las consonantes , de modo que el texto permanecía como una serie de sílabas. ^{[ 2 ] [ 3 ]} (La letra "Y" se trataba como una vocal). El efecto "seis y veinte" (como lo denominaban los analistas estadounidenses) era una debilidad importante que los japoneses continuaron en el sistema Púrpura.

El cifrado se realizaba mediante un único semirrotor; los contactos de entrada se establecían mediante anillos colectores , cada uno de los cuales se conectaba a un único contacto de salida del rotor. ^{[ 4 ]} Dado que tanto las vocales como las consonantes pasaban por el mismo rotor, este tenía sesenta contactos (el mínimo común múltiplo de seis y veinte); el cableado garantizaba que ambos grupos permanecieran separados. Los anillos colectores se conectaban al teclado de entrada mediante un panel de conexiones ; este también estaba organizado para mantener separadas las vocales y las consonantes. ^{[ 4 ]}

El rotor giraba al menos un paso después de cada letra. La cantidad de rotación se controlaba mediante la rueda de freno, que estaba conectada al rotor y tenía hasta cuarenta y siete pasadores. Hasta once de estos pasadores (en un conjunto predeterminado de posiciones) eran extraíbles; en la práctica, se extraían entre cuatro y seis pasadores. La rotación de la rueda se detenía al llegar al siguiente pasador; por lo tanto, si se extraía el siguiente pasador, el rotor avanzaba dos posiciones en lugar de una. ^{[ 2 ]} El patrón irregular de rotación producía un cifrado Alberti . ^{[ 4 ]}

La vulnerabilidad de los sistemas de cifrado japoneses se hizo pública en 1931 cuando Herbert Yardley publicó *The American Black Chamber* , un relato popular de sus actividades de descifrado de códigos para el gobierno estadounidense, en el que analizaba el descifrado de códigos japoneses y su uso durante la Conferencia Naval de Washington . Estas revelaciones impulsaron a los japoneses a investigar los cifrados mecánicos. ^{[ 5 ]}

El sistema se introdujo en 1930-1931 (el 91 en la designación se refiere al año imperial japonés 2591), ^{[ 6 ]} utilizando una versión de ingeniería inversa de una máquina suministrada por la empresa de Boris Hagelin . ^{[ 7 ]} Los sistemas más sofisticados de Hagelin eran máquinas de rotor similares a las utilizadas en la Segunda Guerra Mundial , pero como no confiaba en que los japoneses respetaran sus patentes , envió en su lugar un dispositivo más primitivo diseñado por Arvid Damm . ^{[ 7 ]} Fue esta máquina la que los japoneses utilizaron como base para su diseño; sin embargo, el cifrado separado de las vocales fue una contribución exclusivamente japonesa. ^{[ 7 ]}

El código fue descifrado con éxito por tres grupos que trabajaban de forma independiente. La solución británica llegó primero, con Hugh Foss y Oliver Strachey descifrando el código en 1934, y el taller de Harold Kenworthy produjo una réplica, la "máquina J", un año después. ^{[ 4 ] [ 6 ]} Los intentos estadounidenses de descifrar el sistema esperaron hasta 1935. En el grupo SIS del Ejército , el sistema fue descifrado por Frank Rowlett y Solomon Kullback ; para la marina, generalmente se le atribuye a Agnes Driscoll . (Ella en realidad resolvió el cifrado Orange (o M-1) utilizado por los agregados navales, pero resultó que los dos sistemas eran esencialmente el mismo). Los estadounidenses también construyeron una máquina réplica para acelerar las soluciones; esta máquina tenía dos semirrotores para resolver las vocales y las consonantes por separado. ^{[ 2 ]} El grupo SIS originalmente se refería a ella simplemente como la "máquina de código japonesa", pero decidió que un término tan descriptivo era un riesgo de seguridad; Como fue el primer cifrado de máquina japonés resuelto, decidieron comenzar desde el principio del espectro y lo llamaron "RED". ^{[ 8 ]}

La máquina PURPLE comenzó a reemplazar el sistema RED en 1938, pero las instalaciones iniciales se realizaron en puestos importantes; las embajadas y consulados menos importantes continuaron utilizando el sistema antiguo. ^{[ 5 ]} Esta fue una de las muchas deficiencias en el uso japonés del cifrado que contribuyeron a que el sistema PURPLE fuera vulnerable al descifrado, ya que ahora había cierto tráfico idéntico en ambos sistemas, lo que permitía el plagio . ^{[ 5 ] [ 9 ]} Una deficiencia mucho más grave fue que la máquina PURPLE mantuvo la división "seis/veinte", a pesar de que las máquinas RED habían sido modificadas para permitir el uso de cualquier conjunto de seis letras para el cifrado de vocales. Después de dieciocho meses de trabajo, el dispositivo PURPLE fue descifrado y produjo inteligencia importante hasta el final de la guerra.

Los resultados de las interceptaciones de inteligencia de RED no fueron tan espectaculares, pero se obtuvo información importante. Por ejemplo, los criptoanalistas estadounidenses pudieron proporcionar detalles del Pacto Tripartito entre las potencias del Eje. ^{[ 5 ] [ 10 ]} También se descifraron los informes de las pruebas de mar del acorazado Nagato , lo que condujo a cambios importantes en el USS North Carolina (BB-55) , que entonces se estaba diseñando, para igualar el rendimiento del buque japonés. ^{[ 3 ]}

• El capítulo 7 de Computer Security and Cryptography (Konheim, Alan G., Wiley-Interscience, 2007, págs.  191-211) contiene un análisis exhaustivo del cifrado RED.