Интернет магазин китайских планшетных компьютеров

Компьютеры - M-209 - Внутренние элементы

Обзор

Внутри М-209 возникает гораздо более сложная картина. Каждой букве на каждом роторе соответствует подвижный штырь. Эти штыри могут быть в активном и неактивном положениях. Если они сдвинуты влево - то это активное положение, если вправо - то неактивное. Позицию подвижных штырей выставяет оператор.

Слева-направо:полоска с цифрами - указывает в какие положения можно выставлять насадки на спицы; барабан со спицами; промежуточная передача; роторы. Снизу видна полоска бумаги на которую печатается текст.

Извлечена промежуточная передача и роторы, видны управляющие рычаги.

Видно в каких положениях может находиться управляющий рычаг, в зависимости от того взаиможействует он с активными или не активными штырями.

Слева управляющий рычаг взаимодействует с активным штырём. Поэтому он не касается насадок на спицах. Справа управляющий рычаг не взаимодействует с активными штырями, поэтому когда вращается барабан, управляющий рычаг может взаимодействовать с насадками на спицах, тем самым сдыигая их.

Каждое роторное колесо содержит разное количество букв и соответсвенно разное количество штырей. Слева направо, роторы имёют:

• 26 букв, от A да Z
• 25 букв, от A до Z, кроме W
• 23 буквы, от A до X, кроме W
• 21 буква, от A до U
• 19 букв, от A до S
• 17 букв, от A до Q

Количества букв выбраны взаимно простыми чтобы увеличить период комбинаций для внешнего ключа. Этот период равен 26×25×23×21×19×17 = 101,405,850. Каждый ротор может взаимодествовать с управляющим рычагом посредством штырей. На каждый ротор приходится один управляющий рычаг, который может иметь два положение активное и не активное. Активное - когда он взаимодействует с активным штырём, не активное - с не активным штырём. Состояния штырей являются первой частью внутреннего ключа М-209.

За роторами расположен цилиндрический барабан с горизонтальными спицами в количестве 27 штук. На каждой спице закреплены по две насадки; каждая насадка может быть расположена в одном из восьми положений: шесть положений соответствуют кроторам и два положения - нейтральные. Штыри в эффективном состоянии заставляют соответствующий управляющий рычаг перейти в активное состояние и взаимодействовать со спицами на барабане. Положения насадок являются второй частью внутреннего ключа М-209. Устанавливать внутренний ключ - довольно сложно, поэтому это делалась относительно нечасто, обычной практикой было менять внутренний ключ раз в день.

Когда оператор поворачивает рукоятку, цилиндрический барабан делает полный оборот. Если насадка на какой либо спице касается управляющего рычага, то спица, на которую насажена эта насадка, сдвигается влево; насадки в нейтральных позициях никогда не взаимодействуют с управляющими рычагами. Спицы, которые были сдвинуты влево образуют образуют шестирёнку с переменным количеством зубьев. На бумажную ленту печатается буква, сдвинутая по алфавиту именно на это число зубьев.

После того как цилиндрический барабан совершил оборот рефрактор возвращает сдвинутые спицы обратно, а промежуточная передача поворачивает роторы на одну позицию; затем срабатывает блокирующая защёлка, которая не даёт вращать барабан до введения новой буквы.

В каждой итерации сдвиг буквы разный; без этого шифр бы напоминал шифр Цезаря.

Пример настройки М-209

Перед началом шифрования, оператор М-209 должен настроить машину. Настройка заключается в установлении положений штырей на всех шести роторах и в установлении позиций насадок на спицах; обычно эти настройки определялись секретными таблицами, которые давались отправителю и получателю. Начальное положение роторов выбиралось отправителем произвольно и передавалось получателю по секретному каналу связи.

Каждой букве на роторе соответствует штырь, который может быть выставлен в активное или неактивное положение. Таблица, описывающая состояния штырей, может выглядеть следующим образом:

Штыри, соответствующие буквам, которые приведены в таблице, выставляются в активное положение, остальные в неактивное.

Цилиндрический барабан имеет 27 спиц, на каждой спице имеется по две насадки. Эти насадки могут быть установлены в любое из восьми положений, 6 из которых соответствуют роторам и два нейтральные. Таблица содержащая информацию о положениях может выглядеть следующим образом:

На спице 1 нужно выставить насадки в положения "3" и "6", на спице 2 в положения "0" и "6" и так далее.

Наконец, внешний ключ устанавливается вращением роторов в определённую или произвольную последовательность букв. Для проверки того, что внутренний ключ был установлен правильно, оператор устанавливал роторы в положение "АААААА" и выполнял шифрование сообщения, состоящего только из букв "А", затем сравнивал полученную зашифрованную последовательность с уже имеющейся проверочной строкой. Для приведённой выше конфигурации внутреннего ключа проверочная строка выглядит следующим образом:

T N J U W A U Q T K C Z K N U T O T B C W A R M I O

Штыри на роторах вступают в игру, когда соответствующие им буквы проходят через нижнее положение во время вращения; в данном случае, для комбинации роторов "AAAAAA" это буквы "PONMLK", слева направо.

Пример шифрования

После того, как М-209 настроена как показано выше, машина готова к шифрованию. Продолжим пример шифрования проверочной строки. Первая буква из сообщения для шифрования - "А". Оператор устанавливает индикаторный диск в положение, соответствующее букве "А" и поворачивает рукоятку. Комбинация на роторах "AAAAAA", а противоположные им буквы "PONMLK"; из приведённых выше таблиц видно, что штыри около букв "O", "N", "M", "K" - в активном состоянии, а штыри около "P" и "L" - в неактивных состояниях. Следовательно управляющие рычаги с номерами 2, 3, 4 и 6 будут в активном состоянии. Во время вращения цилиндрического барабана, каждая спица с насадкой в одном из этих позиций будет сдвинута влево. Из таблицы для барабана видно, что сдвинутся влево спицы с номерами 1, 2, 3 и с 5 по 21. То есть всего 20 спиц. В шестерёнке с переменным количеством зубьев будет ровно 20 зубьев. В шифровании этой буквы будет использоваться сдвиг на 20 букв. M-209 использует частный случай шифра подстановки шифр Бьюфорта. Который сначала отображает алфавит на этот же алфавит, но записанный в обратном порядке:

Если сдвиг равен нулю, то "A" отображается в "Z", "B" в "Y", "C" в "X" и так далее. Если сдвиг не равен нулю, то сдвигаем букву влево на соответствующее число позиций. Сдвиг происходит циклически, то есть достигнув левого края мы переходим на правый. Зашифруем букву "P" со сдвигом 3. "P" отображается в "K", затем сдвигаем на 3 позиции влево, получаем "N". Продолжим наш пример с "A". "A" отображается в "Z" и затем сдвигается влево на 20 позиций. Получаем "T" что и видим в проверочной строке.