Jon D. Paul u rrit në Nju Jork, Ai gjithmonë donte të bëhej spiunPor kur u diplomua nga kolegji në janar të vitit 1968, Lufta e Ftohtë dhe Lufta e Vietnamit ishin në kulmin e tyre, dhe spiunazhi dukej si një zgjedhje karriere e rrezikshme për të. Kështu që ai u bë inxhinier elektrik dhe punoi në analizues të spektrit në kohë reale për një kontraktor të mbrojtjes amerikane.
Në vitin 1976, Jon D. Paul, gjatë një vizite në Muzeun e Ushtrisë Polake në Varshavë, Ai pa një Enigma, makinën e famshme gjermane të enkriptimit nga Lufta e Dytë Botërore.Ai ishte i magjepsur… Disa vite më vonë, ai pati fatin të vizitonte selinë gjigante të kompanisë së makinerive të enkriptimit Crypto AG (CAG) në Steinhausen të Zvicrës, ku u miqësua me një kriptograf të nivelit të lartë. Ky mik i tregoi një “histori të brendshme” të kompanisë, të shkruar nga themeluesi i saj. Boris HagelinPërmendte një makinë shifrimi nga viti 1963, HX-63.
Ashtu si Enigma, HX-63 ishte një sistem shifrimi elektromekanik i njohur si makinë me rotor. Ishte e vetmja makinë me rotor elektromekanik e ndërtuar nga CAG. dhe ishte shumë më e përparuar dhe më e sigurt se edhe makinat e famshme Enigma.Në fakt, ishte padyshim makina me rotor më e sigurt e ndërtuar ndonjëherë. Joni mezi priste ta merrte në dorë një të tillë, por dyshonte nëse do ta bënte ndonjëherë.
Origjina mekanike e makinave të enkriptimit
Le të kthehemi shpejt në vitin 2010Jon D. Paul e gjeti veten në një bodrum të ndyrë të katit të tretë të një baze komunikimi ushtarak francez, i shoqëruar nga gjeneralë me dy yje dhe oficerë komunikimi. Ai hyri në një dhomë të sigurt të mbushur me radio të vjetra ushtarake dhe makina kriptimi. Ja ku është! Ai habitet kur sheh një Crypto AG HX-63., i panjohur për dekada të tëra dhe i lënë në një raft me pluhur e me ndriçim të zbehtë.
Hiqeni me kujdes makinën nga 16 kilogramë (35 paund)Ka një bosht në anën e djathtë, i cili lejon Makina funksionon pa lidhje me rrjetin elektrikDuke e rrotulluar me kujdes gjatë shkrimit në tastierën mekanike, nëntë rotorët përparojnë dhe rrotat e shtypura me reliev godasin butësisht një shirit letre. Në këtë moment, Joni vendos të bëjë gjithçka që mundet për të gjetur një HX-63 që mund ta rikthejë në gjendje pune.
Nëse nuk keni dëgjuar kurrë për HX-63 deri më tani, mos u shqetësoni, shumica e kriptografëve profesionistë nuk kanë dëgjuar kurrë për të.
Kjo makinë enkriptimi ishte aq e sigurt sa shpikja e saj shkaktoi alarm. William Friedman, një nga kriptoanalistët më të mirë në histori i cili ishte gjithashtu, në fillim të viteve 1950, kriptologu i parë kryesor i Agjencisë së Sigurisë Kombëtare të Shteteve të Bashkuara (NSA).
Pasi lexova një patentë të vitit 1957 nga Hagelin (të cilën do ta diskutojmë më vonë), Friedman e kuptoi se HX-63, atëherë në fazën e zhvillimit, ishte, gjithsesi, më i sigurt se KL-7 i vetë NSA-së, të konsideruara të padeshifrueshme në atë kohë. Gjatë Luftës së Ftohtë, NSA ndërtoi mijëra KL-7, të cilat u përdorën nga të gjitha agjencitë ushtarake, diplomatike dhe të inteligjencës amerikane nga viti 1952 deri në vitin 1968.
Arsyet e Friedmanit për ankthin janë mjaft të lehta për t’u kuptuar. HX-63 kishte afërsisht 106.00 kombinime të mundshme tastesh.Në terma modernë, kjo përbën një Çelës binar 2.000-bitëshPër krahasim, Standardi i Avancuar i Enkriptimit, i cili përdoret sot për të mbrojtur informacionin e ndjeshëm në qeveri, banka dhe shumë sektorë të tjerë, Zakonisht përdor një çelës 128 ose 256 bit.
Po aq shqetësuese ishte edhe ajo CAG ishte një kompani private zvicerane të cilat ia shiste çdo qeverie, kompanie apo individi. Në NSA, puna e Friedmanit ishte të sigurohej që qeveria e Shtetet e Bashkuara do të kishin qasje në komunikimet e ndjeshme dhe të koduara të të gjitha qeverive dhe kërcënimeve në botë.Por trafiku i enkriptuar nga HX-63 do të ishte i padeshifrueshëm.
Friedman dhe Hagelin ishin miq të mirëGjatë Luftës së Dytë Botërore, Friedman e kishte ndihmuar Hagelin të bëhej shumë i pasur duke sugjeruar ndryshime në njërën nga makinat e kriptimit të Hagelin, të cilat i hapën rrugën Ushtrisë Amerikane për të licencuar patentat e Hagelin.
Makina që rezultoi, M-209-BU bë një motor pune gjatë luftës, me rreth 140.000 njësi të prodhuara. Gjatë viteve 1950, marrëdhënia e ngushtë midis Friedman dhe Hagelin çoi në një seri marrëveshjesh të njohura kolektivisht si "marrëveshja e zotërinjve" midis inteligjencës amerikane dhe kompanisë zvicerane. Hagelin pranoi të mos i shiste makinat e saj më të sigurta vendeve të specifikuara nga inteligjenca amerikane., i cili gjithashtu fitoi akses sekret në makinat, skicat, të dhënat e shitjeve dhe të dhëna të tjera të kompanisë CAG.
Evolucioni drejt makinave elektronike të enkriptimit
Por në vitin 1963CAG filloi të nxirrte në treg HX-63 dhe Friedman u alarmua edhe më shumë. Ai e bindi Hagelin të mos e prodhonte pajisjen e re., pavarësisht faktit se projektimi i makinës kishte zgjatur më shumë se një dekadë dhe ishin ndërtuar vetëm rreth 15 të tilla, shumica e tyre për ushtrinë franceze.
Megjithatë, viti 1963 ishte një vit interesant për kriptografiaEnkriptimi i makinerive po i afrohej një udhëkryqi; po bëhej e qartë se E ardhmja i përkiste enkriptimit elektronikEdhe një makinë me rotor të madh si HX-63 së shpejti do të bëhej e vjetëruar.
Kjo përbënte një sfidë për CAG-un, i cili nuk kishte ndërtuar kurrë një makinë enkriptimi elektronik. Ndoshta pjesërisht për këtë arsye, Në vitin 1966, marrëdhënia midis CAG, NSA dhe CIA kaloi në një nivel tjetër.Atë vit, NSA i dorëzoi partnerit të saj zviceran një sistem elektronik të enkriptimit që u bë baza e një makine GAC të quajtur H-460.
E prezantuar në vitin 1970, makina dështoi.Megjithatë, ndryshime më të rëndësishme ndodhën në CAG: po atë vit, CIA dhe Shërbimi Federal i Inteligjencës Gjermane blenë fshehurazi CAG për 5,75 milionë dollarë.(Gjithashtu në vitin 1970, djali i Hagelin, Bo, i cili ishte drejtori i shitjeve të kompanisë për Amerikën dhe i cili e kishte kundërshtuar transaksionin, Ai vdiq në një aksident me makinë. pranë Uashingtonit, DC)
Edhe pse H-460 dështoi, Pas saj erdhi një makinë e quajtur H-4605.U shitën me mijëra. H-4605 u projektua me ndihmën e NSA-së. Për të gjeneruar numra të rastësishëmPërdori regjistra të shumëfishtë zhvendosjeje bazuar në atë kohë teknologjia elektronike CMOS në zhvillim.
Këta numra nuk ishin numra të vërtetë të rastësishëm, të cilët nuk përsëriten kurrë, por numra pseudo të rastësishëm, të cilët gjenerohen nga një algoritëm matematik nga një "farë" fillestare.
Ky algoritëm matematikor u krijua nga NSAe cila kështu mund të deshifronte çdo mesazh të deshifruar nga makina. Ky ishte fillimi i një epoke të re për CAG-un. Që atëherë e tutje, Makineritë e tyre elektronike, të tilla si seria HC-500, u projektuan fshehurazi nga NSA., ndonjëherë me ndihmën e partnerëve të korporatave si p.sh. MotorolaKy operacion zvicerano-amerikan u emërua Kodi i Rubikonit. hyrje e fshehtë CAG vazhdoi të prodhonte të gjitha makinat deri në vitin 2018, kur kompania u likuidua.
Rrjedhjet e informacionit në shtyp ngritën kambanat e alarmit
Pjesë të kësaj historie dolën nga rrjedhjet e informacionit nga punonjësit e CAG para vitit 2018 dhe, më së shumti, nga një hetimi i mëvonshëm nga Washington Post dhe nga disa transmetues evropianë, Zweites Deutsches Fernsehennë Gjermani, dhe Radio dhe televizioni zviceran, në Zvicër. Artikulli i Washington Post, Publikuar më 11 shkurt 2020, shkaktoi një stuhi të madhe në fushat e kriptologjisë, siguria e informacionit dhe inteligjencës.
Zbulimet dëmtuan rëndë reputacionin e Zvicrës për diskrecion dhe besueshmëri. Ata provokuan padi civile dhe penale dhe një hetim nga qeveria zvicerane. Dhe, në maj 2021, ato çuan në Dorëheqja e kreut të inteligjencës zvicerane, Jean-Philippe Gaudini cili ishte grindur me ministrin e mbrojtjes rreth mënyrës se si ishin trajtuar zbulimet.
Në fakt, ekziston një paralele interesante me epokën tonë moderne, në të cilën “backdoors” (dyert e pasme) po bëhen gjithnjë e më të zakonshme dhe FBI-ja dhe agjencitë e tjera të inteligjencës dhe zbatimit të ligjit në SHBA përplasen herë pas here me prodhuesit e telefonave inteligjentë për aksesin në të dhënat e koduara të telefonit.
Por… çfarë është një makinë me rotor?
Njerëzit kanë përdorur kode dhe shifra për të mbrojtur informacione të ndjeshme për disa mijëra vjet.Shifrat e hershme mbështeteshin në llogaritjet dhe tabelat manuale. Në 1467 U prezantua një pajisje mekanike që u bë e njohur si Rrota e shifrimit të Albertit.
Pastaj, menjëherë pas Luftës së Parë Botërore, ndodhi një përparim i madh, një nga më të mëdhenjtë në historinë e kriptografisë: Edward Hebern, në Shtetet e Bashkuara, Hugo Koch, në Holandë, dhe Arthur Scherbius, në Gjermani, u patentuan, brenda pak muajsh nga njëri-tjetri, makina elektromekanike që përdornin rotorë për të koduar mesazhetKështu filloi epoka e makinave me rotor. Makina e Scherbiusit u bë baza për Enigmën e famshme. Përdorur nga ushtria gjermane nga vitet 30 deri në fund të Luftës së Dytë Botërore.
Për të kuptuar se si funksionon një makinë me rotor, së pari duhet të kujtojmë objektivin themelor të kriptografisë:
Zëvendësimi i çdo shkronje në një mesazh, i quajtur tekst i thjeshtë, me shkronja të tjera prodhon një mesazh të palexueshëm, të quajtur tekst i koduar. Nuk mjafton thjesht të bësh të njëjtin zëvendësim çdo herë, duke zëvendësuar çdo F me një Q, për shembull, dhe çdo K me një H. Një shifër monoalfabetike e këtij lloji do të thyhej lehtë.
Një makinë me rotor e zgjidh këtë problem duke përdorur rotorëFillon me një disk të rrumbullakët që është afërsisht sa diametri i një pako hokeji, por më i hollë. Në të dyja anët e diskut, të shpërndara në mënyrë të barabartë rreth skajit, janë 26 kontakte metalike, secila prej të cilave korrespondon me një shkronjë të alfabetit anglez.
Brenda diskut ka tela që lidhin një kontakt në njërën anë të diskut me një kontakt tjetër në anën tjetër. Disku është i lidhur elektrikisht me një tastierë makine shkrimiKur një përdorues shtyp një tast në tastierë, për shembull W, rryma elektrike rrjedh në pozicionin W në njërën anë të rotorit. Rryma kalon nëpër një tel në rotor dhe del në një pozicion tjetër, për shembull L.
Megjithatë, pas atij pulsi, rotori rrotullohet në një ose më shumë pozicioneKështu, herën tjetër që përdoruesi shtyp tastin W, shkronja nuk do të kodohet si L, por si një shkronjë tjetër. Edhe pse është më e vështirë sesa zëvendësimi i thjeshtë, Një makinë bazë me një rotor të vetëm do të ishte lojë fëmijësh për një kriptoanalist të trajnuar..
Pra, makinat me rotor të përdorura rotorë të shumtëVersionet Enigma, për shembull, kishin tre ose katër rotorë. Gjatë funksionimit, secili rotor lëvizte në intervale të ndryshme në krahasim me të tjerët: një shtypje e tastit mund të lëvizte një ose dy rotorë, ose të gjithë. Operatorët e ndërlikuan më tej skemën e enkriptimit duke zgjedhur nga një shumëllojshmëri rotorësh.secila prej tyre është e lidhur ndryshe, për t'u futur në makinën tuaj.
Makinat ushtarake Enigma kishin gjithashtu një panel patch-esh, i cili ndërronte çifte specifike shkronjash si në hyrjen e tastierës ashtu edhe në llambat dalëse. Epoka e makinave me rotor përfundoi më në fund rreth vitit 1970.Me ardhjen e enkriptimit elektronik dhe softuerik, megjithëse një Makina rotor sovjetike e quajtur Fialka U përdor deri në vitet 1980.
Si funksionon makina e kriptovalutave HX-63?
HX-63 ishte një shembull i kriptografisëPër të filluar, ka një bankë prej nëntë rotorësh të lëvizshëm. Gjithashtu përmban një "modifikues", një seri prej 41 çelësash rrotullues, secili me 41 pozicione, të cilët, ashtu si paneli i patch-it i Enigma-s, i shtojnë një shtresë tjetër - një kodim të pandryshueshëm - shifrës.
Njësia që bleva ka një bazë alumini të derdhur, një furnizim me energji, një motor, një tastierë mekanike dhe një printer me shirit letre të projektuar për të shfaqur si tekstin e futur ashtu edhe tekstin e enkriptuar ose të dekriptuar. Një çelës kontrolli funksioni në bazë kalon nëpër katër mënyra: mbyllje, testim, enkriptim dhe dekriptim.
Në modalitetin e enkriptimitOperatori shkruan tekstin e thjeshtë dhe mesazhi i enkriptuar shtypet në shiritin e letrës. Çdo shkronjë e tekstit të thjeshtë e futur në tastierë kodohet sipas permutacioneve të shumëfishta të bankës së rotorit dhe modifikuesit për të marrë shkronjën përkatëse të tekstit të enkriptuar. Në modalitetin e deshifrimit, procesi është i kundërtPërdoruesi shtyp mesazhin e enkriptuar dhe si mesazhi origjinal ashtu edhe ai i deshifruar shtypen, karakter për karakter dhe krah për krah, në shiritin e letrës.
Për të filluar kodimin e një mesazhiZgjidhen nëntë rotorë (nga një total prej 12) dhe konfigurohen kunjat e rotorit që përcaktojnë lëvizjen e pjerrësisë së rotorëve në lidhje me njëri-tjetrin. Rotorët vendosen më pas në makinë në një rend specifik nga e djathta në të majtë dhe secili rotor vendoset në një pozicion specifik fillestar.
Së fundmi, secili prej 41 çelësave modifikues vendoset në një pozicion të paracaktuar. Për të deshifruar mesazhinTë njëjtat rotorë dhe cilësime, së bashku me ato të modifikuesit, duhet të rikrijohen në makinën identike të marrësit. Të gjitha këto pozicione, instalime elektrike dhe cilësime të rotorëve dhe modifikuesit njihen së bashku si "çelësi".
Përveç boshtit të dorës, HX-63 përfshin një bateri nikel-kadmium për të furnizuar me energji qarkun e rotorit dhe printerin kur nuk ka energji elektrike. Një furnizim me energji lineare DC 12 volt vë në punë motorin dhe printerin dhe ngarkon baterinë. Motori preciz 12 volt funksionon vazhdimisht, duke vënë në lëvizje rotorët dhe boshtin e printerit përmes një ingranazhi reduktues dhe një tufë.
Shtypja e një butoni në tastierë çliron një ndalesë mekanike, kështu që ingranazhi e vë në lëvizje makinën përmes një cikli të vetëm, duke rrotulluar boshtin, i cili i çon përpara rotorët dhe printon një karakter.
Printeri ka dy rrota alfabeti të stampuaraKëto rrota rrotullohen me çdo shtypje të tastit dhe ndalojnë në shkronjën e dëshiruar duke përdorur katër solenoide dhe mekanizma me kthesa. Të fuqizuar nga dalja e bankës së rotorit dhe tastierës, enkoderët mekanikë në bosht zbulojnë pozicionin e rrotave të shtypjes së alfabetit dhe ndalojnë rrotullimin në shkronjën e dëshiruar. Çdo rrotë alfabeti ka kodifikuesin e vet.
Njëri komplet shtyp të dhënat hyrëse në gjysmën e majtë të shiritit të letrës; tjetri shtyp të dhënat dalëse në anën e djathtë. Kur një rrotë alfabeti ndalet, një kamë lëshon një çekiç shtypjeje, i cili godet shiritin e letrës kundër shkronjës së shtypur. Në hapin e fundit, motori e çon përpara shiritin e letrës, duke përfunduar ciklin, dhe makina është gati për shkronjën tjetër.
Një nga arsyet pse HX-63 ishte kaq djallëzisht i sigurt ishte një teknikë e quajtur riinjeksion.gjë që e rriti sigurinë e saj në mënyrë eksponenciale. Rotorët zakonisht kanë një pozicion për secilën shkronjë të alfabetit që janë projektuar të enkriptojnë. Kështu, një rotor tipik për gjuhën angleze do të kishte 26 pozicione..
Por rotorët HX-63 kanë 41 pozicioneKjo ndodh sepse riinjektimi (i quajtur edhe rihyrje) përdor shtigje shtesë qarku përtej atyre që korrespondojnë me shkronjat e alfabetit. Në HX-63, ka 15 shtigje shtesë.
Kështu funksionoi riinjektimi në HX-63Në modalitetin e kodimit, rryma udhëton në një drejtim përmes të gjithë rotorëve, secili prej të cilëve prezanton një permutacion unik. Pasi largohet nga rotori i fundit, rryma kthehet përsëri nëpër të njëjtin rotor për të udhëtuar përsëri përmes të gjithë rotorëve në drejtimin e kundërt.
Megjithatë, ndërsa rryma rrjedh prapa përmes rotorëve, ajo ndjek një rrugë të ndryshme, përmes 15 rrugëve shtesë të qarkut të rezervuara për këtë qëllim. Rruga e saktë varet jo vetëm nga instalimet elektrike të rotorit, por edhe nga pozicionet e 41 modifikuesve.
Operacioni Rubikon dhe fillimi i spiunazhit të përdoruesit fundor
Një shifër kaq komplekse jo vetëm që ishte e padeshifrueshme në vitet 60por do të ishte jashtëzakonisht e vështirë të deshifrohej edhe sot. Reinjektimi u përdor për herë të parë në makinën me rotor KL-7 të NSA-së. Teknika u shpik gjatë Luftës së Dytë Botërore nga Albert W. Smallnë Shërbimin e Inteligjencës së Sinjaleve të Ushtrisë Amerikane. Ishte objekt i një patente sekrete që Small e paraqiti në vitin 1944 dhe e cila u dha më në fund në vitin 1961. (Nr. 2.984.700).
Ndërkohë, në vitin 1953, Hagelin aplikoi për një patentë amerikane për teknikën.të cilën ai kishte ndërmend ta përdorte në atë që u bë HX-63. Edhe pse mund të duket e habitshme, duke pasur parasysh se teknika kishte qenë tashmë objekt i një aplikimi për patentë nga Small, Hagelin e mori patentën e tij në vitin 1957. (Nr. 2.802.047).
Friedman, nga ana e tij, ishte alarmuar gjatë gjithë kohës nga përdorimi i riinjektimit nga Hagelin, sepse teknika ishte përdorur në një seri të tërë makinash amerikane të enkriptimit me rëndësi jetike, dhe sepse Ishte një kërcënim i madh për aftësinë e NSA-së për të dëgjuar trafikun e mesazheve qeveritare dhe ushtarake sipas dëshirës..
Seria e takimeve midis Friedman dhe Hagelin që çoi në anulimin e HX-63 u përmend në një biografi të Friedman të vitit 1977, Njeriu që e theu vjollcënnga Ronald Clark, dhe u detajua më tej në vitin 2014 përmes një zbulimi nga Koleksioni William F. Friedman i NSA-së.
Zbulimi i marrëveshjeve sekrete të Crypto AG me inteligjencën amerikane mund të ketë shkaktuar një skandal të hidhur, por i parë nga një këndvështrim tjetër, Rubikon ishte gjithashtu një nga operacionet më të suksesshme të spiunazhit në histori.dhe një pararendës i dyerve të fshehta moderne. Sot, nuk janë vetëm agjencitë e inteligjencës që i shfrytëzojnë ato. dyert e pasme dhe ata spiunojnë mesazhet dhe transaksionet "e sigurta".
Funksioni "telemetri" i Windows 10 monitoron vazhdimisht aktivitetin dhe të dhënat e përdoruesit.
As Apple Mac-ët nuk janë të sigurt. malware Një dobësi që u lejonte sulmuesve të merrnin kontrollin e një Mac ka qarkulluar herë pas here; një shembull i dukshëm ishte Backdoor MAC EleanorRreth vitit 2016. Dhe deri në fund të vitit 2020, kompania e sigurisë kibernetike FireEye Ai zbuloi se programi keqdashës kishte hapur një derë të pasme në platformën SolarWinds Orion, e përdorur në zinxhirin e furnizimit dhe serverat qeveritarë. Malware-i, i quajtur Djegie nga dielliKy ishte i pari në një seri sulmesh me programe keqdashëse ndaj Orion. Shkalla e plotë e dëmit është ende e panjohur.
Kjo histori bazohet në përvojat e Jon D. Paul:
Joni është inxhinier elektrik, shpikës dhe restaurues i makinave antike të enkriptimit, përfshirë Crypto Ag HX-63. Ai është gjithashtu anëtar i Association des Réservistes du Chiffre et de la Sécurité de l'Information (Shoqata e Rezervistëve të Shifrave dhe Sigurisë së Informacionit) dhe kontribues i shpeshtë në ekspozita muzeale dhe konferenca teknike në Francë.
