Bu makalede KL-7 Şifreleme Makinasını incelemesini sağlayacağız, Bu makine 1952’de, AFSA’nın halefi ABD Ulusal Güvenlik Ajansı tarafından ABD Ordusu, Donanma ve Hava Kuvvetleri’nde tanıtıldı. 1960’ların başında, AFSAM-7, yeni standart kripto isimlendirmesinin ardından TSEC / KL-7 olarak yeniden adlandırıldı. 1960’ların ortalarına kadar ABD silahlı kuvvetlerinde en yaygın kullanılan kripto makinesiydi ve bilinen düz metin saldırılarına karşı güvenli olduğu düşünülen büyük ağları destekleyebilen ilk makineydi detayları aşağıdaki başlıklarda görebileceksiniz.
- 1. ALGORİTMA/ÜRÜN ÖZET
1.1. ÖZET
KL-7 bir elektro-mekanik rotor tabanlı off-line olarak şifre makinesi Ulusal Güvenlik Dairesi (NSA) içinde ABD tarafından geliştirilen, 1952’de tanıtılan ve uzun yıllar ABD ve NATO’nun ana şifre makinesi olarak hizmet etti. Enigma makinasına nispeten hafiftir (9,3 kg) ve esasen Alman Enigma makinesinin daha gelişmiş bir versiyonudur. Savaş zamanı SIGABA’nın (ECM Mark II) ve İngiltere ve Kanada gibi bazı ülkelerde ve CCM İngiliz Typex makinelerinin yerini aldı.
Makinenin ilk adı AFSAM-7 idi, ancak 1960’ların başında TSEC / KL-7 olarak değiştirildi . Anahtar prosedür kod adları ADONIS (yüksek seviye) ve POLLUX (düşük seviye) ile de bilinir. KL-7, 1983’te hizmetten çekildi. Enigma’dan farklı olarak KL-7, yedisi karmaşık düzensiz adımlarla hareket ettirilen sekiz rotora sahiptir . Makineler çeşitli varyasyonlarda geldi ve uzun yıllar ABD Ordusu, Donanması ve NATO tarafından kullanıldı. Dış İlişkiler tarafından da iletişim için kullanıldı.
Ne yazık ki, KL-7 hala sınıflandırılmış bir eşya ve sadece birkaçı hayatta kaldı. Bugün halka açık olan çoğu makine ‘sterilize edildi’ ve tüm kablolar kaldırıldı.
ALGORİTMA/ÜRÜN HAKKINDA
1.2. TARİHÇESİ
1952’de makine, AFSA’nın halefi ABD Ulusal Güvenlik Ajansı tarafından ABD Ordusu, Donanma ve Hava Kuvvetleri’nde tanıtıldı. 1960’ların başında, AFSAM-7, yeni standart kripto isimlendirmesinin ardından TSEC / KL-7 olarak yeniden adlandırıldı. 1960’ların ortalarına kadar ABD silahlı kuvvetlerinde en yaygın kullanılan kripto makinesiydi ve bilinen düz metin saldırılarına karşı güvenli olduğu düşünülen büyük ağları destekleyebilen ilk makineydi.1960’ların ortalarında yaklaşık 25.000 makine kullanımdaydı. KL-7, 1983 yılına kadar birkaç NATO ülkesi tarafından da kullanıldı. 8 rotorlu bir versiyon açık bir şekilde göstergeler gönderdi ve kod adı POLLUX idi. Makinenin şifrelenmiş veya şifresi çözülmüş çıktısı küçük bir kağıt şerit üzerine basılmıştır. Bu, şifreleme çıktısını yeniden şifrelemek için şifreleme sürecine yeniden dahil eden Albert W. Small tarafından keşfedilen yeniden giriş (yeniden esnetme) ilkesini kullanan ilk şifreleme makinesiydi. MX-507 olarak adlandırılan yeni şifre makinesi için araştırma, 1945 yılında Ordu Güvenlik Ajansı (ASA) tarafından SIGABA ve daha az güvenli olan Hagelin M- 209’un halefi olarak başlatıldı. Gelişimi, 1949’da yeni kurulan Silahlı Kuvvetler Güvenlik Ajansı’na (AFSA) devredildi. Makine, Silahlı Kuvvetler Güvenlik Ajansı Makine No 7 anlamına gelen AFSAM-7 olarak yeniden adlandırıldı. Tek bir merkezi kriptoloji altında geliştirilen ilk kripto makinesi Silahlı kuvvetlerin tüm parçaları için standart bir makine olarak organizasyon ve 2.Dünya Savaşı sırasında geliştirilen İngiliz ROCKEX dışında elektronik (vakum tüpleri) kullanan ilk şifreleme makinesiydi
1.3. ÇALIŞMASI
KL-7, valfli (vakum tüpleri) elektronik devrelerle çalıştırılan elektro-mekanik rotor tabanlı bir şifre makinesiydi. Makine, bir PSU veya örneğin bir kamyonun bataryası gibi harici bir 24V DC kaynakla çalıştırılır. Makinenin zamanlaması, ortak bir aks ile bağlanan birkaç dönen parçaya sahip karmaşık bir mekanik ünite tarafından sağlanır . Aşağıdaki blok diyagram bunun nasıl yapıldığını göstermektedir. Ana 24V motor 6600 RPM’de çalışır. Mekanik parçaları ve valfleri sürmek için 400V sağlayan bir AC jeneratörünü çalıştırır.
TSEC / KL-7 (ADONIS) Blok Diyagramı
Bir tuşa basılması klavye yoluyla yönlendirilir 26 hatların zemin bir mod-anahtar sayesinde, kodlama tekerlekleri darbe üreteci 26, bobinlerden birine. Puls üretecinden gelen darbeler yazıcıyı çalıştırmak için kullanılır. Tüm dönen parçalar (DC motor, AC jeneratör, puls üreteci, yazıcı ve adımlama ünitesi) entegre olduğundan zamanlama garantilidir.
1.4. KL-7 YAZICI MEKANİZMASI
KL-7, puls üreteci ile aynı aksa sabitlenmiş, sürekli dönen bir baskı tamburuna sahiptir. Baskı tamburunun çevresinde tam bir harf ve rakam seti bulunur. Puls üretecinin manyetik armatürünün topraklanmış bir bobini geçtiği an, kalem tıraş ve baskı tüpleri bu sinyali baskı çekicine ve yazıcı kavramasına iletir. Baskı çekici, gerekli karakter baskı çekicini tam olarak geçtiği anda kâğıdı baskı tamburuna doğru (aralarında mürekkepli şerit ile) yukarı doğru iter.
Etkinleştirilmiş yazıcı kavraması, zamanlama birimi aksının tek bir döngü gerçekleştirmesine neden olarak, hem kâğıdı hem de rotorları ilerletmek için mekanik güç sağlar (tek tek rotorların manuel olarak ayarlanması, debriyajı da etkinleştirir ve dolayısıyla kâğıdı da ilerletir). Sürekli baskı (düz metin) ve her grup arasında bir boşluk (şifreli metin) olan beş harfli gruplar arasında mekanik olarak geçiş yapan bir sabitleme panosu tarafından kontrol edilen bir pim. Kağıt rulosu, motor bloğu ile rotor kafesi arasındaki siyah dairesel muhafaza içinde saklanır.
1.5. KL-7 ADIM SİSTEMİ
KLA-7 adımlama ünitesi rotor kafesini tutar ve rotorların adımlarını kontrol eder. Kızağın ön tarafında, her bir rotoru manuel olarak ilerletmek için yedi kol vardır. Arkalarında rotorların çentik halkalarını okuyan yedi adet kam vardır. Bu kamlar, solenoidlere bağlı olan adımlama mantığının yedi istifleme anahtarını kontrol eder. Kızağın ortasında, rotorları ilerletmek için yedi basamaklı tırnak vardır. Bu mandallar, yedi solenoid tarafından kontrol edilen zamanlama ünitesi tarafından mekanik olarak çalıştırılır. Kızağın arkasında, hareketsiz rotorların komşu hareketli rotorlar ile birlikte hareket etmesini önleyen sekiz kilitleme mandalı vardır. Dördüncü kilitleme mandalı normalde kullanılmaz,ancak rotor kafesi kabuğu olmayan özel bir aks üzerinde rotorları test ederken rotoru yerinde tutar.
Adımlama mantığı, rotorların hiçbirinin hareket etmediği bir durumdan kaçınmalıdır, çünkü bu rotorların kalıcı olarak durmasına neden olur. KL-7 adım mantığı, en azından rotorların her döngüde hareket etmesini sağlar. Gerekli kriptografik özellikleri göz önünde bulundurduğumuzda ve rotorların farklı rotor pozisyonlarında adım attığını gözlemlediğimizde, aşağıdaki mantık tablosunu çıkarabiliriz.
2. ALGORİTMA/ÜRÜN KRİPTOANALİZ
2.1. YAPILAN ÇALIŞMALAR
KL-7, çevrimdışı çalışma için tasarlanmıştır, Yaklaşık bir Teletype makinesinin boyutundadır, harf ve rakamlar için kaydırma tuşlarına sahip benzer bir üç sıralı klavyeye sahipti.KL-7, daha sonra mesaj pedlerine yapıştırılan dar kağıt şeritler üzerinde basılı çıktılar üretti. Şifreleme sırasında, beş harfli kod grupları arasında otomatik olarak bir boşluk ekledi.
Beş harf grubunun nedenlerinden biri, mesajların bir mors kodu operatörüne verilebilmesiydi. Beş harfli grupların sayısı iletildiğinde kolayca doğrulandı. HL-1 / X22 adında, Teletype ekipmanından 5 seviyeli Baudot delikli kağıt bandının şifre çözme için okunmasına izin veren bir adaptör vardı.
Standart KL-7’nin bantları delme yeteneği yoktu. KL-7’nin bir çeşidi olan KL-47, teleptype doğrudan giriş için kağıt bandı da delebilir.
2.2. KRİPTOANALİZ DETAY
KL-7’nin rotorları, ünlü Alman Enigma makinesine ve diğer tekerlek tabanlı şifreleme makinelerine benziyor. Her rotorun sağ tarafında bir dizi düz yüzlü kontak ve solda aynı sayıda yaylı kontak vardır. Ayrıca, üzerinde alfabenin harfleri bulunan ayarlanabilir bir indeks halkası ve bir taraftaki kontakları diğer taraftaki kontaklara bağlayan bir iç çekirdeği vardır. Bununla birlikte, Enigma ile bazı önemli farklılıklar var.
Öncelikle, bir KL-7 rotorunun 36 kontağı varken, bir Enigma çarkının 26 kontağı vardır. 36 kişiden 26’sı alfabenin 26 harfinin şifrelenmesi için kullanılmaktadır. Kalan 10 kontak, girişe geri çevrilir (aşağıya bakın). Bu, 22 Eylül 1944’te Albert W. Small tarafından dosyalanan ABD Patenti 2,984,700’de kapsanan metnin bir kısmının yeniden şifrelenmesiyle sonuçlanır.
Her tekerlek, her biri dar bir aralıkla ayrılmış 36 pozisyonlu bir indeks halkasına sahiptir. Alfabedeki harflerden biri ile sadece 26 pozisyon tanımlanmıştır. Gerisi boş. Açıldığında, indeks halkası şuna benzer:
Bir diğer önemli fark, reflektörün olmamasıdır. Kodlama modunda, rotor sepetinin bir tarafı giriş, diğer tarafı ise çıktıdır. Kod çözme modunda, tüm kontaklar değiştirilir, böylece çıktı giriş olur ve bunun tersi de geçerlidir. Bu, Enigma’dan farklı olarak, bir harfin KL-7’de kendisi haline gelebilmesi avantajına sahiptir. Bununla birlikte, tüm kontakların değiştirilmesi, KL-7 klavyesiyle entegre olan oldukça karmaşık birçoklu kontak anahtarı içerir.
KL-7’nin Tambur veya Döner Sepeti, bir mil (KLK-7) üzerinde 8 tekerlekli metal bir kafesten oluşur. Soldan dördüncü tekerleğin konumu sabittir. Asla dönmez ve dolayısıyla ayarını gösteren bir penceresi yoktur. Bu tekerlek bazen NSA rotoru olarak adlandırılır. Diğer 7 tekerleğin her biri için kafeste bir pencere vardır. Bu pencereden tekerleğin art arda gelen üç harfi görünür. Pencereden görünen en üstteki harf mevcut ayarı temsil eder. Bu pozisyon, soldan sağa beyaz bir çizgi ile gösterilir.
Her bir KL-7 makinesi, metal bir kutu içinde A-L olarak işaretlenmiş 12 rotor ile tedarik edildi. L-rotor, pozisyon 4’te kullanılan sabit NSA çarkıydı. Kalan 11 rotordan (AK) 7’si, şifreye göre belirli bir sırayla belirli bir günde rotor sepetine yerleştirilirdi. talimatlar (kod kitabı).
Kullanıcı, iki kolu serbest bırakarak rotor sepetini makineden çıkaracaktır; sepetin her iki yanında birer tane. Çıkarıldıktan sonra sepetin en sağdaki uç plakası, kendisini mile kilitleyen bir mandal bırakarak çıkarılabilir. En sağdaki uç plakayı çıkardıktan sonra rotorlar fener milinden alınabilir. Milin kendisi sepette kalır ve en soldaki uç plakaya sabitlenir, bu da silindirik sepete sabitlenir
2.3. ALGORİTMA DEĞERLENDİRME
KL-7 37 farklı karakteri işleyebilir: A’dan Z’ye harfler, 0’dan 9’a rakamlar ve SPACE. Bununla birlikte, rotorlar yalnızca 26 karakteri işleyebilir, çünkü rotor kafesine ve rotor kafesine giden 36 bağlantıdan 10 tanesi, yeniden giriş işlevi için çıkıştan girişe kabloyla bağlanmıştır (36 rotor kontağının 36 harf ile hiçbir ilişkisi yoktur. ve rakamlar). Dahası, şifreleme 37 karakteri 26 harfli bir şifreli metne düşürür.
KL-7, 37 farklı karakterin yalnızca harf kod gruplarına şifrelenmesini sağlamak için teleype koduna benzer bir sistem kullanır. İki sinyal, LET ve FIG, makineyi harfler ve şekiller arasında değiştirir. Her iki karakter seti de aynı sinyalleri kullanır ve bunlar yalnızca o anda FIG veya LET modu ile ayırt edilir. “QWERTYUIOP” karakterleri FIG modunda “1234567890”olarakişlenir.
Bu hala 26 alfa (-nümerik) tuş, ek SPACE, LET ve FIG verir. KL-7, bu üç ek karakteri yalnızca harflerden oluşan şifreli bir metne dönüştürmelidir. Bu nedenle, KL-7 tasarımı, özel işlevlerin mevcut bazı alfabe harflerinin üzerine eklenmesine izin verir. “J”, “V”, “X”, “Y” ve “Z” harfleri, daha az kullanılan harflerden bazıları olduğu için seçildi.
Şifrelemeden önce, “J” harfi “Y” olarak değiştirilir ve FIG tuşu “J” olarak değiştirilir.
Deşifre edildikten sonra “J” harfi yazdırılmaz, ancak KL-7’nin FIG moduna geçmesine neden olur. “Y” harfi “Y” olarak kalır.
Şifrelemeden önce hem “V” harfi hem de LET (harfler) tuşu “V” harfine dönüştürülür.
Şifre çözüldükten sonra, KL-7 o sırada LET (harf) modundaysa, “V” harfi “V” olarak kalır. KL-7 FIG modundaysa, “V” harfi KL-7’nin LET (harfler) moduna geri dönmesine neden olur ve ayrıca bir boşluk yazdırır.Normal harflerin üzerine eklenen bu ek karakter sistemi, en pratik yöntemdir ve ayrıca metnin okunabilirliği için en az istilacıdır. Bununla birlikte, tasarımın bir bedeli vardı. KL-7 test cümlesi, meydana gelen küçük değişiklikleri gösterir. İlk cümle, şifrelenmeden önceki metindir ve ikinci cümle, tekrar düz metne dönüştürüldükten sonra aynı metindir. LET moduna geçtikten sonra boşluklardaki değişiklikleri daha net göstermek için aşağıdaki örnekte boşluklar bir tire ile değiştirilmiştir.
Sonuç olarak bu yazıda, KL-7 Şifreleme Makinasının İncelenmesi, algoritmanın özeti, çalışması, TSEC / KL-7 (ADONIS) Blok Diyagramı, KL-7 yazıcı mekanizmasını, KL-7 adım sistemi, Ürün kriptanalizi, yapılan çalımaları ve kriptanaliz detayı hakkında bilgiler sağladık.
The post KL-7 Şifreleme Makinasının İncelenmesi appeared first on ÇözümPark.