Шифровальное устройство M-94
Кодируйте и декодируйте с помощью M-94 Армии США, шифровального диска Jefferson, собранного из 25 буквенных колёс. Задайте порядок, в котором диски нанизаны на стержень, что является секретным ключом, выберите, на сколько строк ниже читать шифртекст, затем введите своё сообщение. Всё работает прямо в вашем браузере.
M-94 — это цилиндр из 25 дисков, на каждом из которых выгравирован свой перемешанный алфавит. Ключ — это порядок, в котором диски нанизаны на стержень; смещение, или генератриса, — это на сколько строк ниже выровненного сообщения вы читаете шифртекст. Используйте тот же порядок дисков и смещение для декодирования. Шифруются только буквы от A до Z; всё остальное игнорируется.
Режим
Порядок дисков (ключ)
Порядок, в котором уложены 25 дисков, записанный как числа от 1 до 25 в любой расстановке. Этот порядок является секретным ключом.
Смещение (генератриса)
На сколько строк ниже выровненного сообщения читать шифртекст, от 1 до 25. Значение по умолчанию 1 читает строку непосредственно ниже.
Введите текст выше, чтобы увидеть здесь результат M-94.
Как пользоваться Шифратор M-94
- 1
Выберите кодирование или декодирование
Выберите «Кодировать», чтобы превратить открытый текст в шифртекст, или «Декодировать», чтобы восстановить открытый текст. Для декодирования нужны точно тот же порядок дисков и смещение, которые использовались при кодировании.
- 2
Задайте порядок дисков
Введите порядок 25 дисков как числа от 1 до 25 в любой расстановке. Этот порядок является секретным ключом. Используйте «Сбросить» для естественного порядка с 1 по 25 или «Перемешать», чтобы сгенерировать новый секретный порядок.
- 3
Задайте смещение
Введите смещение, или генератрису, от 1 до 25. Это то, на сколько строк ниже выровненного сообщения вы читаете шифртекст. Значение по умолчанию 1 читает строку непосредственно ниже.
- 4
Введите своё сообщение
Введите или вставьте свой текст. Шифруются только буквы от A до Z; пробелы, цифры и знаки препинания игнорируются. Результат и пошаговая работа в реальном времени, буква за буквой, обновляются мгновенно.
- 5
Прочитайте результат и поделитесь им
Скопируйте или скачайте результат либо поделитесь ссылкой, которая снова откроет инструмент с вашим точным порядком дисков, смещением и текстом. Отправьте ссылку партнёру, чтобы он мог декодировать с соответствующими настройками.
Понимание шифровального устройства M-94
Что такое шифровальное устройство M-94?
M-94 — это ручное шифровальное устройство, которое Армия Соединённых Штатов приняла на вооружение в 1922 году и использовала вплоть до первых лет Второй мировой войны. Это цилиндр длиной около одиннадцати с половиной сантиметров, собранный из 25 алюминиевых дисков, нанизанных на центральный стержень. По ободу каждого диска нанесён свой перемешанный алфавит из всех 26 букв, а каждый диск помечен опознавательным номером. Чтобы воспользоваться им, оператор поворачивает диски вручную, пока одна строка не составит сообщение, затем переписывает другую строку как шифртекст. Простой, карманного размера и не требующий батарей или питания, M-94 идеально подходил для полевых подразделений, которые не могли нести тяжёлую машину.
Одно и то же базовое устройство служило под несколькими названиями. Военно-морской флот называл свою версию CSP-488, а лежащая в основе идея — это колёсный шифр, также известный как диск Jefferson по имени Thomas Jefferson, который описал его в 1790-х годах. Армейский M-94 был собран майором Mauborgne на основе повторного открытия полковником Parker Hitt, причём 25 перемешанных алфавитов были тщательно подобраны так, чтобы никакие два диска не были слишком похожи. Он оставался на службе, пока более совершенный M-209 не взял на себя тактический трафик, и он по-прежнему остаётся одним из самых наглядных и практичных способов понять, как работает шифр.
Как работает M-94
На каждом диске по ободу расположены 26 букв в фиксированном, но перемешанном порядке, и все 25 дисков имеют разные расстановки. Секретный ключ — это просто порядок, в котором диски размещены на стержне. Когда они уложены в согласованном порядке, оператор поворачивает каждый диск так, чтобы первые 25 букв сообщения выровнялись вдоль одной прямой строки поперёк цилиндра. Читая вдоль этой строки, вы увидели бы свой открытый текст; хитрость в том, что эту строку вы не передаёте. Вместо этого вы считываете любую из других 25 строк по окружности цилиндра и передаёте её в качестве шифртекста.
Этот инструмент делает выбор строки явным через смещение, иногда называемое генератрисой: смещение 1 означает читать строку непосредственно ниже сообщения, 2 — на две строки ниже и так далее. Поскольку дисков всего 25, сообщение шифруется по 25 букв за раз; для более длинного текста те же диски в том же порядке используются повторно для следующего блока, в точности как работает физическое устройство. На настоящем M-94 отправитель мог выбрать любую запасную строку случайным образом, а получатель просто просматривал цилиндр в поисках той единственной строки, которая читалась как осмысленный текст. Фиксация смещения делает процесс воспроизводимым, поэтому здесь декодирование — это точно обратный сдвиг, а не визуальный поиск.
Разобранный пример
Оставьте диски в их естественном порядке, с 1 по 25, и установите смещение равным 1. Теперь закодируйте слово JEFFERSON. Первая буква, J, устанавливается на диск 1, чей алфавит начинается с ABCEIGDJF; считывая одну позицию дальше по ободу за J, получаем F. Вторая буква, E, находится на диске 2 и становится H; третья, F, на диске 3, становится Y; и так далее через все девять букв. Результат — FHYGMNYBL. Каждая буква использует свой диск, поэтому одна и та же буква может зашифровываться в разное, а разные буквы могут давать одно и то же.
Чтобы декодировать, сохраните тот же самый порядок дисков и смещение, переключите инструмент в режим «Декодировать» и введите FHYGMNYBL. Считывая одну позицию назад по ободу каждого диска, мы возвращаем JEFFERSON, исходное слово. Это показывает суть шифра: вся безопасность заключена в порядке дисков и смещении. Любой, кто знает 25 алфавитов, но не знает порядка, сталкивается с огромным числом возможных расстановок, тогда как верный порядок делает и кодирование, и декодирование мгновенными.
Thomas Jefferson и колёсный шифр
Идея, лежащая в основе M-94, намного старше самого устройства. Около 1795 года Thomas Jefferson, тогдашний государственный секретарь Соединённых Штатов, описал колёсный шифр из буквенных дисков, нанизанных на ось, — изобретение, значительно опередившее своё время. Его заметки были отложены и забыты на целое столетие. Во Франции криптограф Этьен Базери (Étienne Bazeries) независимо построил очень похожий цилиндр в 1890-х годах, поэтому конструкцию иногда называют цилиндром Bazeries, что связывает M-94 с тем же семейством, что и шифр Bazeries.
Колёсный шифр вновь появился в Армии Соединённых Штатов, когда полковник Parker Hitt экспериментировал с полосовыми и цилиндровыми вариантами в 1910-х годах, а майор Joseph Mauborgne разработал практичный M-94 на основе его работы. Так концепция, набросанная одним из отцов-основателей, утраченная и заново изобретённая в Европе, наконец стала стандартным американским военным снаряжением более чем 120 лет спустя. Эта долгая, извилистая история — часть того, что делает M-94 таким любимым в музеях, классах и криптографических головоломках.
Ключ: порядок дисков и смещение
Стойкость M-94 опирается на два выбора. Первый — это порядок дисков. При 25 дисках существует огромное число возможных порядков, слишком много, чтобы перебрать вручную, и этот порядок — та часть, которую оба корреспондента должны держать в секрете и согласовать заранее. В этом инструменте вы можете ввести порядок как числа от 1 до 25, сбросить его до естественного порядка или нажать «Перемешать», чтобы сгенерировать новую секретную расстановку. Публикация ссылки сохраняет ваш точный порядок, так что партнёр может открыть инструмент уже настроенным.
Второй выбор — это смещение, число строк между строкой сообщения и строкой, которую вы фактически передаёте. На историческом устройстве оно могло меняться от сообщения к сообщению и даже внутри одного сообщения, добавляя немного дополнительной неопределённости для перехватчика. Сохранение единого фиксированного смещения, как делает этот инструмент по умолчанию, делает шифр идеально обратимым, при этом по-прежнему демонстрируя механизм. Вместе порядок дисков и смещение образуют полный ключ; при обоих верных декодирование мгновенно, а без порядка шифртекст — это просто мешанина.
Насколько надёжен M-94?
Для лёгкого полевого шифра 1920-х годов M-94 был достойным. Он был быстрым, не требовал питания, не давал выдающих закономерностей при простом частотном подсчёте, а ежедневная смена порядка дисков давала большое пространство ключей. Для коротких, срочных тактических сообщений, ради которых он создавался, он предлагал разумный баланс скорости и защиты, и именно поэтому армии носили его два десятилетия.
Однако он никогда не был невзламываемым. 25 алфавитов не были по-настоящему секретными, поскольку захваченные устройства раскрывали их, так что безопасность зависела лишь от порядка дисков. Опытные криптоаналитики могли использовать это с помощью техники под названием множественное анаграммирование, выстраивая несколько сообщений, зашифрованных при одной и той же настройке, и переставляя столбцы, пока не появится открытый текст. Повторно использованные настройки и предсказуемые начала сообщений делали атаку ещё проще. Против любого современного компьютера M-94 не даёт никакой защиты вообще, и им следует наслаждаться как частью истории и учебным инструментом, а не доверять ему настоящие секреты.
M-94 в сравнении с другими шифрами
M-94 — это гибрид перестановки и подстановки, целиком приводимый в действие аппаратно: диски подставляют каждую букву, а выбор строки сдвигает её, и всё это без электричества. Это отличает его от электромеханической машины Enigma той же эпохи, чьи роторы шагали автоматически и перекоммутировали шифр при каждом нажатии клавиши. M-94 проще и медленнее, но при этом гораздо надёжнее в полевых условиях — в нём нечему ломаться и нет питания, которое могло бы отказать.
По сравнению с классическими шифрами, выполняемыми пером и бумагой, такими как сдвиг Цезаря, Виженер или Плейфер, M-94 жертвует небольшой долей портативности ради гораздо большего пространства ключей и удобства физического приспособления. Однако ни одна из этих исторических систем не выдерживает современного криптоанализа. Чтобы защищать реальную информацию сегодня, всегда следует использовать хорошо проверенный современный алгоритм, такой как AES. M-94 заслуживает своего места как прекрасно осязаемый урок того, как подстановка, перестановка и управление ключами объединяются в настоящем шифре.
Часто задаваемые вопросы
Что такое шифровальное устройство M-94?
Как работает M-94?
Что такое диск Jefferson?
Как мне декодировать сообщение M-94?
Можете показать пример M-94?
Каков ключ для M-94?
Что такое смещение, или генератриса?
Почему M-94 обрабатывает по 25 букв за раз?
Насколько надёжным был шифр M-94?
Чем M-94 отличается от машины Enigma?
Загружается ли мой текст на сервер?
Похожие инструменты
Продолжайте работу с этими удобными инструментами