درباره فیالکا: ماشین رمزنگاری پیشرفته شوروی

انیگمای بزرگتر و بهتر روسی دوران جنگ سرد

M-125-3 CIPHER MACHIN

تواناییهای هسته ای اتحاد جماهیر شوروی و ایالات متحده آمریکا در طول جنگ سرد مسئله ای کوچک و بی اهمیت نبود. از لحاظ نظری، تنها یک حمله بزرگ کافی بود تا همه را بسمت یک جنگ ویرانگر هسته ای سوق دهد و باعث مرگ میلیون ها و حتی شاید میلیاردها انسان شود. در نتیجه، حفظ اسرار محرمانه امری بسیار حائز اهمیت به شمار می رفت. عاملین کمونیسم جهانی آن زمان در هر دو سوی پردۀ آهنین به کانال های ارتباطی ایمن نیاز داشتند. ارتش و کا گ ب، سازمان اطلاعات آنزمان روسیه به دستگاهی قدرتمند و غیرقابل رمزگشایی نیاز داشت که بتواند با خیال راحت مکاتبات گسترده و  سریعی با کادرهای خود در سرتاسر جهان داشته باشد و .اینجا بودکه فیالکا ام ۱۲۵ (Fialka) وارد شد.

این دستگاه که در دهه های ۱۹۶۰ و ۱۹۷۰ به طور گسترده برای ارتش روسیه و ارتباط با سایر کشورهای اتحاد جماهیر شوروی و پیمان ورشو تولید شدند. اطلاعات در مورد فیالکا چندان زیاد نیست چرا که تنها از سال ۲۰۰۵ در دستۀ غیرمحرمانه جای گرفت. کلمۀ «فیالکا» در زبان روسی به معنای «بنفش» است. کارکرد این دستگاه تا حد زیادی به دستگاه انیگمای معروف جنگ جهانی دوم شباهت داشت؛ بدین صورت که رمزگذاری به واسطۀ یک فرایند الکترومکانیکی انجام میشد که جریان را از طریق مجموعه ای از روتورها (دیسک های چرخان) برقرار می کرد؛ این روتورها به سیم کشی داخلی متصل بودند و با استفاده از تماس های الکتریکی حروف را در هم ترکیب می کردند.

در حالی که انیگما سه روتور داشت (بعدها در اواخر جنگ چهار روتور)، فیالکا دارای ده روتور بود. علاوه بر این، هر روتور ۳۰ تماس الکتریکی داشت که با ۳۰ حرف الفبای روسی مرتبط بودند. در حالی که طراحی این دستگاه به خاطر تنظیم مجددِ روتورها دشوار بود، تعداد بالای تنظیماتِ ممکن روتور آن دشواری را جبران می کرد. سیم های داخلیِ هر روتور نیز

قابل جابجایی بودند و می توانستند در هر کدام از ۳۰ حلقۀ روتور و همچنین به صورت وارونه قرار بگیرند و در مجموع ۶۰ ترتیب ممکن ایجاد می شد. امنیت بیشتر توسط یک مکانیسم پیچیدۀ گرداننده انجام می گرفت؛ بدین صورت که روتورهای متناوب در جهت های مخالف می چرخیدند.

فیالکا، گذشته از این که بسیار ایمن تر از انیگما بود، کاربرد آسان تری هم داشت. از طرف دیگر، فیالکا برای تسهیل رمزنگاری و رمزگشایی سریع پیام ها توسط یک اپراتور، از پرینتری با نوار کاغذی استفاده کرد. بعلاوه، این دستگاه قادر به چاپ و دریافت کارتِ پانچ هم بود.

ده روتور که ۳۰ حالت حروفی داشتند و همچنین دو روش برای قرارگیری (جلوگرد و عقبگرد)، تعداد عظیمی تنظیمات اولیه را ایجاد می‌ کردند، چیزی بیشتر از ۶۰۴ کادریلیون امکان! بعدها با ارتقاء روتورها به وسیلۀ سیم های قابل تعویض، ۴۰۳ سپتیلون یا ۴۰۳ تریلیون تریلیون امکان افزوده شد! همانند انیگما، روتورها هم می توانستند به ۱۰ فاکتوریل یا ۳٫۶ میلیون روش دیگر تنظیم شوند. در نهایت، یک کلید روزانه از طریق کارت پانچ به دستگاه داده می شد که حروف خاصی را جابجا می کرد، عملکردی همانند پلاگین در انیگما. با یک جمع ساده متوجه می شویم که، حتی بدون کلید روزانه، تعداد تنظیمات اولیۀ ممکنِ دستگاه رقمی معادل ۸٫۷ با پنجاه صفر در ادامه است.

مکانیسم رمزنگاری فیلکا

دسته روتور از دستگاه جدا شده و ۳۰ پینِ تماسی مشخص میشد. مونتاژ فیالکا شامل ۱۰ روتور می شد که بر روی یک محور نصب می شدند و یک کموتاتورِ (جابجاگر) ۳۰ در ۳۰ هم روی آن قرار داشت. این کموتاتور شامل دو مجموعه نوار ۳۰ تماسی بود که در زوایای مناسبی نسبت به هم قرار می گرفتند. یک کارتِ پانچ شده از طریق یک درب در سمت چپ بین این دو نوار قرار می گرفت. هر کارت پانچ دارای ۳۰ سوراخ بود که دقیقاً هر سوراخ در یک ردیف و ستون قرار میگرفت و بدین ترتیب جایگشت ۳۰ خطِ تماس روتور مشخص می شد.

دو نوع روتور در فیلکا وجود داشت:

روتورهای قابل جداسازی که در مدل M-125-3MN استفاده می شدند. روتورهای جداشونده دارای مدخلی با اتصالات الکتریکی و سیم کشیِ درهم و یک حلقۀ بیرونی با پین های مکانیکی بودند که حضور یا غیاب آن روتور را

• کنترل می کرد. به عنوان بخشی از کلید، پینهای کنترل می توانستند نسبت به حلقۀ بیرونی چرخانده شوند. حلقه الکتریکیِ داخلی هم میتوانست نسبت به حلقۀ بیرونی چرخانده شده و به یکی از این دو روش وارد شود، طرف ۱ یا طرف ۲ رو به بالا.
• روتورهای یکسره که در M-125-MN استفاده می شدند. این روتورها هم تماس الکتریکی و هم پین های مکانیکی داشتند. تنها تنظیم اصلی، ترتیب روتورها بر روی محور و تنظیمات اولیۀ روتور بود. ترکیبی برای روتورهای جداشونده وجود داشت که با روتورهای یکسره سازگار بود. روتورهای مجاور در جهت های مخالف حرکت می کنند. یک روتور یدکی در محفظۀ بالای نگه داشته می شد.

ابزار کلیددهی

ابزار کلیددهی فیالکا عبارت بودند از یک دفترچۀ کلید روزانه، یک دفترچۀ کلیدِ پیام و یک دفترچۀ شناسایی پیام. دفترچۀ کلید روزانه حاوی کلیدهای روزانه به مدت یک ماه بودند. کلید روزانه شامل یک جدول کلید (با حروف سیریلیک) و یک کارت پانچ می شد. در سیستمهای روتور ثابت، جدول کلید ترتیب روتورهای موجود در محور و تنظیمات اولیۀ روتور جهت رمزگشایی پیام های مخابره شده را مشخص می کرد. کلید روزانه دارای تاریخ اعتباری به مدت ۲۴ ساعت بود و در ساعت ۰۰:۰۱ تغییر می یافت. در روتورهای جداشونده، جدول کلید همچنین مدخل الکتریکی  هر روتور بیرونی را مشخص می کرد که کدام طرف باید رو به بالا باشد و جهت گیری نسبت به روتور بیرونی انجام می شد. مثلا در اینجا جدول کلید روزانۀ M-125-3MN برای استفاده در روز چهاردهم ماه آمده است:

ИДЖЗА ВКБГЕ ۱۴

OCAHE PTБВЕ

БДВИА ГЕЗКЖ

۲II22 I22I2

КУЛКЮ ЫХВУГ

جدولِ کلیدِ پیام حاوی تنظیمات اولیۀ روتور بود که باید برای هر پیام استفاده می شد. هرگز نباید از یک کلید پیام بیش از یک بار استفاده میشد. ابزار کلیددهی در بسته های فویل‌پیچ شده توزیع می شدند و جداول کلید روزانه و کارت های پانچ در کیسۀ سوراخ داری قرار می گرفتند که بین‌شان فاصله بود. جداول دیکر در یک کیسۀ جانبی بودند.

نتیجه گیری

فیالکا بدون تردید شاهکاری فوق‌العاده در فناوری البته در زمان خودش بود. این دستگاه احتمالاً یکی از پیشرفته ترین دستگاه های روتوردار رمزنگار تاریخ است. با این حال عمر چندان درازی نداشت.  روتورها برای مدتی کارایی داشتند: ابتدا ایمن بودند اما با گذشت زمان رمزنگاریها با تکنیکهای رمزگشایی بی‌اثر شدند. کامپیوترهای صفر و یک، به تنهایی ضربۀ مهلکی به آنها وارد کردند.

فیالکا نماد غاییِ عصر رمزنگاری الکترومکانیکی بود اما در عین حال پیشگام و منادی آینده هم بود. هنگامی که جهان در تب و تاب انقلاب دیجیتالی به سر می بُرد، رمزنگاری مسیر پیشرفت خود را ادامه داد و فیالکا را پشت سر گذاشت.

منبع:‌ کیومرث محتشمی | وبمستر دات کام