フィアルカ
フィアルカ
ロシアの先進的な暗号機フィアルカ（M-125）
分類ローターマシン
業界軍隊
パワードはい

暗号学において、フィアルカ（M-125）は冷戦時代のソ連製暗号機の名称である。ローター式の暗号機で、10個のローター（各ローターは30個の接点を持つ）と、ステップ制御用の機械ピンを備えている。また、パンチカード機構も備えている。フィアルカはロシア語で「紫」を意味する。この暗号機は2005年頃まで秘密にされていたため、情報はほとんど得られなかった。[ 1 ]

Fialkaは、機械前面右側に5段階の紙テープリーダー、上部に紙テープパンチとテープ印刷機構を備えています。機械のキー入力用のパンチカード入力は左側にあります。Fialkaは24ボルトの直流電源を必要とし、外部セレクタスイッチを介して100～250VAC、50～400Hzの電力を供給できる別電源が付属しています。[ 2 ]

この機械のローターにはキリル文字が表記されており、ローターには 30 ポイント必要である。これは、ラテンアルファベットに対応する 26 接点ローターを備えた多くの西側の同等の機械とは対照的である。キーボードには、少なくとも東ドイツ製の例では、キリル文字とラテン文字の両方の表記があった。少なくとも M-125-MN と M-125-3MN の 2 つのバージョンが存在することが知られている。M-125-MN には、ラテン文字とキリル文字を扱えるタイプホイールがあった。M-125-3MN には、ラテン文字とキリル文字で別々のタイプホイールがあった。M-125-3MN には、コードブックや数値暗号のスーパー暗号化に使用するために、文字のシングルシフト、文字と記号のダブルシフト、数字のみの 3 つのモードがあった。

暗号化メカニズム

機械内部にフィアルカローターが10個取り付けられています。
マシンから取り外されたローター スタック。30 個の接触ピンが示されています。

Fialka ローター アセンブリには、車軸に取り付けられた 10 個のローターと、30 x 30 の整流子(Kc 30x30) があります。整流子は、互いに直角に配置された 30 個の接点ストリップを 2 セット備えています。パンチ カードは、ユニットの左側のドアを介して、2 セットの接点の間に配置されます。各パンチ カードには 30 個の穴があり、行と列のペアごとに 1 つの穴が正確に配置されており、これによって30 個のローター接点ラインの順列が指定されます。この機能は、エニグマ マシンのプラグ ボードに相当しますが、エニグマでの文字のペアごとの入れ替えとは対照的に、接点の完全な順列化を提供するため、はるかに強力です。テストの目的で、三角形のプレートを使用してヌル順列が入力されました。

ローターには2つの種類があります。

  • M-125-3MNで使用される、分解可能な（Zerlegbar）ローターです。ローターセット名は「PROTON」です。分解可能なローターは、電気接点とスクランブル配線を備えたインサートと、ローターのステッピングを制御する機械ピンを備えた外側のリングで構成されています。キー設定の一部として、ステッピング制御ピンは外側のリングに対して回転させることができます。内側の電気リングも外側のリングに対して回転させることが可能で、サイド1またはサイド2を上にして挿入できます。
  • M-125-MNで使用されるユニタリーローター。電気接点と機械ピンの両方を備えています。重要な調整は、車軸上のローターの順序と初期ローター設定のみです。分解可能なローターには、ユニタリーローターと互換性のある組み合わせが1つあります。公開されている東ドイツのマニュアルの1つには、少なくとも東ドイツは後に分解可能なローターの追加機能の使用をやめ、ユニタリー互換モードでのみ使用したことを示唆する、タイプ入力と手書きの補遺が含まれています。

隣接するローターは逆方向にステップする。予備のローターアセンブリは装置の上部カバー内に保管できる。フィアルカ暗号機は当初2組のローターと共に納品され、1組は機械アセンブリ内に黒文字で、もう1組はダストカバー内の金属製のシリンダーに赤文字で入っていた。[ 3 ] エニグマの設計における唯一かつ最も重大な欠陥は、文字の置き換えが相互的で、特に文字が自分自身に暗号化できないことであった。[ 4 ]ロシア人は明らかにこのことから学び、文字が自分自身に暗号化できるようにフィアルカを設計した。[ 5 ]エニグマの他の弱点、例えばホイールの規則的なステップやプラグボードの効果が限られていることなどもフィアルカでは改善された。

ウィーン軍事史博物館のフィアルカ

キーイングマテリアル

フィアルカの鍵管理資料は、デイリーキーブック、メッセージキーブック、そしてブロードキャストトラフィック用のメッセージ識別子ブックで構成されています。デイリーキーブックには、1ヶ月分のデイキーが含まれています。デイキーは、キーテーブル（キリル文字）とパンチカードで構成されています。固定ローターシステムの場合、キーテーブルは、車軸上のローターの順序と、ブロードキャストメッセージのインジケーターを復号化するために使用するローターの初期設定を指定します。その名の通り、デイキーは24時間有効（ NSA用語で暗号化期間）で、00:01に変更されます。分解可能なローターの場合、キーテーブルは、各アウターローターの電気インサート、上面、そしてアウターローターに対するインサートの向きも指定します。以下は、毎月14日に使用するM-125-3NMデイキーテーブルの例です。

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メッセージキーテーブルには、各メッセージで使用されるローターの初期設定が含まれていました。メッセージキーは複数回使用することはできませんでした。キー素材はアルミ箔で覆われたパッケージで配布され、日次キーテーブルとパンチカードは、各項目の間にミシン目を入れたポーチに扇形に折り畳んで収納されていました。その他のテーブルは側面のポーチに収納されていました。

情報漏洩対策の設計

様々な暗号デバイスの設計要因により、システムのセキュリティを様々な程度に侵害する可能性のある物理的な情報漏洩が発生する可能性があります。これは一般的にサイドチャネル漏洩、またはTEMPESTとして知られています。以下では、Fialkaの設計において採用された適切な対策について説明します。

電源ユニット

Fialkaは、印刷またはパンチされた（5ビット）エンコードされた文字の種類に応じて消費する電流量が異なります。電源を主電源に接続すると、盗聴者がわずかな電力変動を観測できる可能性があります。

主電源の変動をマスキングするため、フィアルカマシンから電源ユニット（PSU）へデータケーブルをフィードバックし、出力されている文字を表示することで、電源ユニットが負荷変動を補正できるようにしました。PSUは、フィードバックケーブルからの信号に応じて電力が供給される5つの擬似負荷抵抗器を備えた補正回路を備えていました。[ 6 ]さらに、PSUは電力線に強力なノイズ信号を注入することで、暗号を解読する可能性のあるグリッチや過渡現象をさらにマスキングします。

他のローターマシンとの比較

フィアルカの設計は、エニグマ、スイスのNEMA 、アメリカのKL-7といった、当時のローター式暗号機から派生したものです。NEMAはフィアルカの10個のローターに対して5個のローターしかなく、さらにNEMAにはパンチカード式の整流子やプラグボードのような同等の装置がありませんでした。フィアルカは、8個のローターを持ち整流子を持たないアメリカのKL-7に最も類似していますが、キーボード式の整流スイッチによって反射器（エニグマシステムの弱点であった）が不要になりました。

参照

参考文献

  1. ^ Reuvers, Paul; Simons, Marc (2009年6月). 「Fialkaリファレンスマニュアル2.0」(PDF) (ロシアのFialka暗号機の詳細な説明、144ページ。編集) . 2021年2月6日閲覧。
  2. ^ Reuvers, Paul; Simons, Marc (2009年6月). 「Fialkaリファレンスマニュアル2.0」(PDF) (ロシアのFialka暗号機の詳細な説明、144ページ。編集). p. 31.
  3. ^ Reuvers, Paul; Simons, Marc (2009年6月). 「Fialkaリファレンスマニュアル2.0」(PDF) (ロシアのFialka暗号機の詳細な説明、144ページ。編集). p. 40.
  4. ^ Huttenhain, Orr; Fricke (1945), OKW/Chi Cryptanalytic Research on Enigma, Hagelin and Cipher Teleprinter Messages (PDF) , TICOM, p. 2, 2021-06-24にオリジナル(PDF)からアーカイブ, 2021-06-17取得
  5. ^ Reuvers, Paul; Simons, Marc (2009年6月). 「Fialkaリファレンスマニュアル2.0」(PDF) (ロシアのFialka暗号機の詳細な説明、144ページ。編集). p. 93.
  6. ^ Reuvers, Paul; Simons, Marc. 「Fialkaリファレンスマニュアル2.0」（PDF）（ロシアのFialka暗号機の詳細な説明、144ページ。編集）。p. 98。

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