ヘベルンローターマシン

ヘベルンローター マシンは、標準タイプライターの機械部分と電動タイプライターの電気部分を組み合わせ、スクランブラーを介して 2 つを接続することで構築された電気機械式暗号化マシンです。これは、第二次世界大戦中およびその後しばらくの間、暗号化の主な形式となり、ドイツのエニグマなどの有名な例を含む、ローター マシンと呼ばれるクラスのマシンの最初の例です (ただし、かろうじて) 。

エドワード・ヒュー・ヘバーンは、 1908年に馬を盗んだ罪で投獄された建築請負業者でした。時間を持て余した彼は、暗号化の問題について考え始め、最終的にタイプライターを使ってプロセスを機械化する方法を考案したと言われています。彼は1912年に暗号化マシン（ローターマシンではない）の最初の特許を申請しました。^[1]当時、彼にはそのようなデバイスに取り組むための資金がありませんでした。しかし、彼は設計を作り続けました。ヘバーンは1917年にローターベースのマシンの最初の図面を作成し、^[2] 1918年にそのモデルを作成しました。1921年に彼はその特許を申請し、1924年に発行されました。^[3] 彼はさらにローターを追加して改良を続けました。^{[4] [2]} 第一次世界大戦から第二次世界大戦にかけてアメリカ海軍の暗号解読部隊（後にOP-20-Gとなる）の主任民間人従業員であったアグネス・ドリスコルは、1920年代半ばにワシントンとOP-20-Gに戻る前にヘバーンとしばらく一緒に働いていた。

ヘバーンは、このシステムが将来成功すると確信していたため、複数の投資家から資金を集めてヘバーン・エレクトリック・コード社を設立した。その後数年間、彼は繰り返しこのマシンをアメリカ海軍と陸軍、そして銀行などの商業団体に売り込もうとした。当時、暗号は政府以外ではそれほど重要とは考えられていなかったため、誰もあまり興味を示さなかった。ウィリアム・F・フリードマンがヘバーンのマシンの弱点（修復可能だが重大）を内密に分析したため、アメリカ政府への販売は非常に限られており、ヘバーンはそれらの弱点について知らされることはなかった。おそらく、こうした問題に対する一般的な嫌悪感を最もよく表しているのは、ヘンリー・スティムソンが回想録で述べた「紳士は互いのメールを読まない」という言葉だろう。^{[5]フーバー政権下で国務長官を務めたスティムソンは、}ハーバート・ヤードリーのアメリカ黒人商工会議所に対する国務省の支援を撤回し、同会議所の閉鎖に至った。

結局、投資家たちは我慢の限界に達し、ヘバーンを株価操作で訴えた。彼はまた短期間刑務所に収監されたが、マシンのアイデアを決して諦めなかった。1931年、海軍はついにいくつかのシステムを購入したが、これが彼の唯一の本当の売り上げとなった。

1919年にはローター式暗号機に関する特許が他に3件発行され、ほぼ同時期に他のローター式暗号機もいくつか独立して設計された。最も成功し、広く使用されたのはエニグマ暗号機である。

ヘバーンの設計の鍵は、両側に電気接点を持つディスクで、今日ではローターとして知られています。ローターの両側の接点はワイヤーで接続されており、片側の各文字は反対側の別の文字にランダムに接続されています。この配線は、単一の置換アルファベットをエンコードします。

ユーザーがタイプライターのキーボードのキーを押すと、バッテリーからの微量の電流がキーからディスクの入力側の接点の 1 つに流れ込み、配線を通って別の接点から出力されます。次に、この電力によって電気タイプライターの機械が作動し、暗号化された文字が入力されます。あるいは、単に電球が点灯したり、テレタイプ機の紙テープパンチが点灯したりします。

通常、このようなシステムは 16 世紀の単一アルファベット システムよりも優れているわけではありません。しかし、ヘベルン マシンのローターはタイプライターのキーボードに連動していたため、キーを押すたびにローターが回転し、置換アルファベットがわずかに変化しました。これにより、基本的な置換が、よく知られているヴィジュネル暗号に似た多アルファベット置換に変わりますが、キーや暗号文を手動で調べる必要がないという点が異なります。オペレーターは、ローターを事前に選択した開始位置に回して、入力を開始するだけです。メッセージを解読するには、ローターをソケット内で回転させて「逆向き」にし、すべての置換を逆にします。次に、暗号文を入力すると、平文が出力されました。

さらに良いことに、最初のローターの出力が次のローターの入力に接続されるように、複数のローターを配置することができます。この場合、最初のローターは前と同じように動作し、キーが押されるたびに 1 回転します。次に、隣のローターのカムを使用して追加のローターを回転させ、隣のローターが 1 回転すると、各ローターが 1 位置ずつ回転します。このようにして、このようなアルファベットの数は劇的に増加します。アルファベットに 26 文字があるローターの場合、この方法で 5 つのローターを「積み重ねる」と、26 ⁵ = 11,881,376 通りの置換が可能になります。

ウィリアム・F・フリードマンは、1920 年代にヘバーン マシンが市場に登場してすぐにこのマシンを攻撃しました。彼は、ヘバーンに似た構造のマシンをすぐに「解読」しました。このマシンでは、ローターが積み重ねられており、キーを押すたびにローターの片側または反対側が回転します (いわゆる高速ローター)。この場合、結果として得られる暗号文は、それぞれ 26 文字の単一置換暗号の連続で構成されます。彼は、十分な努力をすれば、このようなシステムに対してかなり標準的な手法を使用できることを示しました。

もちろん、この事実自体は重大な秘密でした。陸軍と海軍がヘバーンの設計を採用したがらなかったのは、彼自身も驚いたことでしょう。

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