Bu makale içeriğinde Hebern Kriptografik Rotor Makinesi mesajları otomatik ve etkili bir şekilde şifrelemeye izin veren ilk kriptografik rotor makinelerinden biriydi ve manuel olarak kullanılan şifrelerden daha karmaşık şifreleme algoritmaları sağlaması gerekiyordu. Kullanım Edward Hugh Hebern ilk rotor makinesini 1917’de yarattı ve bir yıl sonra patentini aldı. O zamana kadar, mesaj şifreleme ve şifre çözme için kullanılması gereken birkaç elektrikli makineyi zaten icat etmişti.
- 1. ALGORİTMA/ÜRÜN ÖZET
1.1. ÖZET
Kriptografik rotor makineleri, tasarımdaki bazı eksiklikler nedeniyle ABD Ordusunun birkaç kopyadan fazlasını satın almamasına neden olduğu için hiçbir zaman popüler olmadı.Algoritma diğer kriptografik rotor makinelerine benzer şekilde, Hebern makinesi de karakterleri kodlamak ve çözmek için elektrik kablolarına sahip bir disk kullandı. Her rotor, her iki tarafında 26 elektrik kontağı içeriyordu. Dönerken, kontaklar diskin her iki tarafındaki tellere olan bağlantıları değiştirdi. Diskin her iki tarafındaki teller giriş ve çıkış karakterlerine bağlandı, bu nedenle dönen disk basit bir ikame şifresi görevi gördü . Hebern makinesine takılan rotor, bir tuşa her basıldığında bir dişli döndürüyordu. Bu durumda gizli anahtar, rotorun dahili kablolaması olarak sunulabilir. Rotorun 26 bağlantısı olduğu için, temel ayarlar 26 karakterden sonra yeniden kullanılacaktır. Böyle bir şifreye saldırmak görece kolay bir iş olacaktır ve işin miktarı eski çok alfabetik ikame şifrelere saldırmakla karşılaştırılabilir . Zamanla, anahtar boyutunu uzatmak için Hebern makineye ek rotorlar ekledi. Tüm giriş harfleri tüm rotorlardan geçiyordu, bu da her harfin çıkış şifreli metin karakteri olarak teslim edilmeden önce birkaç kez değiştirildiği anlamına geliyordu. İlk rotor bir tuş vuruşundan sonra hareket ederken, sonraki her rotor bir öncekinin tam dönüşünden sonra bir kez döndü. Hebern rotor makinesinin güvenliği Makinenin güvensiz olduğu Amerikalı bir kriptograf William Frederick Friedman tarafından kanıtlandı. Rotorların yalnızca önceki disk tam bir tur döndüğünde hareket etmesi nedeniyle, tüm algoritmanın her biri 26 harfli uzun metinler içeren bir dizi tek ikame şifresine bölünebileceğini kanıtladı. Bu, şifrelemenin yaygın frekans analizi yöntemleri kullanılarak kolayca kırılabileceği kanıtlanmış oldu
2. ALGORİTMA/ÜRÜN HAKKINDA
2.1. TARİHÇESİ
Edward Hugh Hebern, 1908’de at çalmaktan hapse atılan bir inşaat müteahhitiydi. Elinde zamanla, şifreleme sorunu hakkında düşünmeye başladığı ve sonunda bir daktilo ile süreci makineleştirmenin bir yolunu bulduğu iddia ediliyor. İlk patent başvurusunu 1912’de bir şifreleme makinesi (rotor makinesi için değil) için yaptı. O zamanlar böyle bir cihaz üzerinde çalışacak kadar parası yoktu ama tasarımlar üretmeye devam etti. Hebern, rotor tabanlı bir makinenin ilk çizimlerini 1917’de yaptı ve 1918’de bir modelini yaptı; 1921’de makinesi için patent başvurusunda bulundu ve 1924’te patentini aldı. İyileştirmeler yapmaya devam ederek ilave rotorlar ekledi. ABD Donanması’nın Birinci Dünya Savaşı ile İkinci Dünya Savaşı arasındaki kriptografi operasyonunun (daha sonra OP-20-G olacak) baş sivil çalışanı olan Agnes Driscoll, Washington ve OP-20-G’ye dönmeden önce Hebern ile çalışarak biraz zaman geçirdi. .
2.2. ÇALIŞMASI
Hebern şifreleme makinesi, kağıda yazdırmak yerine 26 harfli küçük bir daktiloya benziyor. Rotor, makinenin üstünde bulunmaktadır ve elektrik sinyalini klavyenin harfleri ile ışık paneli arasında karıştırır. Her harf yazıldığında, rotor yeni bir karıştırma dizisi vererek bir boşluk döndürür. Bu karıştırma dizisi, mesajın 26 harfinden sonra tekrar eder, bu nedenle bu nispeten zayıf bir şifreliydi, ancak o sırada kullanılan şifreleme türlerine eşdeğerdi.
Bir mesajı deşifre etmek için rotor makineden çıkarılır ve geriye doğru yerleştirilir. Şifrelenmiş mesaj daha sonra yazılır ve açık metin mesajının karakterleri ışıklı panelde belirir. Bu, Hebern’i manuel bir şifreleme yerine, aynı zamanda kullanıcı dostu olan ve insan hatasına yatkın olmayan bir makine şifresi haline getirdi. Daha sonra Hebern, kullanım kolaylığı özelliklerini korurken, şifrenin gücünü büyük ölçüde artıran üç rotorlu ve beş rotorlu şifre varyantları sunacaktı.
2.3. HEBERN ŞİFRELEME MAKİNESİ VE BİRİNCİ DÜNYA SAVASI
Elektrikli rotorlara geçişin zamanlaması önemliydi, çünkü bu Birinci Dünya Savaşı sırasındaydı ve savaş sırasında kullanımı kolay şifreleme cihazlarına ihtiyaç duyuluyordu. Birinci Dünya Savaşı, o dönemde yeni bir icat olan radyonun bu kadar önemli bir rol oynadığı ilk büyük savaştı. Radyo, komutanların birliklerine anında iletişim sağlamalarını sağlayarak modern savaşı değiştirdi, ancak bu aynı zamanda tüm iletişimin düşman tarafından kesildiği anlamına geliyordu. Birinci Dünya Savaşı’na dahil olan her ülke, şifrelerinin düşman tarafından kolayca “okunduğunu” görünce dehşete düştü. Birinci Dünya Savaşı’nın antika, manuel şifreleme yöntemleri artık işe yaramayacaktı.
- ALGORİTMA/ÜRÜN KRİPTOANALİZ
3.1. YAPILAN ÇALIŞMALAR
Amerika Birleşik Devletleri’nde Edward Hugh Hebern,1917’de tek bir rotor kullanarak rotorlu bir makine yaptı. Böyle bir sistemi ABD Ordusuna sattı daha sonraki süreçlerde ise kullanım kolaylıkları özelliğini korurken şifrenin gücünü büyük ölçüde arttıran üç rotorlu ve beş rotorlu şifre varyantları sunacaktı. Bu aşamada beş rotorlu bir dizi farklı makine üretti ancak başarısı sınırlıydı ve 1931’de ABD Donanmasına çok az sayıda makine sattı.
3.2. KRİPTOANALİZ DETAY
Hebern’in makinelerinin piyasaya sürülmesinden kısa bir süre sonra, ABD Donanması bazılarını tedarik etti ve onları değerlendirmeye aldı. 1924’te, şifreli mesajların gerçekte ne kadar güvenli olduğunu belirlemek için, Sinyal İstihbarat Servisi’nde bir Ordu kriptanalisti olan William Friedman’dan gizli yardım istediler. Friedman’a makineyle şifrelenmiş 10 mesajlık bir set verildi ve onları kırmanın bir yolunu bulabildi.
Friedman, Hebern makinesini kırmak için bir “böl ve yönet” stratejisi ile birlikte istatistiksel bir yaklaşım kullandı.Friedman’ın gördüğü gibi, yalnızca iki bilinmeyen vardı, şifre çarkı (yirmi altı karakterli) ve makinenin geri kalanı. Şifreleme çarkı düzenli ve tahmin edilebilir şekilde adım attığından, makinenin geri kalanı bir sabit olarak kabul edilebilir. O zaman, tek tek bileşenleri sıralı olarak analiz etmek basit bir meseleydi. Friedman, deneyimlerinden, o dönemin tüm makineleri gibi, Hebern şifreleme rotorlarının düzenli olarak ilerlemesinin, matematiksel olarak istismar edilebilen, içsel bir kriptolojik güvenlik açığı oluşturduğunu fark etti.
Friedman, rastgele beş birim anahtarlardan oluşan uzun diziler oluşturmanın nispeten kolay olacağını ve bandın kendisinin kolayca değiştirilebilir ve nispeten ucuz olduğunu düşündü. Bir banda açılan delikler, sensör kontaklarının bir elektrik akımını açıp kapatmasına izin vererek bir şifreleme makinesinin rotorlarının adım atmasına neden olur. Bu nedenle, her bir tuş vuruşuyla, beş gruplu bir bantta rastgele yerleştirilmiş delikler, bir veya daha fazla şifre rotoru için görünür bir rastgele adım üretecektir. Şifreleme metni küçük bir bant üzerine basılır. Şifre çözme işlemi tersine çalışır. Anahtar bandı güvenli tesislerde üretilebilir, uygun alıcılara dağıtılabilir ve önceden belirlenmiş, katı şekilde empoze edilmiş programlara göre makineye yerleştirilebilir.
William Friedman’ın cihazı için tasarladığı kripto rotor tekerlekleri, çevresinde bir alfabe bulunan düzleştirilmiş silindirlerdi. Silindirin bir yüzünde, ondan çıkıntı yapan yirmi altı
yaylı bakır pim vardı; diğer yüzde yirmi altı düz bakır kontak vardı. Her silindirin içinde bir taraftaki elektrik kontaklarını diğer taraftaki pimlere bağlayan bir tel labirenti vardı. Bu nedenle, diyelim ki, bir tarafta A harfi ile başlayan bir elektriksel dürtü, diğer tarafta H’ye bağlanabilir ve rastgele bir şekilde çarkın etrafında böyle devam edebilir. Bir iş mili üzerinde yan yana dizilmiş birkaç silindir, impulsları daha da karıştırabilir.
Yeterli çaba gösterildiğinde, oldukça standart tekniklerin bu tür sistemlere karşı kullanılabileceğini gösterdi.Elbette bu gerçek başlı başına büyük bir sırdı. ABD Ordu ve Donanmasının neden Hebern’in tasarımını kullanmak istemediğini açıklayabilir.
3.3. ALGORİTMA DEĞERLENDİRME
Diğer kriptografik rotor makinelerine benzer şekilde, Hebern makinesi de karakterleri kodlamak ve çözmek için elektrik kablolarına sahip bir disk kullandı.
Her rotor, her iki tarafında 26 elektrik kontağı içeriyordu. Dönerken, kontaklar diskin her iki tarafındaki tellere olan bağlantılar değiştiriliyordu. Diskin her iki tarafındaki teller giriş ve çıkış noktalarına bağlandı, bu nedenle dönen disk basit bir ikame şifresi görevi gördü. Hebern makinesine takılan rotor, herhangi bir tuşa her basıldığında bir dişli döndürüyordu. Bu durumda gizli anahtar, rotorun dahili kablolaması olarak belirtilebilir. Rotorun 26 bağlantısı olduğu için, temel ayarlar 26 karakterden sonra yeniden kullanılacaktır. Böyle bir şifreye saldırmak görecelikle kolay bir işlem olacaktır ve işlemin miktarı çok eski alfabetik ikame şifrelere saldırmakla karşılaştırılabilir. Zamanla, anahtar boyutunu uzatmak için Hebern makineye ek rotorlar ekledi. Tüm giriş harfleri tüm rotorlardan geçiyordu, bu da her harfin çıkışını şifreli metin karakteri olarak teslim edilmeden önce birkaç kez değiştirildiği anlamına geliyordu. İlk rotor bir tuş vuruşundan sonra hareket ederken, sonraki her rotor bir öncekinin tam dönüşünden sonra bir kez daha döner.
Sonuç olarak ;
Hebern Şifreleme Makinasının İncelenmesini yaptığımız bu makale içeriğinde internet üzerinde kaynağı kısıtlı olan bu şifreleme makinası hakkında detaylı bilgilendirme sağlamış olduk. Umarım herkes için Faydalı olacaktır.
Teşekkürler.