タイプB暗号機 – 日本語百科事典辞書

Type_B_Cipher_Machine

は、日本の外交官庁が外交通信に使用した第二次世界大戦時代の暗号についてです。その他の第二次世界大戦時代の外交暗号については、日本軍および外交コードを参照してください
暗号の歴史において、「ヨーロッパ文字用システム97タイプライター」（九七式欧文計機）または「タイプB暗号機」（米国ではコード名はパープル）は、2月から日本外務省で使用されていた暗号化機でした。1939年から第二次世界大戦の終わりまで。このマシンは、ステッピングスイッチを使用して最も機密性の高い外交トラフィックを暗号化する電気機械デバイスでした。すべてのメッセージは、電信に一般的に使用されていた26文字の英語のアルファベットで書かれていました。日本語のテキストは音訳またはコード化する必要がありました。26文字は、ボードをそれぞれ6文字と20文字の2つのグループに接続します。6グループの文字は6×25置換テーブルを使用してスクランブルされましたが、20グループの文字は3つの連続する20×25置換テーブルを使用してより完全にスクランブルされました。
米陸軍信号インテリジェンスサービスによって構築された日本のタイプB暗号機（コードネームパープル）のアナログ
使用中の紫色のアナログ
コードネーム「Purple」の暗号は、以前日本外務省で使用されていたタイプAレッドマシンに取って代わりました。60代と20代の部門は、タイプA暗号に関する作業から、米国陸軍信号インテリジェンスサービス（SIS）の暗号技術者に精通しており、メッセージの6分の1の部分を早期に進歩させることができました。20年代の暗号ははるかに困難であることが判明しましたが、1940年9月の突破口により、米国の誰も説明をしていなくても、陸軍の暗号学者は日本のマシンの動作を複製した（アナログであった）マシンを構築できました。
日本人はまた、アルファベットを分割しないコードネームのコーラルとジェイドのシステムでステッピングスイッチを使用していました。アメリカ軍は、解読から得られた情報をマジックと呼んでいました。

コンテンツ
1 日本の暗号機の開発
1.1 概要 1.2 赤のプロトタイプ 1.3 赤 1.4 紫の
2 設計
2.1 ステッピングスイッチ 2.2 ステッピングオーダー
3 弱点と暗号解読
3.1 アメリカのアナログ 3.2 日本の機械の断片的な回復
4 連合国の復号化の影響
5 参考文献
6 参考文献
7 外部リンク
日本の暗号機の開発編集

概要
日本海軍が協力しませんでした陸軍戦前の暗号機の開発に、と協力の欠如は、第二次世界大戦まで続きました。海軍は、パープル暗号を破壊するのは十分に困難であると信じていたため、セキュリティを向上させるためにそれを修正しようとはしませんでした。これは、暗号解読のバックグラウンドを持たない数学者、高木貞治のアドバイスによるものと思われます。外務省は海軍から赤紫を支給された。日本当局の誰も、両方のマシンの弱点に気づいていませんでした。
終戦直前、陸軍は海軍に紫の弱点を警告したが、海軍はこの助言に基づいて行動しなかった。
陸軍は、同じ原理で、独自の暗号機を開発したエニグマ- 92 -四季injiki、97-志木injikiと1-四季1-ゴーinjiki – 1932から1941年ザ・アーミーに、これらのマシンは、より低いセキュリティを持っていたと判断し海軍の紫のデザインなので、陸軍の2台の暗号機はあまり使用されていませんでした。

赤のプロトタイプ

日本のタイプA（RED）暗号マシン
ワシントン海軍軍縮条約の交渉における日本の外交通信は、1922年にアメリカ黒人会議所によって破られ、これが公に知られるようになると、彼らの安全を改善するためのかなりの圧力がかかった。いずれにせよ、日本海軍は次のロンドン海軍軍縮会議のために最初の暗号機を開発することを計画していた。日本海軍総務部第10課（暗号とコード）の日本海軍大尉伊藤理三郎が作業を監督した。
機械の開発は、日本海軍工科大学電気研究部第6節の責任でした。1928年、チーフデザイナーの田辺和夫と海軍司令官の柿本源一郎が、レッドのプロトタイプ「ローマ型ライター暗号機」を開発しました。
プロトタイプは、プラグボードを備えたクリハ暗号機と同じ原理を使用し、1930年のロンドン海軍軍縮会議の交渉で日本海軍と外務省によって使用されました。

赤
タイプA暗号マシン
試作機は1931年にようやく「タイプ91タイプライター」として完成しました。1931年は日本帝国暦の2591年でした。そのため、開発された年から「91-shiki」という接頭辞が付けられました。
injiki 91-四季ローマン文字のモデルはまた、米国の暗号解読によって「赤」のコードネーム、「タイプA暗号機」として外務省で使用されていました。
ハーフロータースイッチの接点を毎日清掃しない限り、Redマシンは信頼できませんでした。母音（AEIOUY）と子音を別々に暗号化して、おそらく電報のコストを削減しました：842–849 。これは重大な弱点でした。海軍も使用さ91 -志木injiki カナの拠点で、その船に-letterモデルを。

紫の

第二次世界大戦の終わりにベルリンの日本大使館から回収されたタイプ97「パープル」暗号機の断片。紫色のコードは
、1940年に米国陸軍の信号インテリジェンスサービスによってリバースエンジニアリングされました
回収されたタイプ97フラグメントの側面図。3つの
ステッピングスイッチは、「20年代」の暗号の1つのステージを実装し、20文字の25の
順列が、下のワイヤの塊によってエンコードされました。
1937年、日本人は次世代の「タイプ97タイプライター」を完成させました。外務省のマシンは「タイプB暗号解読機」であり、米国の暗号解読者によってコードネームはパープルでした。
パープルのチーフデザイナーは田辺和夫。彼のエンジニアは山本正二と鈴木栄吉でした。鈴木栄吉は、面倒なハーフロータースイッチの代わりにステッピングスイッチの使用を提案しました。
明らかに、パープル暗号はレッドよりも安全でしたが、海軍はレッドがすでに壊れていることを認識していませんでした。紫のマシンは、アルファベットの6文字が別々に暗号化されるという赤のマシンからの弱点を継承しました。赤とは異なり、文字のグループは9日ごとに変更されて発表されましたが、赤ではラテン語の母音「a」、「e」、「i」、「o」、「u」、「u」として恒久的に固定されていました。 y ‘。したがって、米軍SISは、他の20文字に使用されている暗号を解読する前に、6文字に使用されている暗号を解読することができました。

設計

US Signals IntelligenceServiceによって再構築されたPurpleマシンと同等のアナログ。手動の
赤いアナログも表示されます

SISが最初のパープルを構築するために使用したタイプと同様の6レベルの電話
ステッピングスイッチ。アナログ。電話博物館に展示されてい
SISパープルアナログマシンの概略図

1944年3月のフロントパネルは、米陸軍のPURPLEアナログを改良しました。3列のインジケーターライトは、各ステージのローターの位置を示します。中央の取り外し可能なプラグボードがアルファベットを選択します。6ポジションスイッチはステップ順を選択し、上部中央のボックスのボタンを使用して各ローターの初期位置を設定します。出展
国立暗号博物館

改良された米陸軍PURPLEアナログの内部配線。「20文字」の3つのステッピングモーターステージがすべて表示されます。多くのワイヤーを備えた3つの大きな長方形のパネルは、各ステージの置換マトリックスを実装します。20代のステッピングスイッチはそれぞれ、配線パネルの下に6文字のステッピングスイッチは中央付近に

改良されたUSアナログのステッピング順序を選択する6ポジションスイッチのクローズアップ
タイプB暗号化マシンは、いくつかのコンポーネントで構成されていました。米陸軍によって再建されたように、タイプAマシンで使用されているものと同様に、両端に電動タイプライターがありました。タイプBは、暗号化のために次のように編成されました。
入力タイプライター
タイプライターキーボードからの文字を並べ替えて、6文字のグループと20文字のグループに分離する入力プラグボード
6つのグループの文字の25の順列から1つを選択するために配線された6つの層を備えたステッピングスイッチ
直列に接続された3段のステッピングスイッチ（I、II、III）。各ステージは、事実上、各レイヤーに25の出力を持つ20レイヤーのスイッチです。各段階では、20代のグループの文字の25の順列から1つを選択します。日本人は、3つの7層ステッピングスイッチを組み合わせて各ステージを構築しました（写真を参照）。US SISは、最初のアナログマシンでステージごとに4つの6層スイッチを使用しました。
入力順列を反転し、印刷のために文字を出力タイプライターに送信する出力プラグボード
出力タイプライター
復号化の場合、データフローは逆になります。2番目のタイプライターのキーボードが入力になり、20文字が逆の順序でステッピングスイッチステージを通過します。

ステッピングスイッチ
足踏みスイッチは、一般電話交換システムにおける時刻で使用した多層機械装置です。各層には、半円弧状に配置されたタイプBの25個の電気接続のセットがこれらは動かず、固定子と呼ばれます。半円の焦点にあるローターのワイパーアームは、一度に1つのステーター接点に接続します。各層のローターは、ラチェットに接続された電磁石がパルスされるたびに、あるステーター接点から次のステーター接点に進む単一のシャフトに取り付けられています。実際には、各レベルに2つのワイパーアームがあり、互いに接続されているため、一方のワイパーが半円の最後の接点を超えて進むと、もう一方のワイパーが最初の接点に係合します。これにより、電磁石がパルス化されるときに、ローター接続が25個のステーター接点すべてを循環し続けることができます。
20代の文字を暗号化するには、3つの段階のそれぞれに20層のステッピングスイッチが必要でした。日本語版と初期のアメリカのアナログはどちらも、電話交換機で使用されているタイプのいくつかの小さなステッピングスイッチから各ステージを構築しました。アメリカのアナログは、4つの6レベルスイッチを使用して1つの20層スイッチを作成しました。各ステージの4つのスイッチは、同期してステップするように配線されています。国立暗号博物館に展示されているタイプ97の日本の機械の断片は、現存する最大の作品であり、3つの7層ステッピングスイッチがあります（写真を参照）。米陸軍は1944年に改良されたアナログを開発しました。これは、単一のシャフト上の各ステージに必要なすべてのレイヤーを備えています。改良されたアナログでは、追加のレイヤーを使用して、各スイッチバンクをキーで指定された初期位置に自動的に設定しました。
ただし、実装された場合、各ステージの20層ステッピングスイッチには、20個のローター接続と500個のステーター接続、各層に1個のワイパーと25個のステーター接点がありました。隣接するステージまたはプラグボードに接続するには、各ステージの両端に正確に20の接続が必要です。ローター側はローターが20個あるので問題ありません。ステージの固定子端では、20層のそれぞれの同じ回転子位置に対応する固定子接点のすべての列がスクランブルされた順序で20本の出力ワイヤ（図のリード線）に接続され、20個の入力の順列を作成します。これは、ローターの位置ごとに異なる方法で行われます。したがって、各固定子出力ワイヤには、レベルは異なりますが、各回転子位置から1つずつ、合計25の接続がこれを行うために必要な接続は、初期の米国のアナログでワイヤーの「ネズミの巣」を作成しました。改良されたアナログは、写真の各ステッピングスイッチの上に見えるはんだ付け端子の3つのマトリックスで配線をよりきれいに整理しました。

ステッピングオーダー
ステージは双方向でした。信号は、暗号化のために一方向に、復号化のために他の方向に各ステージを通過しました。ドイツのエニグママシンのシステムとは異なり、ステージの順序は固定されており、リフレクターはありませんでした。ただし、ステッピングの配置は変更できます。
Sixesスイッチは、暗号化または復号化された文字ごとに1つの位置に移動しました。20年代のスイッチの動きはもっと複雑でした。3つのステージは、高速、中速、または低速のステップに割り当てられました。この割り当てを行うには6つの方法があり、メッセージインジケーターと呼ばれる各メッセージの先頭に含まれる番号によって選択が決定されました。米国で改良されたアナログには、この割り当てを行うための6ポジションスイッチが写真を参照してメッセージインジケータは、20代のスイッチの初期位置も指定しました。マルチパートメッセージが送信された場合、インジケータはメッセージまたはメッセージの一部ごとに異なりました。キーの最後の部分であるアルファベットのプラグボードの配置は、毎日変更されました。
20代のスイッチのステッピングは、6番のスイッチによって部分的に制御されていました。3つのスイッチのうちの1つが、キャラクターごとにステップされます。6番目のスイッチが25番目の位置にある場合を除いて、高速スイッチは各文字に対してステップしました。次に、中型スイッチが25番目の位置にない限り、ステップしました。25番目の位置にある場合は、低速スイッチがステップしました。

弱点と暗号解読

1941年12月7日に日本人が米国政府に配信した14部構成のメッセージの最初の部分の紫色の暗号文
。メッセージインジケータからローターの初期位置とステップ順序を推定する右上の手書きの計算に注意して
SISは、1938年に、デコードされたメッセージから新しい外交暗号が導入されることを学びました。タイプBのメッセージは、1939年2月に表示され始めました。タイプBには、設計にいくつかの弱点があり、使用方法にいくつかの弱点がありました。頻度分析では、暗号文のアルファベット文字の26文字のうち6文字が、より均一に分散された他の20文字よりも目立つようになることがよくこれは、タイプBがタイプAで使用されたのと同様の平文文字の分割を使用したことを示唆しています。「6」に使用された弱い暗号化は分析が容易でした。Sixes暗号は、それぞれが連続して使用される25個の固定順列アルファベットを使用した多表式暗号であることが判明しました。インジケーターが異なるメッセージの唯一の違いは、アルファベットのリストの開始位置でした。SISチームは、1939年4月10日までに25の順列を回復しました。頻度分析は、ローマ字の日本語テキストの存在と、5月初旬に日本語版のフィリップスコードが導入されたために複雑になりました。
メッセージ全体に散らばっている26文字のうち6文字の平文を知っていると、特に文章が高度に様式化されている場合に、メッセージの残りの部分を推測できることがありました。いくつかの外交メッセージには、米国政府から日本政府への手紙のテキストが含まれていました。このようなメッセージの英語のテキストは通常入手できます。一部の外交局は、特に導入の初期にはタイプBを備えておらず、同じメッセージがタイプBとSISが破ったタイプAレッド暗号で送信されることもありました。これらはすべて、20代の暗号を攻撃するためのベビーベッドを提供しました。
ウィリアムF.フリードマンは1939年8月にBシステムを攻撃する暗号学者のグループを率いるように任命されました。：10 ベビーベッドを持っていても、進歩は困難でした。フリードマンによれば、20年代の暗号で使用される順列は「見事に」選択され、プラグボードのアルファベットは毎日変更されるため、単一のインジケーターで暗号化された十分なトラフィックを待つことによって周期性が発見される可能性は低いことが明らかになりました。暗号学者は、同じインジケーターを使用して異なる日に送信されたメッセージを、同じ日に送信されたように見える同種のメッセージに変換する方法を開発しました。これにより、同じ設定（インジケーター59173の6つのメッセージ）に基づいて十分なトラフィックが提供され、20代の暗号の内部動作を明らかにする周期性を見つける機会が得られました。
1940年9月20日午後2時頃、ジェネビーブグロージャンは、一連のワークシートを持って、会話に夢中になっている男性のグループに近づき、フランクローレットの注意を丁寧に引き付けようとしました。彼女は20代の暗号のサイクルの証拠を見つけました。20年代の暗号のこの最初のブレークで祝賀会が行われ、すぐにレプリカマシンを構築できるようになりました。：99 インジケーター59173を使用する他のメッセージのペアは、9月27日までに復号化されました。これは、偶然にも、ナチスドイツ、イタリア、および日本の三者合意が発表された日付です。他の119の可能な指標の意味を回復するためにやるべきことはまだたくさんありました。1940年10月の時点で、指標設定の3分の1が回復しました。：7 時々、日本はタイプBシステムを強化するために新しい操作手順を制定したが、これらはしばしば古いシステムの外交成果へのメッセージで説明され、アメリカ人に警告を与えた。：p。29
パープルマシンの再構築は、ラリークラークのアイデアに基づいていました。パープルキーイング手順の理解への進歩は、USNのLt Francis A.Ravenによって行われました。最初の休憩の後、レイヴンは、日本人が月を3つの10日間の期間に分割し、各期間内で、小さな予測可能な変更を加えて、初日のキーを使用したことを発見しました。
日本人は、タイプBは戦争中、そして戦後しばらくの間でも、ドイツ人から別の方法で知らされていたとしても、壊れることはないと信じていました。1941年4月、ワシントンDCのドイツ大使館の外交官であるハンストムセンは、ドイツの外務大臣ヨアヒムフォンリッベントロップにメッセージを送り、「絶対に信頼できる情報源」がトムセンにアメリカ人が日本人を破ったと伝えたと伝えました。外交暗号（つまり、パープル）。その情報源は明らかに、米国のサムナー・ウェルズ国務次官からの連絡に基づいてリークを推測した、ソビエト駐米大使のコンスタンティン・ユマンスキーでした。メッセージは正式に日本人に転送されました。しかし、コードの使用は継続されました。

アメリカのアナログ
SISは、1940年後半にPurpleメッセージを復号化できる最初のマシンを構築しました。2番目のPurpleアナログは、米国海軍向けにSISによって構築されました。3分の1は1941年1月にHMSキングジョージ5世でイギリスに送られ、ハリファックス大使をアメリカに連れてきました。その紫のアナログには、4人のアメリカの暗号学者、2人の陸軍、2人の海軍のチームが同行し、ドイツに対するイギリスの成功に関する情報を受け取りました。交換の暗号。この機械はその後シンガポールに送られ、日本人が南にマラヤを通ってインドに移動した後。4番目のパープルアナログはフィリピンに送られ、5番目はSISによって保管されました。もともとハワイを対象とした6つ目は、そこで使用するためにイギリスに送られました。：p.23 パープルの迎撃は、ベルリンの日本大使によってその暗号で送られたドイツの計画に関する詳細な報告のために、ヨーロッパの劇場で重要であることが証明されました。

日本の機械の断片的な回復
米国は、1945年にドイツが敗北した後、ドイツの日本大使館からパープルマシンの一部を入手し（上の画像を参照）、日本人がSISのレオローゼンが選択したものとほぼ同じ構造のステッピングスイッチを使用していたことを発見しました。 1939年と1940年にワシントンで複製（またはパープルアナログマシン）を構築しました。ステッピングスイッチはユニセレクターでした。アメリカ、イギリス、カナダ、ドイツ、日本のような国の自動電話交換機で大量に使用されている標準コンポーネントであり、広範なダイヤル電話システムを備えています。米国はパープルアナログの各ステージで4つの6レベルスイッチを使用しましたが、日本は3つの7レベルスイッチを使用しました。どちらも20年代の暗号を同じように表しています。注しかしながら、これらは、2つのモーションまたはなかったことStrowgerスイッチ時々記載：二十から五Strolger型（SIC）ステッパスイッチ…
どうやら、世界中の日本大使館と領事館（例えば、アクシス諸国、ワシントン、ロンドン、モスクワ、そして中立国）と日本自体にある他のすべてのパープルマシンは、日本人によって破壊され、小さな粒子に粉砕されました。1945-52年の日本におけるアメリカの占領軍は、残りの部隊を捜索しました。同様の原理に基づいて構築されたが、6と20の分離がない完全なジェイド暗号マシンがキャプチャされ、NSAの国立暗号博物館に展示されています。

連合国の復号化の影響
パープル暗号自体は1938年6月に日本で最初に使用されましたが、アメリカとイギリスの暗号解読者は真珠湾攻撃のかなり前にそのメッセージの一部を解読していました。米国の暗号アナリストは、1941年12月7日、ワシントンの日本大使館がそうする前に、ワシントン時間の午後1時に米国との交渉を打ち切るために、日本の14部構成のメッセージを解読してワシントン大使館に翻訳しました。大使館での解読とタイピングの難しさは、時間通りに行われることの重要性を知らなかったことと相まって、「野村ノート」が遅れて配達された主な理由でした。
第二次世界大戦中、ナチスドイツ駐在の日本大使である大島浩将軍は、ドイツの軍事問題について十分な情報を持っていました。彼の報告は紫で暗号化されたラジオメッセージで東京に行きました。ヒトラーが1941年6月3日に彼に言ったというコメントがありました。「あらゆる確率でロシアとの戦争は避けられない」。1942年7月と8月に、彼は東部戦線をツアーし、1944年に、彼はフランスとベルギーの海岸に沿った侵略に対して大西洋の壁の要塞をツアーしました。9月4日、ヒトラーはドイツがおそらく11月に西側でストライキを行うと彼に語った。
それらのメッセージは連合国によって読まれていたので、それらは西ヨーロッパの来たるべき侵略に対するドイツの軍事的準備についての貴重な情報を提供しました。彼はジョージ・マーシャル将軍によって「ヨーロッパにおけるヒトラーの意図に関する情報の私たちの主な基礎」と説明されました。
解読された紫の交通と日本のメッセージは、第二次世界大戦後の議会で、真珠湾攻撃の発生を誰が許可したのかを決定する試みに関連して、一般に厳しい公聴会の対象でした。日本人が初めてパープル暗号機が実際に壊れていることを知ったのは、それらの公聴会の間にでした。（論争と調査の詳細については、真珠湾攻撃陰謀論の記事を参照して）
ソビエトも1941年後半に紫のシステムを破ることに成功し、リヒャルト・ゾルゲからの報告とともに、日本がソビエト連邦を攻撃するつもりはないことを知りました。代わりに、その目標は東南アジアとそこでのアメリカとイギリスの利益に向けて南向きでした。これにより、スターリンは12月にドイツ軍がモスクワに押し寄せるのを阻止するために、かなりの勢力を極東からモスクワに移動させることができました。

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外部リンク
コモンズには、PURPLE暗号マシンに関連するメディアが
タイプBマシンに関する日本のの記事には、置換テーブル、詳細なステッピングアルゴリズム、句読点コード、サンプルの復号化など、多くの技術情報が含まれています。また、日本の情報源からアメリカの解読に対する反応もウェブサイトのリンクhttps://ja.wikipedia.org/wiki/パープル暗号をGoogle翻訳に入力し、をクリックすると、実用的な英語の翻訳が提供されます。
赤と紫：ストーリーは、赤と紫の暗号を複製して解決しようとするNSAアナリストの現代の試みを語りました。Cryptologic Quarterly Article（NSA）、1984-1985年秋冬-Vol。3、No。3-4（最終アクセス日：2016年8月22日）。
WebベースのPurpleSimulator（最終アクセス日：2019年2月10日）
Pythonで書かれたPurpleMachineシミュレーター
Javaで記述されたGUIPurpleMachineシミュレーター
紫、珊瑚、翡翠
Purple Machine Informationとシミュレーター（非常に古いWindows用）。”