Italian Enigma:OMI密码机

第二次世界大战期间的德国盟国-保加利亚,匈牙利,罗马尼亚,芬兰,意大利-只有意大利拥有足够水平的密码学知识和技术,可以创建自己的旋转密码机版本。 意大利密码学家
甚至为其车队开发了Enigma的改版。 密码机由意大利Ottico Meccanica Italiana公司(OMI)制造



Ottico Meccanica Italiana(OMI)是一家摄影测量设备的意大利制造商。 该公司于1926年由Umbert Nistri(1895-1962)在罗马成立。 1962年翁贝托(Umberto)去世后,他的儿子拉斐尔(Raffaello)(1920-1981)领导公司近20年的发展。 1981年拉斐尔去世后,OMI与直升机制造商Agusta合并。

第二次世界大战(1939-1940)初期,OMI以“秘密模式”开发了一种机电加密机,该机最终被意大利军队(Regio Ersetico),空军(Regia Aeronautica)和海军(Regia Marina)使用。 这台机器叫做Cryptograph Alpha,它是建立在德国谜语的原理上的。 她有5个转子,最左侧充当反射器(reflector)。 但是,与Enigma不同,该机器配备了内置打印机,信息直接显示在纸带上。 密码图Alpha的转子像Enigma G一样具有不规则的步进。回想一下,Enigma G有四个金属转子:最右边的三个转子-编码转子,左边的一个反射镜。 反射器在加密过程中移动,并且在转子的左侧安装了一个计数器(Zählwerk)。



在1950年代初期,OMI开发了Cryptograph Alpha(称为密码仪)的后继产品。 它的尺寸比以前的产品大,该机器已经包含一个改进的7转鼓:5个编码转子,每个转子有两个芯,1个定制编码转子和1个定制反射器。 像密码图Alpha一样,该机器以转子的不规则运动而著称。

这一切是如何开始的,或者是OMI的一些历史


OMI由翁贝托·尼斯特里(Umberto Nistri)创立,他于1895年9月16日出生于罗马,拉斐尔和莱蒂齐亚·尼斯特里的长子。 他的父母是表亲,彼此同姓,来自意大利塞斯托·菲奥伦蒂诺附近的一个小镇昆托。 翁贝托(Umberto)出生前不久,一家人搬到罗马,今天是普拉蒂(Prati)地区。 翁贝托在这里出生,并迈出了第一步。



翁贝托的父亲拉斐尔(Rafael)来自一个农民家庭,但是为了给他的孩子们过上更好的生活,他去了意大利军队服役。 再有五个孩子出生后,一家人搬到了离蒙特马里奥不远的特里翁法尔堡,他们的父亲被安置在一个军事基地。 正是在这里,翁贝托激发了他对航空摄影的热情。

尽管他希望成为一名工程师,但由于缺乏资金,翁贝托不得不以测量师的身份学习(1913年)并从事该专业。 1915年,当意大利参加第一次世界大战时,翁贝托开始对军用航空产生兴趣,他被吸引了。 他离开了工作,在军队(炮兵)中占据了一席之地。 后来被送到前线(意大利东部)。

1916年,他短暂回国,母亲病了,她的病情大大恶化。 死后,乌梅托(Umerto)忘记了他对母亲不许飞行的承诺,并于1917年签署了一份培训课程,成为一名观察员飞行员。 训练后,他加入了圣贾斯汀的第35中队,监视敌人的领土并拍照。 他获得了两枚银牌-作为战争中勇气的荣誉。

拉斐尔(Rafael)的父亲在1918年第一次世界大战结束后去世,翁贝托(Umberto)和他的兄弟阿梅德(Amedeo)照顾了年幼的孩子。 必须养家糊口,因为他决定留在空军。 一年后(1919年),翁贝托与小学萝拉的一位老师结婚,他们的相识发生在罗马战争爆发之前。 婚姻中有两个儿子:保罗·埃米利奥(Paolo Emilio)和拉斐尔(Rafael)。

凭借其在飞行,摄影和制图方面的军事经验,翁贝托·尼斯特里(Umberto Nistri)能够开发一种从立体航空照片中获取地形图的工具。

基本版本的第一个专利“ fotocartografo”于1919年获得,到1922年,其摄影测量传感器的最终版本已准备就绪。 其余专利分别于1925年(模型II)和1929年(模型III)获得。 同时,为了资助他在摄影测量领域的持续研究,Nistri开发了他的首个用于空中航行的设备。



1921年,他与他的兄弟Amedeo共同创立了第一家从事使用航空摄影和摄影测量技术进行地形图商业化生产的公司-称为SocietàAnonima Rilevamenti Aerofotogrammetrici或SARA-Nistri。 1930年,Ottico Meccanica Italiana(也称为OMI或OMI-Nistri)开始运营。

遗憾的是,诸如1936年阿米德奥弟兄去世和第二次世界大战爆发等事件变得致命:1939年,SARA-Nistri不再存在,OMI-Nistri的生产也被暂停。 幸运的是,Nistri收到了为意大利武装部队秘密开发和生产加密机的订单。

战争结束后,该公司逐渐意识到,出现了在世界各地销售其产品和加密机的机会。 1961年,随着计算机的出现,该公司率先向市场提供数字摄影测量设备。 1954年,又开发了另一台密码机,即Criptograph,然后是Cryptograph-CR。

翁贝托·尼斯特里(Umberto Nistri)于1962年4月24日去世。 他的儿子拉斐尔(Raffaello)在去世后又领导了20年,该公司被意大利直升机制造商阿古斯塔(Agusta)收购(1981年)。 在漫长而令人印象深刻的职业生涯中,翁贝托·尼斯特里(Umberto Nistri)赢得了许多奖项,获得了世界各地大学的荣誉学位,并且是最负盛名的社会和学术机构的荣誉成员。 OMI历史总部附近的一条街道以他的故乡罗马为他命名。

直接关于OMI加密机


OMI Alpha


Cryptograph-Alpha(即Alpha)是一种旋转式机电加密机器,由OMI在1939年左右的二战初期由OMI秘密开发和制造。 它旨在供意大利军队(Regio Ersetico),空军(Regia Aeronautica)和海军(Regia Marina)使用。 如前所述,它类似于德国之谜,它有5个加密转子,包括一个移动反射镜。

一台机器具有不规则的转子步进,每个转子的圆周上都有凹槽,这类似于Enigma G中的Zählwerk设备。与Enigma的不同之处在于Alpha带有另一个加密轮,并且由电机驱动,这增加了加密设备的速度。 信息直接显示在打孔的纸带上,从而可以将机器的控制权“转移”到只有一名操作员的手中。 键盘由26个键,26个拉丁字母组成,字母“ W”用作空格。



上图中是一台典型的海军Alpha密码机。 它与EnigmaZählwerk非常相似,但更加精致。 该声明可能并不完全正确,因为到目前为止,在公共领域中有关这些机器的信息很少。 直到今天,只有少数汽车幸存。 第二次世界大战结束后,OMI逐渐开始恢复其日常活动,开发了OMI Alpha的多个继任者,同样是针对意大利武装部队,1954年的OMI密码记录仪是其中的第一台。

管理学


下图显示了OMI Alpha的各种控件和功能。 该机制是前面带有键盘的情况。 键以QZERTY顺序排列,使用字母“ W”代替空格。 右下角是进纸装置。



左前部集成有打印机,该打印机将输出输出到纸带。 五个密码转子位于右侧,在进纸单元的正上方,无需打开机器即可安装。



转子


五个加密转子位于机器的右侧,并突出到机壳顶盖上方,由透明的铰链盖保护,用户无需打开机器即可轻松设置消息密钥。 没错,要更改转子的顺序,您必须首先卸下顶盖,该顶盖位于前面板的顶部中央,该顶盖已通过物理锁关闭。 只有具有适当安全检查权限的人员才能设置每日密钥。

上图显示了卸下顶盖时的转子。 每个转子的右侧有26个弹簧触点,左侧有26个扁平触点。 极右转子的弹簧触点与右侧接触板(或输入盘)上的26个扁平触点配对。

转子安装在主轴上,转子插入右侧的机器中,由铰链盖和另一个物理锁保护。

最左边的转子是一个反射镜,在运行过程中会运动。 实际上,Alpha设计类似于Enigma设计。 反射器在右侧仅具有26个触点,并向加密转子返回电流。



上面的简化图显示了按下键时流过加密转子的电流。 在示例中,按下字母“ A”,将电流提供给输入磁盘(ED)的触点“ A”。 电流从那里流过加密转子并驱动它们(按IV,III,II,I的顺序)。 包含13根导线的Reflector®将电流返回到加密转子(按I,II,III和IV的顺序),直到它再次通过输入磁盘离开感光鼓为止。 在此示例中,字母“ A”被转换为字母“ D”。



四个加密转子(I,II,III和IV)可以互换,并且可以24种不同的顺序(4 x 3 x 2)安装在主轴上。 反射器与其他转子不同,因为它仅在一侧具有触点。 它固定在适当的位置,并有一个连接到车身的齿轮(左)。 每次按下一个键,该车轮都会前进一步。



尽管OMI Alpha中的旋转增量机构几乎与EnigmaZählwerk机构相同,但应注意的是,与Enigma相比,车轮的旋转增量顺序是从左到右,而不是从右到左。 换句话说:反射器是快速转子。

每次按下该键时,左侧的极端转子(即反射器)将迈出一步,在此过程中,转子的上部向机器后部移动。 这意味着,如果在按下字母“ A”之前可见,那么在之后-“ B”将会可见。

每个转子的左侧有26个销,右侧有有限数量的销。 反射器右侧的针脚数量有限,与加密转子的26个针脚相邻。 它们通过转子后面的小齿轮连接。 每当转子右侧接触时,齿轮便会运动-结果,它驱动相邻的车轮并晃动,因此采取了一个步骤。 因此,反射器,也称为反射器,有助于第一加密转子迈出一步等等。 最右边的转子轮最慢。











OMI Alpha里面有什么


进入OMI Alpha的“内部世界”非常容易,您只需要用物理钥匙卸下顶盖,锁就位于前面板顶部的中央。 在封面之下是一个相当简单的机器设计。 转子位于右前方。



该机构由位于转子后面的电动机启动。 它驱动左侧的一个小型变速箱,进而驱动打印机。 打印机的正常运行时间由安装在前面板和机箱之间的电子开关控制。

打印机机制非常简单,由几个齿轮,卡爪和杠杆组成。 他的时间由电开关控制。



OMI密码记录仪


密码记录仪是一种机电加密旋转式机器,由二战后不久(1954年)在意大利罗马的OMI设计和制造。 最初,它是供意大利武装部队使用的,后来又提供给外国客户。 该机器是OMI Alpha战时的后继机器,包含5个转子,一个可配置的定子和一个定制的反射器。



据了解,这辆车尚无副本。 上面的照片来自最近解密的NSA文档,该文档描述了设备的功能。 该文件创建于1954年,大概是在NSA收到一台用于评估的机器之后。

密码记录仪也与德国之谜非常相似,它的加密“鼓”由输入磁盘,5个加密转子,定子和反射镜组成。 它与德国兄弟的区别在于转子的简单逐步旋转。 按照汽车中里程表的示例,每个转子只有一个凹口,该凹口会引起相邻转子的台阶。 但是,与Enigma不同,Crimtograph由电动机驱动,将数据直接输出到纸带上。 该设计显然基于OMI Alpha,它具有更简单的设计,但具有相似的特性。 在1950年代末期,Cripgraphograph出现了稍微改进的Cryptograph-CR。

办公室抄本




上图显示了各种Criptograph OMI控件的位置。 在前面板上有一个键盘,该键盘带有26个拉丁字母的字母,顺序为QZERTY。 字母“ W”也用作空格。 紧靠键盘后面的是一台打印机,它由一个双打印头组成,由一个开关驱动。 一切都直接打印在右侧抽屉中的纸带上。

加密转子位于机器中心的左侧。 整个机构由电动机驱动(右后方)。


加密转子位于机器内部,在中心左侧,纵轴从机器正面到背面。 每个转子的每一侧都有26个触点,因此有26个可能的位置,每个位置都由拉丁字母(AZ)之一标识。 机器中有7个转子,其中5个安装在可移动的轴上。 整套车轮称为“鼓”。



感光鼓由五个移动的加密转子,一个定子和一个反射器组成。 在键盘上输入消息时,加密转子会移动。 定子不动,但可以安装在26个位置中的任何一个上。 反射器也是固定的,但像定子一样,可以安装在26个位置中的任何一个上。 所有5个加密轮都可移动并安装在主轴上。 键盘接线连接到右侧的输入磁盘,该输入磁盘由26个扁平触点组成。 电流从那里流到右侧转子本身的弹簧触点之一。 转子内部的接线将电流提供给左侧的一个扁平触点。 因此,电流流经所有5个转子和定子(S),直到到达左侧的反射器®为止。 然后电流返回。



上面是简化图,展示了电流如何从输入盘流经转子,定子,反射器,反之亦然。 输入路径显示为红色,返回路径显示为蓝色。 在此示例中,字母“ A”被编码为“ D”。 由于使用了反射器,因此该路径是可逆的。 这意味着在相同的设置和转子位置的情况下,字母“ D”将像在Enigma中一样以“ A”编码。 事实证明,字母本身无法编码。 换句话说:如果按下“ A”,它可以变成任何字母,但不能变成“ A”。

转子




五个加密转子安装在一个轴上,可以通过松开两端的鼓锁杆将其卸下。 但是,在执行此操作之前,必须先断开转子后面的齿轮离合器。





在从主轴上卸下转子之前,有必要使用专用工具(如果有)在其一端之一处卸下阻塞器。 如果没有此工具,则可以使用大号螺丝刀。



每个转子都由三个主要部分组成:金属框架,红色线芯和黑色线芯,如上图所示。 每个机架都有一个唯一的编号(从I到V),所有转子都配备有两个唯一的磁芯:黑色和红色。 黑色始终安装在右侧,弹簧触点朝外。 同样,红色芯线始终在左侧,扁平触点朝外。



框架不过是两个铁心的模制“支架”,每个铁心可以插入26个不同的位置。 红色的芯线始终插入左侧,以使26个弹簧触点与框架中心的26个孔重合。 然后用中心的折叠夹将铁心拧到框架上。 因此,黑芯可以以26种方式插入右侧并用夹子固定。

7个转子从上方突出,可以查看和更改其位置。 每个转子都有一个圆圈印制的26个字母,因此操作员在使用键盘时可以自由阅读。转子步进机构与ZählwerkEnigma非常相似,由齿轮驱动。只需转动键盘后面的前进/后退旋钮,就可以进行校正。



在键盘上键入字符时,最右边的转子将逆时针移动到下一个位置。这意味着在“ A”之后,“ B”应该可见。定子(S)和反射器®不动。为了说明五个加密转子的步骤,从操作员的位置看,快速转子的三个连续步骤显示如下:



电路图


尽管没有提供原始的密码器方案,也未在NSA报告中提出,但可以合理地假设它与几年后出现的Cryptograph-CR几乎相同。



密码学




Cryptograph-CR是一种机电加密旋转设备,由OMI(意大利)在1950年代后期开发和制造,作为Criptograph OMI的后继产品。 Cryptograph-CR供意大利武装部队(尤其是MMI 2)使用,并且可能供外国客户使用。通常,车身是绿色的,并被存放在一个绿色的木箱中。

前面是一个27键的键盘,缺少字母“ W”(意大利语不使用W)。它已被空格代替。右下角的箭头按钮用于连续移动纸张。通过顶盖可见的计数器显示了输入的字符数。



Cryptograph-CR与德国之谜类似地工作:同一套机电转子,每侧有26个触点,一个输入盘和一个反射器。但是,与Enigma不同,OMI Cryptograph-CR具有内置打印机,输出被打印在两条纸带上(在机器前,在键盘后)。一盘录像带显示纯文本,第二盘录像带加密。



送入机器右侧的纸带穿过前端中央的打印机。空纸卷筒存储在机器右侧的盒子中。在1960年代初期,一些Cryptograph-CR进行了现代化;机械键盘被完全电动的键盘所取代。汽车的颜色已由灰色代替。

办公室密码器


下图显示了Cryptograph-CR的各种控件和功能,上盖已卸下。转子在左侧,轴从前向后移动,输入盘更靠近操作员。定子和反射器位于后面。加密转子由位于机器中心的一系列齿轮转子驱动。电气连接(电磁阀)确保每次按下一个键时整个机构旋转一整圈。

Cryptograph-CR Mark II或CR-2


Cryptograph-CR Mark II或CR-2是OMI在1960年代初期生产的一种机电加密设备,它是OMI Cryptograph-CR的更新版本。它旨在供意大利武装部队使用,尤其是意大利海军(MMI)。



原来的机械键盘已卸下,并换成了一个全电动键盘,其琴键彼此靠近。空格已删除,字母“ W”已添加,因此本机现在支持完整的字母AZ。同时,车身被重新粉刷成灰色。

“扔掉”了两个以开放和加密文本形式进行打印的开关,并关闭了它们的开口。结果,CR-2总是同时打印开放文本和加密文本。在机器内部,对电源设备(PSU)的部件进行了升级,并添加了26个继电器,每个继电器均与键盘上的一个开关相连。

办公室密码器-CR Mark II




下图显示了各种OMI Cryptograph-CR Mark II控件。内部的上部与Cryptograph-CR基本相同,但是键盘却完全不同。现在,它包含所有26个拉丁字母(AZ)字母以及一个用于进纸的按键。为了简化电路板,按键彼此靠近放置。发动机舱位于右后方。带有纸带的打印机位于键盘的正上方/后方。转子位于左侧,机械(齿轮)联轴器位于右侧。



可以从两侧和从下方进入机器内部。顶部是机械零件,例如转子,打印机,主驱动轴,电动机和换向器。以下是电气部件,例如电源和继电器。



打印机有两个字母:一个用于加密文本,一个用于开放文本。纸带从右向左延伸。连接了两个打印头,因此它们始终在双开关的控制下同步旋转。

历史记录表明,最初是意大利摄影测量设备制造商的Ottico Meccanica Italiana或OMI,也已成为许多电动旋转加密机的制造商,类似于German Enigma。低估这种设备对意大利武装部队的作用至少是错误的。还有密码博物馆里的家伙们的巨大工作

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Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN437314/


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