Máquina de rotor Hebern

La máquina de rotor Hebern era una máquina de cifrado electromecánica construida combinando las partes mecánicas de una máquina de escribir estándar con las partes eléctricas de una máquina de escribir eléctrica, conectándolas mediante un codificador. Es el primer ejemplo (aunque apenas) de una clase de máquinas conocidas como máquinas de rotor que se convertirían en la principal forma de cifrado durante la Segunda Guerra Mundial y durante algún tiempo después, e incluyendo ejemplos tan famosos como la Enigma alemana .

Edward Hugh Hebern era un contratista de construcción que fue encarcelado en 1908 por robar un caballo. Se afirma que, con tiempo libre, comenzó a pensar en el problema del cifrado y finalmente ideó un método para mecanizar el proceso con una máquina de escribir. Presentó su primera solicitud de patente para una máquina criptográfica (no una máquina de rotor) en 1912. ^{[ 1 ]} En ese momento no tenía fondos para poder dedicar tiempo a trabajar en un dispositivo de este tipo, pero continuó produciendo diseños. Hebern hizo sus primeros dibujos de una máquina basada en rotores en 1917, ^{[ 2 ]} y en 1918 construyó un modelo de la misma. En 1921 solicitó una patente para ella, que se le concedió en 1924. ^{[ 3 ]} Continuó haciendo mejoras, añadiendo más rotores. ^{[ 4 ] [ 2 ]} Agnes Driscoll , la principal empleada civil de la operación de criptografía de la Marina de los EE. UU. (que más tarde se convertiría en OP-20-G ) entre la Primera y la Segunda Guerra Mundial , pasó algún tiempo trabajando con Hebern antes de regresar a Washington y a OP-20-G a mediados de los años 20.

Hebern estaba tan convencido del éxito futuro del sistema que fundó la empresa Hebern Electric Code con el dinero de varios inversores. Durante los años siguientes, intentó repetidamente vender las máquinas tanto a la Marina y el Ejército de los Estados Unidos como a intereses comerciales como los bancos. Ninguno mostró mucho interés, ya que en aquel entonces la criptografía no se consideraba importante fuera del ámbito gubernamental. Probablemente, debido al análisis confidencial de William F. Friedman sobre las debilidades de la máquina de Hebern (sustanciales, aunque reparables), sus ventas al gobierno estadounidense fueron tan limitadas; Hebern nunca fue informado de ellas. Quizás la mejor muestra de la aversión general hacia estos asuntos fue la declaración de Henry Stimson en sus memorias: «Los caballeros no leen la correspondencia ajena». ^{[ 5 ]} Fue Stimson, como Secretario de Estado bajo el mandato de Hoover, quien retiró el apoyo del Departamento de Estado a la American Black Chamber de Herbert Yardley , lo que condujo a su cierre.

Finalmente, sus inversores perdieron la paciencia y demandaron a Hebern por manipulación bursátil . Pasó otro breve período en la cárcel, pero nunca abandonó la idea de su máquina. En 1931, la Marina finalmente adquirió varios sistemas, pero esta sería su única venta importante.

En 1919 se concedieron otras tres patentes para máquinas de rotor, y varias otras máquinas de rotor se diseñaron de forma independiente casi al mismo tiempo. La más exitosa y utilizada fue la máquina Enigma .

La clave del diseño de Hebern residía en un disco con contactos eléctricos a ambos lados, conocido hoy como rotor . Los contactos de cada lado del rotor estaban conectados mediante cables, de forma aleatoria, conectando cada letra de un lado con otra del lado opuesto. Este cableado codificaba un único alfabeto de sustitución.

Cuando el usuario pulsaba una tecla del teclado de la máquina de escribir, una pequeña cantidad de corriente procedente de una batería fluía a través de la tecla hacia uno de los contactos de la entrada del disco, a través del cableado, y salía por otro contacto. Esta corriente accionaba entonces el mecanismo de la máquina de escribir eléctrica para escribir la carta cifrada, o bien, simplemente encendía una bombilla o la perforadora de cinta de papel de un teletipo .

Normalmente, un sistema así no sería mejor que los sistemas monoalfabéticos del siglo XVI. Sin embargo, el rotor de la máquina de Hebern estaba acoplado al teclado de la máquina de escribir, de modo que tras cada pulsación, el rotor giraba y el alfabeto de sustitución cambiaba ligeramente. Esto convertía la sustitución básica en una polialfabética similar al conocido cifrado de Vigenère , con la excepción de que no requería la búsqueda manual de las teclas ni del texto cifrado. Los operadores simplemente giraban el rotor hasta una posición inicial preestablecida y comenzaban a teclear. Para descifrar el mensaje, giraban el rotor en su alojamiento hasta que quedara "al revés", invirtiendo así todas las sustituciones. A continuación, tecleaban el texto cifrado y obtenían el texto original.

Mejor aún, se pueden colocar varios rotores de forma que la salida del primero se conecte a la entrada del siguiente. En este caso, el primer rotor funciona como antes, girando una vez con cada pulsación de tecla. A continuación, se hacen girar rotores adicionales mediante una leva en el que está al lado, girando cada uno una posición después de que el que está al lado haya dado una vuelta completa. De esta forma, el número de alfabetos posibles aumenta drásticamente. Para un rotor con 26 letras en su alfabeto, cinco rotores de este tipo "apilados" permiten 2⁶⁵ ⁼ 11.881.376 sustituciones diferentes.

William F. Friedman atacó la máquina Hebern poco después de su lanzamiento al mercado en la década de 1920. Rápidamente descifró cualquier máquina similar a la Hebern, en la que los rotores estaban apilados, girando el rotor de un extremo con cada pulsación de tecla, el llamado rotor rápido . En estos casos, el texto cifrado resultante consistía en una serie de cifrados de sustitución simple, cada uno de 26 letras. Demostró que, con el esfuerzo suficiente, se podían utilizar técnicas bastante comunes contra estos sistemas.

Por supuesto, este hecho era en sí mismo un gran secreto. Esto podría explicar por qué el Ejército y la Armada se mostraron reacios a utilizar el diseño de Hebern, para su gran sorpresa.

• Las máquinas del código Hebern