Cifra ADFGVX - ADFGVX cipher

Na criptografia , a cifra ADFGVX era uma cifra de campo aplicada manualmente, usada pelo Exército Imperial Alemão durante a Primeira Guerra Mundial . Foi usado para transmitir mensagens secretamente usando telegrafia sem fio . ADFGVX era na verdade uma extensão de uma cifra anterior chamada ADFGX, que foi usada pela primeira vez em 1º de março de 1918 na Frente Ocidental Alemã . ADFGVX foi aplicado a partir de 1 ° de junho de 1918 tanto na Frente Ocidental como na Frente Oriental .

Inventado pelo oficial do corpo de sinalização alemão Tenente Fritz Nebel  [ de ] (1891–1977) e introduzido em março de 1918 com a designação "Cifra Secreta dos Operadores de Rádio 1918" ( Geheimschrift der Funker 1918 , abreviadamente GedeFu 18 ), a cifra era uma cifra de transposição fracionada que combinava um quadrado Polybius modificado com uma única transposição colunar.

A cifra é nomeado após as seis letras possíveis usados no texto cifrado: A, D, F, G, Ve X. As letras foram escolhidas deliberadamente porque são muito diferentes umas das outras no código Morse . Isso reduziu a possibilidade de erro do operador.

Nebel projetou a cifra para fornecer criptografia a um exército em movimento que era mais conveniente do que os códigos de trincheira, mas ainda era segura. Na verdade, os alemães acreditavam que a cifra ADFGVX era inquebrável.

Operação

Para a mensagem de texto simples , "Ataque imediatamente", um alfabeto misturado secreto é primeiro preenchido em um quadrado de Políbio 5 × 5 :

UMA D F G X
UMA b t uma eu p
D d h o z k
F q f v s n
G g eu j c você x
X m r e C y

ie jforam combinados para fazer o alfabeto caber em uma grade 5 × 5.

Ao usar o quadrado, a mensagem é convertida para a forma fracionada:

uma t t uma c k uma t o n c e
AF DE ANÚNCIOS DE ANÚNCIOS AF GF DX AF DE ANÚNCIOS DF FX GF XF

Em seguida, a mensagem fracionada é sujeita a uma transposição colunar . A mensagem é escrita em linhas sob uma chave de transposição (aqui "CARGO"): 

C A R G O
_________
A F A D A
D A F G F
D X A F A
D D F F X
G F X F

Em seguida, as letras são classificadas em ordem alfabética na chave de transposição (alterando CARGO para ACGOR) reorganizando as colunas abaixo das letras junto com as próprias letras: 

A C G O R
_________
F A D A A
A D G F F
X D F A A
D D F X F
F G F X

Em seguida, é lido em colunas, na ordem das palavras-chave, o que produz o texto cifrado : 

FAXDF ADDDG DGFFF AFAXX AFAF

Na prática, as chaves de transposição tinham cerca de duas dúzias de caracteres. Mensagens longas enviadas na cifra ADFGX foram divididas em conjuntos de mensagens de comprimentos diferentes e irregulares para torná-las invulneráveis ​​a anagramas múltiplos. Tanto as chaves de transposição quanto as chaves de fracionamento eram alteradas diariamente.

ADFGVX

Em junho de 1918, uma letra adicional,, Vfoi adicionada à cifra. Isso expandiu a grade para 6 × 6, permitindo o uso de 36 caracteres. Isso permitia o alfabeto completo (em vez de combinar Ie J) e os dígitos de 0a 9. Isso teve principalmente o efeito de encurtar consideravelmente as mensagens contendo muitos números.

A cifra é baseada nas 6 letras ADFGVX. No exemplo a seguir, o alfabeto é codificado com a palavra-código holandesa 'nachtbommenwerper'. Isso resulta no alfabeto: NACHTBOMEWRPDFGIJKLQSUVXYZ. Isso cria a tabela abaixo com as letras ADFGVX como cabeçalhos de coluna e identificadores de linha:

UMA D F G V X
UMA N UMA 1 C 3 H
D 8 T B 2 O M
F E 5 C R P D
G 4 F 6 G 7 eu
V 9 J 0 K eu Q
X S você V X Y Z

O texto 'ataque às 12h00' se traduz assim:

UMA T T UMA C K UMA T 1 2 0 0 UMA M
DE ANÚNCIOS DD DD DE ANÚNCIOS AG VG DE ANÚNCIOS DD AF DG VF VF DE ANÚNCIOS DX

Em seguida, uma nova tabela é criada com uma chave como título. Vamos usar 'PRIVACIDADE' como chave. Normalmente, chaves ou mesmo frases muito mais longas eram usadas.

P R eu V UMA C Y
UMA D D D D D UMA
D UMA G V G UMA D
D D UMA F D G V
F V F UMA D D X

As colunas são classificadas em ordem alfabética, com base na palavra-chave, e a tabela muda para:

UMA C eu P R V Y
D D D UMA D D UMA
G UMA G D UMA V D
D G UMA D D F V
D D F F V UMA X

Em seguida, anexar as colunas umas às outras resulta neste texto cifrado:
DGDD DAGD DGAF ADDF DADV DVFA ADVX

Com a palavra-chave, as colunas podem ser reconstruídas e colocadas na ordem correta. Ao usar a tabela original que contém o alfabeto secreto, o texto pode ser decifrado.

Criptanálise

ADFGVX foi criptoanalisado pelo Tenente do Exército Francês Georges Painvin , e a cifra foi quebrada no início de junho de 1918. O trabalho foi excepcionalmente difícil para os padrões da criptografia clássica, e Painvin ficou fisicamente doente durante o processo. Seu método de solução consistia em encontrar mensagens com inícios estereotipados, o que as fracionaria e, então, formaria padrões semelhantes nas posições no texto cifrado que corresponderam aos títulos das colunas na tabela de transposição. (Foi necessária uma análise estatística considerável depois que essa etapa foi alcançada, tudo feito à mão.) Portanto, era eficaz apenas durante os períodos de tráfego muito alto, mas era também quando as mensagens mais importantes eram enviadas.

No entanto, esse não foi o único truque que Painvin usou para quebrar a cifra ADFGX. Ele também usou seções repetidas de texto cifrado para derivar informações sobre o comprimento provável da chave que estava sendo usada. Onde a chave tinha um número par de letras, ele sabia, pela forma como a mensagem foi cifrada, que cada coluna consistia inteiramente em coordenadas de letras tiradas do topo do Quadrado Políbio ou da esquerda do Quadrado, não uma mistura de os dois. Além disso, após a substituição, mas antes da transposição, as colunas consistiriam alternadamente inteiramente de letras "superiores" e "laterais". Uma das características da análise de frequência de letras é que, embora as distribuições de letras individuais possam variar amplamente em relação à norma, a lei das médias dita que os grupos de letras variam menos. Com a cifra ADFGX, cada letra "lateral" ou "superior" está associada a cinco letras de texto simples. No exemplo acima, a letra "lateral" "D" está associada às letras do texto simples "dhoz k", e a letra "superior" "D" está associada às letras do texto simples "thfj r". Uma vez que os dois grupos de cinco letras têm distribuições de frequência cumulativas diferentes, uma análise de frequência da letra "D" em colunas que consistem em letras "laterais" tem um resultado distintamente diferente daqueles da letra "D" em colunas consistindo de "topo" cartas. Esse truque permitiu a Painvin adivinhar quais colunas consistiam em letras "laterais" e quais colunas consistiam em letras "principais". Ele poderia então emparelhá-los e realizar uma análise de frequência nos emparelhamentos para ver se os emparelhamentos eram apenas ruído ou correspondiam a letras de texto simples. Depois de obter os pares adequados, ele poderia usar a análise de frequência para descobrir as letras reais do texto simples. O resultado ainda foi transposto, mas para decifrar uma transposição simples era tudo o que ele ainda tinha que fazer. Uma vez que ele determinou o esquema de transposição para uma mensagem, ele seria capaz de quebrar qualquer outra mensagem que foi cifrada com a mesma chave de transposição.

Painvin quebrou a cifra ADFGX em abril de 1918, algumas semanas depois que os alemães lançaram sua Ofensiva de primavera . Como resultado direto, o exército francês descobriu onde Erich Ludendorff pretendia atacar. Os franceses concentraram suas forças naquele ponto, que alegou ter interrompido a Ofensiva da Primavera.

No entanto, a alegação de que a quebra da cifra ADFGX por Painvin interrompeu a ofensiva da primavera alemã de 1918, embora freqüentemente feita, é contestada por alguns. Em sua resenha de 2002 do livro de Sophie de Lastours sobre o assunto, La France gagne la guerre des codes segredos 1914-1918 , no Journal of Intelligence History , ( Journal of Intelligence History : volume 2, número 2, inverno de 2002) Hilmar- Detlef Brückner afirmou:

Lamentavelmente, Sophie de Lastours subscreve a visão tradicional francesa de que a resolução de um telegrama ADFGVX alemão por Painvin no início de junho de 1918 foi decisiva para a vitória dos Aliados na Primeira Guerra Mundial porque deu um aviso oportuno de uma ofensiva alemã iminente significava chegar a Paris e infligir uma derrota crítica aos Aliados. No entanto, já se sabe há muitos anos que o ataque alemão Gneisenau de 11 de junho foi encenado para induzir o alto comando francês a invadir as reservas da área ao norte, onde os alemães pretendiam atacar mais tarde.

Seu objetivo tinha de ser grosseiramente exagerado, o que o alto comando alemão fez ao espalhar boatos de que o ataque se dirigia para Paris e além; a desinformação foi eficaz e aparentemente ainda é. No entanto, a ofensiva alemã não foi bem-sucedida porque os franceses tinham reservas suficientes para impedir o ataque e, portanto, não precisaram trazer reforços adicionais.

Além disso, é geralmente esquecido que a versão básica da cifra ADFGVX foi criada especialmente para a Ofensiva da Primavera alemã em 1918, com o objetivo de desferir um golpe devastador aos Aliados. Esperava-se que a cifra ADFGX protegesse as comunicações alemãs contra os criptógrafos Aliados durante o ataque, que aconteceu.

Os telegramas no ADFGX apareceram pela primeira vez em 5 de março, e o ataque alemão começou em 21 de março. Quando Painvin apresentou sua primeira solução para o código em 5 de abril, a ofensiva alemã já havia se esgotado.

As cifras ADFGX e ADFGVX agora são consideradas inseguras.

Referências

Fontes

  • Childs, J. Rives, General Solution of the ADFGVX Cipher System , Aegean Park Press, ISBN  0-89412-284-3 .
  • Friedman, William F. Military Cryptanalysis, Part IV: Transposition and Fractionating Systems . Laguna Hills, Califórnia: Aegean Park Press, 1992.

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