La C-36 française: Son fonctionnement () ()

Le composant le plus important des machines Hagelin série C est la roue des types (typewheel). Sa partie visible comporte un disque de lecture (indicator disk) sur lequel est inscrit les 26 lettres de l'alphabet. Sa partie invisible comporte la roue des types proprement-dite : c'est elle qui sert à imprimer le clair (ou le chiffré). Elle comporte également les 26 lettres de l'alphabet, mais dans l'ordre inverse de celle du disque de lecture. La roue des types est dupliquée sur le disque de reproduction (reproducing disk). Une seule lettre de ce disque est visible et correspond à la lettre chiffrée (ou déchiffrée). Cette roue permet d'utiliser la machine même si l'impression ne fonctionne plus (plus de papier ou plus de tampons encreurs).

Pour chiffrer, l'utilisateur amène la lettre à chiffrer en face d'un repère (benchmark) en faisant tourner le disque de lecture. Puis, à l'aide d'un levier d'entrainement situé sur le coté droit de la machine (the drive knob), il actionne le mécanisme de décalage. Solidaires, le disque de lecture et la roue des types tournent dans le même sens d'autant de lettres que la valeur du décalage. A l'arrêt, la lettre chiffrée est imprimée sur une bande de papier et est visible sur le reproducing disk. Nous venons en fait de constater qu'une machine Hagelin série C utilise le chiffrement Beaufort. C'est une forme particulière du Vigenère pour laquelle la clé est soustraite du clair. L'avantage étant que le chiffrement et le déchiffrement sont identiques.

	C = D - P
	P = D - C

	C = Lettre chiffrée
	P = Lettre en clair
	D = Diffèrence

La différence D est composé du décalage fixe (S ou Slide) et de la clé (K) générée par la configuration interne activée par le levier d'entrainement (donc, elle change à chaque lettre). Pour la M-209, le décalage S est fixé à 25. Dans le cas de la C-36, ce décalage est paramètrable et fait partie de la clé (interne ou externe). Pour la C-446 et la C-38, le décalage est modifiable facilement et fait donc partie de la clé externe (clé de message).

	C [i] = (S + K [i]) - P [i]	
	P [i] = (S + K [i]) - C [i]

	P [i] = La valeur numérique de la ième lettre clair, 
	C [i] = La valeur numérique de la ième lettre chiffrée, 
	K [i] = La valeur numérique de la ième lettre clé.

Dans le chapitre précédent nous avons constaté que le chiffrement était produit par la formule:

	C[i] = (S + K[i]) - P[i],

La valeur de K résulte de l'action conjuguée de la cage à écureuil et des roues clés. La configuration des roues clés constituant (avec le calage) la clé interne.

Une roue clé est un disque divisée en un certain nombre de secteurs. Le secteur est l'unité de déplacement angulaire effectuée à la fin du chiffrement de chaque lettre. Chaque secteur est identifié par une lettre. Dans chaque secteur est enfiché un ergot (pin) qui fait saillie soit sur une face soit sur l'autre. Un ergot est actif quand il intervient dans la production des décalages (dans la C-36 un ergot qui fait saillie à droite est actif). Périodiquement (chaque jour, chaque semaine ou chaque mois), le chiffreur positionne les ergots des roues en se basant sur un tableau de clés.

Une machine Hagelin série C est composée de plusieurs roues clés dont le nombre de secteurs est premier entre-eux. Sur la plupart des modèles Hagelin série C (C-38, M-209, C-446, C-52, ...), il y a 6 roues clés. Sur la C-36, il n'y a que cinq roues clés, qui de gauche à droite possèdent respectivement 25, 23, 21, 19, 17 secteurs. La longueur de la clé est donc: 25x23x21x19x17 = 3,900,225. Ainsi il faut chiffrer presque 4 millions de lettres avant d'avoir de nouveau la même suite de décalage.

La cage à écureuil [1] est un cylindre (un tambour) composé de plusieurs barrettes : 25 dans le cas de la C-36, 27 dans le cas de la M-209 et 32 dans le cas de la C-52. Chaque barre possède un ou deux tétons (lugs) fixes ou mobiles. Chaque téton est (ou peut être) placé en face d'une roue clé. Dans la plupart des Hagelin série C (C-38, M-209, C-446, C-52, ...), les tétons sont mobiles. Leur position est alors un composant de la clé interne. Dans le cas de la C-36, les tétons sont fixes [2] et et leur position est un élément secret de la machine (clé de base).

Lorsque l'opérateur agit sur le levier d'entrainement, il fait tourner la cage d'un tour complet.

Les roues clés sont associées à la cage à écureuil par des leviers sélecteurs (guide arms). Il y en a autant que de roues clés.

Lors du chiffrement, les ergots actifs entrent en contact avec une des extrémités du levier sélecteur qui lui correspond et les poussent vers l'avant et sont alors en position active. Les leviers sélecteurs actifs entrent en contact avec les tétons placés devant eux et les poussent ainsi que la barre qui les supportent vers la gauche. L'extrémité gauche d’une barrette décalée fait alors saillie et fait tourner d'un cran la roue des types. Le nombre de barrettes décalées correspond au décalage K[i].

Notes de bas de page:

Contrairement à la machine à chiffrer B-211, le chiffrement et le déchiffrement sont identiques pour l'ensemble des machines Hagelin série C. Ces machines comportent pourtant un bouton qui permet de choisir le mode C ( "chiffrement": encryption) ou D ("déchiffrement":decryption). Le mode n'agit en fait que sur l'impression. En mode chiffrement, le chiffré apparaît sous forme d'une suite de groupes de 5 lettres. En mode déchiffrement, le clair apparaît sous forme de mots séparés par des espaces. Sur la C-36, si le chiffreur chiffre la lettre K, un espace apparaîtra au déchiffrement. Sur la M-209, c'est la lettre Z qui permet de créer des espaces. Sur la C-52, vous pouvez choisir la lettre faisant office d'espace.

Fig. 2: L'extérieur	Fig. 3: Le carter ouvert. La machine est prête à l'emploi

La figure 2 montre l’extérieur de la machine et donc le couvercle externe (on dit aussi capot ou carter) qui la protège. Sur le devant on voit sa plaque d’identification qui contient le nom de la machine (C.36) et son numéro de série (6-753). On voit aussi le loquet sur la gauche qui permet l’ouverture du couvercle (aucune clé n’est nécessaire). Sur le coté gauche on distingue une des deux fixations qui permettent d’attacher la sangle (« carrying strap ») utilisée pour transporter la machine. Cette sangle peut également être fixée en dessous de la machine, ce qui permet de maintenir la machine sur le genou de l’opérateur quand elle est utilisée en extérieur. [1]

La figure 3 montre la machine avec le couvercle externe ouvert et donc prête à l'emploi. La clé externe est positionnée au niveau du benchmark à QPFEK. Sur la droite on distingue la molette (reset knob) qui permet de revenir à la clé de départ et ainsi de remettre le compteur à zéro. Par contre pour pouvoir actionner cette molette il faut appuyer sur le bouton positionné (reset buton) sur le haut du capot à droite. Sur le devant de la machine un verrou apparaît. Une des deux clés fournies permet de l’actionner et ainsi d’accéder aux éléments internes, ce qui est nécessaire pour positionner la clé interne.

Nous avons constaté que les tétons (lugs) présents sur la C-36 sont fixes (ils sont mobiles sur la M-209).J'ai eu la surprise de découvrir que leur configuration pouvait être différente d'une machine à l'autre. Un réseau de chiffrement doit obligatoirement posséder des machines ayant la même configuration des tétons.

Un document de l'ARCSI [1] (Fabreguettes 2002) précise qu'il était possible de changer les barres de la C-36 et donc de changer la configuration des tétons. Par contre l'opération étant complexe, elle n'était pas accompli par le chiffreur mais était réservée aux techniciens travaillant dans les ateliers de réparation.

Voici en résumé les configurations rencontrées:

• La configuration A est celle observée sur une machine possédée par un collectionneur qui a désiré rester anonyme (Mr X). Sa particularité est d'avoir deux barres ayant chacune 2 tétons [2]. Toutes les autres configurations n'ont qu'un téton par barre. Mr X a également spécifié qu'il avait acheté sa machine à un allemand et qu'elle avait appartenu à un officier de la Wehrmacht qui l'avait capturée en 1940.
• La configuration B est celle observée sur une machine appartenant à la collection du 8ième RT (Régiment de Transmission=Signal Regiment) du Mt Valérien. C'est également celle qui est donné en exemple dans l'ouvrage de Mr Muller (Muller 1983).
• La configuration C est celle décrite par un cryptanalyste allemand travaillant durant la 2ième guerre mondiale (TICOM-IF-107 1944). C'est également celle de la C-35 (Hagelin and Kahn 1994), le prototype de la C-36.
• La configuration D est celle donnée comme exemple de configuration décrite dans le document de l'ARCSI (Fabreguettes 2002).

Réfèrences

• Fabreguettes, J-P, 2002. Étude de la machine à chiffrer C36, Bulletin de l’ARCSI, N°30.
• Muller, A, 1983. Le Décryptement, Presses Universitaires de France.
• Hagelin, C. W., Kahn, D., 1994. THE STORY OF THE HAGELIN CRYPTOS, Cryptologia, 18:3, 204-242, DOI: 10.1080/0161-119491882865

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