La máquina de rotor de 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, conectando ambas a través de un descifrador. Es el primer ejemplo (aunque apenas) de una clase de máquinas conocidas como máquinas de rotor que se convertirían en la forma principal de cifrado durante la Segunda Guerra Mundial y durante algún tiempo después, y que incluía 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 el tiempo libre, comenzó a pensar en el problema del cifrado y, finalmente, ideó un medio 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 rotor en 1917, [2] y en 1918 construyó un modelo de la misma. En 1921 solicitó una patente para ella, que se emitió en 1924. [3] Continuó realizando mejoras, agregando más rotores. [4] [2] Agnes Driscoll , la empleada civil principal de la operación de criptografía de la Marina de los EE. UU. (que luego 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 formó la compañía Hebern Electric Code con dinero de varios inversores. Durante los siguientes años intentó repetidamente vender las máquinas tanto a la Marina como al Ejército de los EE. UU ., así como a intereses comerciales como los bancos. Ninguno estaba demasiado interesado, ya que en ese momento la criptografía no se consideraba ampliamente importante fuera de los gobiernos. Probablemente se debió al análisis confidencial de William F. Friedman de las debilidades de la máquina Hebern (sustanciales, aunque reparables) que sus ventas al gobierno de los EE. UU. fueron tan limitadas; a Hebern nunca se le informó de ellas. Tal vez la mejor indicación de un desagrado general por tales asuntos fue la declaración de Henry Stimson en sus memorias de que "Los caballeros no leen el correo de los demás". [5] Fue Stimson, como Secretario de Estado bajo Hoover, quien retiró el apoyo del Departamento de Estado a la Cámara Negra Americana de Herbert Yardley , lo que llevó a su cierre.
Al final, sus inversores perdieron la paciencia y demandaron a Hebern por manipulación de acciones . Pasó otro breve período en prisión, pero nunca abandonó la idea de su máquina. En 1931, la Marina finalmente compró varios sistemas, pero esta sería su única venta real.
En 1919 se concedieron otras tres patentes de máquinas de rotor y, aproximadamente al mismo tiempo, se diseñaron otras máquinas de rotor de forma independiente. La más exitosa y ampliamente utilizada fue la máquina Enigma .
La clave del diseño de Hebern era un disco con contactos eléctricos en ambos lados, conocido hoy como rotor . Los contactos de ambos lados del rotor estaban unidos por cables, y cada letra de un lado estaba conectada a otra del otro lado de forma aleatoria. El cableado codificaba un único alfabeto de sustitución.
Cuando el usuario presionaba una tecla en el teclado de la máquina de escribir, una pequeña cantidad de corriente de una batería fluía a través de la tecla hacia uno de los contactos del lado de entrada del disco, a través del cableado y de regreso a un contacto diferente. La energía entonces hacía funcionar los mecanismos de una máquina de escribir eléctrica para escribir la letra cifrada, o alternativamente simplemente encendía una bombilla o una cinta de papel perforada desde una máquina de teletipo .
En circunstancias normales, un sistema de este tipo no sería mejor que los sistemas monoalfabéticos del siglo XVI. Sin embargo, el rotor de la máquina Hebern estaba engranado con el teclado de la máquina de escribir, de modo que después de cada pulsación de tecla, el rotor giraba y el alfabeto de sustitución cambiaba ligeramente. Esto convierte la sustitución básica en una polialfabética similar al conocido cifrado de Vigenère , con la excepción de que no requería una búsqueda manual de las claves o el texto cifrado. Los operadores simplemente giraban el rotor hasta una posición inicial preseleccionada y comenzaban a escribir. Para descifrar el mensaje, giraban el rotor en su zócalo para que quedara "al revés", invirtiendo así todas las sustituciones. Luego escribían el texto cifrado y obtenían el texto sin formato.
Mejor aún, se pueden colocar varios rotores de manera que la salida del primero esté conectada 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 con una leva en el rotor de al lado, y cada uno de ellos gira una posición después de que el rotor de al lado haya girado una vuelta completa. De esta manera, el número de estos alfabetos aumenta drásticamente. Para un rotor con 26 letras en su alfabeto, cinco rotores de este tipo "apilados" de esta manera permiten 26 5 = 11.881.376 posibles sustituciones diferentes.
William F. Friedman atacó la máquina Hebern poco después de que saliera al mercado en la década de 1920. Rápidamente "resolvió" cualquier máquina construida de manera similar a la Hebern, en la que los rotores estaban apilados con el rotor en un extremo u otro girando con cada pulsación de tecla, el llamado rotor rápido . En estos casos, el texto cifrado resultante consistía en una serie de cifras de sustitución simple, cada una de 26 letras de longitud. Demostró que se podían utilizar técnicas bastante estándar contra tales sistemas, si se hacía el esfuerzo suficiente.
Por supuesto, este hecho era en sí mismo un gran secreto. Esto puede explicar por qué el Ejército y la Marina no estaban dispuestos a utilizar el diseño de Hebern, para su gran sorpresa.