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Chiffriermaschine
K-37 KPИCTAЛЛ, M-100 CПEKTP CMAPAГД, M-101 ИЗУMPУД Smaragd
elektromechanische Chiffriermaschinen

M-100M-100B-211
Abb.: M100,                 B-211 Frontansicht,     K-37 geöffnet.

Die Chiffriermaschinen M-100 und M-101 sind aufgebaut wie eine Fern- bzw.
Schreibmaschine mit einem mechanischen Mischer (XOR).
Diese benötigen Wurm- bzw. Additonsreihen.

Aus Schulungsunterlagen der Abt. XI aus dem Jahr 1984 ist   BStU*198
ersichtlich, daß die M-101 in der HA-II noch vorhanden war.
Und bei der Einarbeitung der Chiffreure auch geschult wurden.

  1. Artikel aus der Prawda
  2. TICOM NSA- Unterlagen*3
  3. TICOM Übersetzt
  4. Anhang
In BIЙCЬKO, УKPAΪHИ *88 kann man lesen:
Vorwort: Dieser Artikel war in den 1970ern in der Prawda abgedruckt
und fand sich auch in den Unterlagen der BStU, ZCO, wieder.

BIЙCЬKO, УKPAΪHИ 05 2008 (95)

JUSTAS - Alex …

Autor: Sergej Wdowenko
M-100
 Die sowjetische Kryptogramme waren während
 des Zweiten Weltkriegs  den Kryptologen
 und Wehrmachtstruppen
 Ein Buch mit sieben Siegeln.

 Die moderne militärische Geschichte weiß
 alles über die während des zweiten Welt-
 krieges genutzte Rotoren Verschlüsselungs-
 maschine Enigma - das geheime Kommu-
 nikationsmittel Nazi-Deutschland.


Aber nur wenige wissen, daß es in der Sowjetunion Verschlüs-
selungsgeräte gab.

Theoretische Grundlage für diese Art von Technologie, die völlig
anders als bei den damals bekannten West-Modellen war, wurde
zuerst in einer Sitzung des Wissenschaftlichen Rates der Roten
Armee am 29 Juni 1930 vom Techniker Iwan Wolosok vorgeschlagen.

Seine Idee war die Einführung einer Kombination von sogenannten
unendlichen Reihen und der Kombination mit den Klartextzeichen
zu verwenden. So entstanden Kryptogramme garantiert Sicherheit,
die nicht gelesen werden kann. Als Übertragungsmedium wurde
der Lochstreifen verwendet, die mit einem speziellen Gerät X
erzeugt wurden.

Im Jahr 1931 hatte der Generalstab der Roten Armee ein
Ingenieur-Labor gegründet, und in den Jahren erschien der
erste Prototyp, die Chiffriermaschine ШMB-1 (SchMW-1).

Im Januar 1934 genehmigt der Chef des Generalstabes Marschall
A. Egorow das Gesetz über die Annahme auf Ausrüstung-
und Bewaffnung mit der elektrische Chiffriermaschine B-4 (W-4).
Es begann die Geschichte der Reihe von Chiffriermaschinen der
garantierten Sicherheit.

Es wurden keine Unzuverlässigkeit der ersten Chiffriermaschine
in der Produktion gefunden. Es wurde der Prototyp weiter modi-
fiziert. In den Jahren 1937-1938 wurde durch die staatliche
Prüfung, auf der Grundlage der Forschung über Kommunikation-
und Codierungsgeräte Mai 1938, durchgeführt. Das zur Chif-
friermaschine M-100 führte. Die M-100 bestand aus drei grund-
legenden Komponenten: eine Tastatur mit der Kontaktgruppe, den
Empfänger und Streifenschreiber, den Sender. Darüber hinaus
kann ein Gerätesatz aus insgesamt sieben Teilen bestehen.

Das Gerät erwies sich wie die Prototypen als zu schwer.
Das Gesamtgewicht des Komplexes erreicht 141 kg. Die Batterien
für den autonomen Betrieb wogen 32 kg. Trotz des Gewichtes wurde
ie M-100 in Serie produziert und wurde erfolgreich getestet unter
Kampfbedingungen in den Konflikten XACAHИ (chinesisches Meer),
XAЛXИH ГOЛ (XAЛXИH Tor am Fluss, an der Mongolischen Grenze),
in Spanien und während des finnischen Krieges.
Die verschlüsselte Kommunikation wurde verwendet in dem Nach-
richtennetz des Generalstabs - Armeehauptquartier.

Vor der industriellen Produktion wurden schon 96 Gerätesätze der
M-100 in den Generalsstabsnachrichtennetz verwendet worden
 - den Sitzen der militärischen Bezirken. In den operativen
Nachrichtennetz (Armee - Korps - Division) wurden die außerordent-
lich kompakte Rotorenmaschine K-37 Kristall genutzt,
sie ersetzte die manuelle Chiffrierung. Es war ein recht kompaktes
Gerät, es wog 19 kg, die aus einem Gerät bestand. Nur im Jahr 1940
wurden industriell hergestellt 100 Gerätesätze der K-37 produziert.
Schon vor dem Krieg wurden 150 Kristall in die Ausrüstung und
Bewaffnung aufgenommen. Zu Beginn des Jahres 1943 kamen neue
Verschlüsselungsmaschinen. Die M-101 bestand aus zwei Einheiten
und war um die Hälfte des Gewichts leichter und war sechs mal
leichter als die M-100.

Hohe Aufmerksamkeit wird der Konspiration in der Arbeit mit Chiffre
gelegt. So wurden während der Ereignisse des XAЛXiH ГOЛ die Chiffrier-
stelle in einem regulären Jurte gestellt, wenn auch unter schwerer
Bewachung. Die daraus resultierenden Erfahrungen dass für den erfolg-
reichen Einsatz der Chiffrierstellen ist die selbständige Arbeit,
ihrer Geheimhaltung und Mobilität wichtig für die Bewegung der Truppen.
Im Jahr 1939 von den USA gekauft 100 Fahrzeugen Studebaker wurden
umgebaut zu Spezialfahrzeugen mit der Möglichkeit des Chiffrierens
und Dechiffrieren nicht nur im Stand sondern auch während der
Bewegung der Kolonne.

Die Chiffreure der unteren Dienststellen der Militärverwaltung mußten
unter extrem schwierigen Bedingungen arbeiten - unter Feuer in den
Schützengräben, in Zelten,  Unterstände, in der Nacht mit Kerzen oder
Laternen. Nach den Anweisungen des Generalstabs wurde an der Front für
die Chiffrierstellen der Schutz erhöht. Es geschah auch daß der
Chiffreur auf einem Benzinkanister saß, die Schlüssel in der Tasche
ein paar Granaten und einer Pistole bewaffnet war. Auf Chiffreure
wurde verstärkt Jagd durch die Geheimdienste gemacht. Es war eine
Anordnung der Wehrmacht bekannt: Wer russische Chiffreure erobert
wird mit den Eisernen Kreuz ausgezeichnet und Urlaub belohnt sowie
nach Berlin versetzt. Aber keine sowjetischen Chiffreure befanden
sich je in Kriegsgefangenschaft. Keine Verschlüsselungstechnologie
wurde durch den Feind erbeutet.

Im Jahre 1942 wurde eine spezielle Richtlinie ausgegeben in der die
Zerstörung der Chiffriermittel und Geräte, bei der Gefahr der Er-
beutung durch den Gegner, durchzuführen ist. In allen Fronten
hatten die Kommandeure, auch auf Transporten und Reisen, Chiffreure
mit persönlichen Funksendern dabei. Das die Sicherheit der
Kommunikation sicherstellt.

Die durchschnittliche Höhe der Chiffriertelegramme während des
Krieges erreichte 400 Fernschreiben pro Tag. Die Chiffreure haben
16 bis 18 Stunden am Tag gearbeitet, trotzdem wurde die Vertraulichkeit
von Informationen immer sichergestellt.

Die Sicherheit der sowjetischen Verschlüsselung von Nachrichten
erlaubt ein hohes Maß an Geheimhaltung. Es ist garantiert daß
keine chiffrierten Botschaften durch den Feind gelesen werden konnte.

Die Verhörten deutschen kriegsgefangenen Experten bezeugte die hohe
Sicherheit: Die Kryptogramme der sowjetischen Truppen können nicht
entschlüsselt werden. Und ab dem Jahr 1942 auch nicht mehr abfangen
werden. Dies ist nicht überraschend, das einzigartige System der
sowjetischen Verschlüsselung kann nur mit den Chiffrierschlüssel
dechiffriert werden.

Der Kriegsgefangene Bernhard Roberg, ehemalige Leiter der Dienststelle
der separaten speziellen Regiment zur Entschlüsselung der Kommunikation,
sagte: Wir überprüften und bearbeiteten nur zwei-, drei- und vier- Codes.
Er erklärte, daß der Fünfercode erhielten wir irgendwelche Schätzungen.

Ein weiterer Mitarbeiter der Dechiffrierdienste Hans Schlub behauptete:
Die Fünfergruppentelegramme Rote Armee ist stabil und unterliegen nicht
der Auslegung, trotz der bekannten Prinzipien unserer Chiffre.

General A. Jodel, Chef des Stabes operative Leitlinien Oberkommando
der Wehrmacht: … Wir haben nie geschafft die Meldungen abzufangen
und zu entschlüsseln.

Erkenntnisse der AFSA - NSA - CSS aus dem Jahr 1950.
                         TOP SECRET

                                        DECLASSIFIED
                                        Authority NW 48901

       A R M E D  F O R C E S  S E C U R I T Y  A G E N C Y
                                       99/50/TOPSEC/AFSA-14
                                       copy No. 33

From: AFSA-14
To:

                                                 NSA LI  RY
                                       S-4146 FHV Lop.Nr. 1

                                       RECORD COPY
                                       NO NOT DESTROY

     Declassified by D. Janosek, NSA/CSS
Deputy Associate Director for Policy and Recodes
          on 9.13.2011 and by RLF

DF 217                                 99/50/TOPSEC/AFSA-14
              THE RUSSIAN CIPHER DEVICE K-37

1. The attached is an Armed Forces Security Agency translation of a
   paper by Dr. Grimmsen entitled: Russisches Chiffriergerät K-37
   recently forwarded by Headquarters, Army Security Agency, Europe.

2. Apparently Dr. Grimmsen made a carful study of this machine based
   on one captured early in the war.

3. Attention is called to the study of the K-37 already translated
   and issued as DF 74.

September 1950                                    35 copies
Translated: WJH                                   12 pages
Distribution: Normal

              The Russian Cipher Device K-37
Time of Examination: 1942

Summary:

A. Cryptographic-Technical:
   1) Hagelin patent, corresponding to the French machine
      B-211 with certain changes.
   2) Cryptographic security only conditionally sufficient.

B. Technical:
   Well built throughout from the point of view of construc-
   tion, mechanically such clean work that it is probable
   that the device is not of Russian manufacture.
   The contrary, however, cannot be proven.
   Es stammt aus sowjetischer Produktion!

C. Operational:
   The device is just being introduced and has been issued
   to some offices of the Russian Army but not yet put into
   use (report dated September 1941). The device is supposed
   to replaced all other cryptographic systems. (Up to this
   point the Russian Army probably used only hand systems).

           The Russian Cipher Device K-37

The device is intended for enciphering plain and for con-
verting enciphered text into plain text. By striking the
keyboard, the enciphered or deciphered text is printed on
a narrow roll of paper.

Illustration 1 shows a complete view of the apparatus,
illustration 2 the inside view.

The keyboard (1) contains 30 letter keys and 1 space key.
The letter keys work together with 11 selector bars which
lie under the keys and which are divided into two groups of
5 and 6 selectors bar each. Let us designate the groups as
R and S. The keys are coordinated with the selectors bars in
such a way that the pressing of a key activates one R and
one S bar. Each bar is provided with a contact which when
closed excites a magnet (3). Correspondingly there are also
two groups of magnets, i. e., 5 + 6 = 11 magnets. An additional
magnet is assigned to the spacing function. Each magnet for
its part effects the adjustment of a selector ring in the
printer (4). The selector rings (not visible in the illustration)
have notches which are so arranged that with a movement of
one selector ring each from the R and S groups one of the 30
draw bars is released. It then snaps forward under the
influences of a spring and in doing so its front end arrives
in the path of a rotating stop. This stop is fastened to a
type wheel which is driven by means of a friction coupling
and thus at the forward snap of a draw bar is held at a certain
position. Like the 30 draws bars the type wheel (5) can be
held at 30 different position and for that reason it contains
30 characters.

Each time a key is pressed, then via the roundabout way of
magnet activation a character is printed. Which character is
printed depends upon the association of the selector bar to
the magnets. The encipherment is effected by the transposition
of the electrical connections between these two elements.
The transposition can therefore be undertaken only within
the two groups R and S, for only so is there a guarantee
that at each striking of a key an R and an S magnet will be
excited, which condition, as we have seen, must be fulfilled
for the printing of this character.

In order to carry out the transposition, there are two wheel
switched (6 and 7) with 5 and 6 current paths respectively.
They have 10 and 12 settings respectively so that there can
be 10 and 12 different associations respectively, e. g.

             First group        Second group
Key contacts A B C D E F        A B C D E
             \ \ / \ \          \ \ / | |
              \ X   \ \          \ X  | |
              /\  \  \ \         /\ \ | |
Magnets      A B C D E F        A B C D E

Fehler in der Darstellung "Fist group" F nach C fehlt!

The external structure of the wheel switched can be seen in
illustration 3, the wiring in illustration 4. On its disc-
shaped part the wheel has 10 or 12 contacts a, as the case
may be, of which two are always connected one with the other
and with a collector ring b. Standing opposite the 10 or 12
contacts a are 5 or 6 spring contacts c (hereafter called
"brushes"). the lead to the collector rings proceeds via the
collector springs d.

The two wheels are advanced independently of one another by
a set of wheels with adjustable pins, which is reproduced
schematically in illustration 5. For each wheel switch there
are 2 pin wheels a and b. These have 29,27, 23 and 19
adjustable pins. When the adjustable pins are in "+ position",
they engage a small intermediate wheel "c" and thereby advance
the switch wheel "d" by one position. This forward movement
therefore occurs when one of the two associated switch wheels,
or both simultaneously, engages a pin which is in "+ position".
The leads to the 11 selector bar contacts, to the 11 magnets
and to the 22 inlets and outlets of the wheel switches are
all gathered together in a cable which terminates in a multiple
plug. The matching plugbox "e"(which was missing in the machine
examined) is obviously connected to a switch system which
allows any desired association of the contacts, magnets and
switch wheel inlets within the R and S groups.
(Supplemental change of wiring!)

By means of mechanical switch the set of pin wheels can be
uncoupled so that the wheels can be reset independently of
one another. The switch has four positions and in addition
to coupling the set of wheels it also causes the following
changes:

1) Position Т*, probably testing.
   The set of wheels is uncoupled. Key Й and the space key
   can be activated. The latter always yield a space by
   exciting the space magnet.
   -> s. M105/M-125 Klartext bzw. nur Text.

2) Position З,* probably encipherment.
   Key 1 is blocked. The space key yield a character according
   to the encipherment. The enciphered text is divided into
   groups of four.
   -> s. M105/M-125 Tastenverriegelung Chiffrieren.

3) Position Р,* probably decipherment.
   Key 1 is open. The space key is blocked. Continuous text
   in printed. A space appears instead of the characters Й.
   -> s. M105/M-125 Tastenverriegelung Dechiffrieren.

4) Position З-Р.* Purpose unclear. The space key is blocked,
   key 1 is open. Division into groups of four.
   -> Wie T s. M-125 mit zuschaltbarer Gruppenschaltung.

   ->Position 1 und 4 dient der Ausgabe auf Lochstreifengeräte.

The device is of slight weight and has small dimensions
(275 x 275 x 135 cm). It makes very little noise. The work-
manship of the parts is very neat, but many parts seem too
tiny for use under field conditions. The support of the switch
wheels is especially precarious. Power is furnished by a
24-volt direct current motor.

* Translator's note: In these four cases it is believed that
in the German text the characters in quotes were attempts to
represent the Cyrillic alphabets while using a typewriter with
only Latin letters. Consequently these letters appear in this
translation in their Cyrillic form. The original Latin and the
Cyrillic characters along with their probable expansions are as
follows, see details:

1) "T", "Т", ТЕКСТ = text [,plain];
2) "3", "З", ЗAШИФPOBAНИE = encipherment;
3) "P", "Р", РАСШИФРОВАНИЕ = decipherment;
and
4) the combination of 2) and 3) above. Support is lent to this
belief by the fact that in paragraphs describing 1) and 3) was
represented by a Latin N with a breve above it. In addition, at
least on some Russian typewriters the same characters is used
to represent both the digit 3 and the Cyrillic letter З.

          Cryptographic-Technical Examination

Diagram 1 shows the scheme of encipherment. On the left-hand
side the keyboard is represented, and here the Cyrillic letters
have been replaced by Latin letters. Next to it below are the
matching key contacts A to F (groups S in black) and A to E
(group R in red). From the central section of the diagram it
is possible to see the function of the two wheel switches. The
brushes I to V and I to VI are always connected with the
collector rings (1 to 5 and 1 to 6) which are inserted in a
vertical column.

The 10 and 12 vertical columns correspond to the 10 and 12
settings of the two switch wheels. The brushes are linked
with the key magnets, likewise the collector rings with the
magnets A to E and A to F. The right side of diagram 1 shows
the association of the characters to the magnets.

In deciphering the reverse holds true; the key contacts are
linked with the collector rings and the magnets with the brushes.
(Naturally it is also possible to encipher with this second
wiring and to decipher with the first).

From the diagram we can see that the sequence of the collector
rings is the same for each brush, only the start of the sequences
is different. Since the collector rings are associated with
certain magnets and  the brushes with certain contact, we can
therefore substitute in the diagram for the numbers the letters
of the magnets and contacts. We then find in the following
example:

Contacts Magnets
E        B E D F C B A D F C E A
A        E A B E D F C B A D F C
F        F C E A B E D F C B A D
D        A D F C E A B E D F C B
B        C B A D F C E A B E D F
C        D F C B A D F C E A B E

From the diagram we can see that it suffices to obtain a vertical
and a horizontal line in order to determine the whole diagram,
i. e., the whole key. Because of the fact that the switch wheel
is not moved forward at every character struck, the switch sequence
is changed in such a way that the vertical columns are repeated,
e. g.

Contacts Magnets
E        B E E D F F F F C B A D D D F F C E E E A
A        E A A B E E E E D F C B B B A A D F E E C
F        F C C E A A A A B E D F F F C C B A A A D
D        A D D F C C C C E A B E E E D D F C C C B
B        C B B A D D D D F C E A A A B B E D D D F
C        D F F C B B B B A D F C C C E E A B B B E

If there is a compromised text, i. e., if we have a piece of
plain text and the matching cipher text, then we also know the
sequence of the contacts and magnets, e. g.:

                (Group S)
Contacts  C A D B B E F E A C B F E E D
Magnets   A C B F D F A D B A E B D D E

The underlined positions give the first clue. The arrangement
of the switch wheel of group S shows no position where the same
magnet acts twice in succession. The magnet sequence DD for the
contact sequence EE must therefore be due to standstill of the
switch wheel. Conversely at the position where the magnet
sequence FD appears for the contact sequence BB there must have
been a forward movement.

The number of teeth of the pin wheel are known (19 and 23).
Since a standstill occurs only when at this position both
wheels have a standstill position, i. e., no advancing pin,
we know that standstill is again produced after 19 steps by
the one wheel and after 23 steps by the other wheel. If despite
this fact at such a position an advance has occurred, then
this must be due to the other wheel. We have thus obtained an
advancing pin. Taking into account the peculiarities of the
magnet sequences as given by the known wiring of the switch
wheel, it becomes easily possible with about 150 letters of
compromised text to obtain the pattern of the pin wheels and the
association of the magnets to the contacts. If by change we find
rather long sequences of identical contacts which hit on a rather
long standstill period, the text required can be much shorter.
To determine the group R is more difficult in that, because of
the particular wiring of the switch wheel, even where there is
stepping the same magnet is switched on twice in succession (see
illustration 4, contacts e). Despite this we do reach our goal
by experimentally associating in succession each of the five
magnets with the double contact. Here the false assumptions lead
to contradictions so that the correct association is left as the
only possible one.
K-37
K-37 offen
Details
Schleifring
Bürsten der B-211
Abb.: Bürsten - Schleifkontakte - Schleifringe einer B-211; (C)Cryptomuseum.org
Verdrahtung K-37
Weiterschaltung K-37

Diagram1
Die durch Pfeile angezeigte Schalterstellung hat z. B. die folgende Verbindung:

   Taste Kontakt A - Bürste II - Schleifring 3 - Magnet E) Taste A
                 A          III              5          E) N gedruckt
oder             c -        VI -             1 -        B) Taste N
                 d          IV               2          A) F gedruckt

Übersetzung
STRENG GEHEIM

Deklassifiziert
Behörde NW 48901

ARMED FORCES SICHERHEITSABTEILUNG
99/50 / TOPSEC / AFSA-14
Kopie Nr. 33

Von: AFSA-14
An :

NSA LI RY
S-4146 FHV Lop.Nr. 1

Kopie Aufzeichnung
NICHT VERNICHTEN !

      Freigegeben von D. Janosek, NSA/CSS
       2. Stellvertretender Direktor für
       Richtlinien und Aufzeichnungen
          am 9.13.2011 und von RLF

DF 217                             99/50 / TOPSEC / AFSA-14

              DAS RUSSISCHE CHIFFERGERÄT K-37

1. Der Anhang enthält eine Übersetzung der Streitkräfte-
   Sicherheitsabteilung einen Artikel von Dr. Grimmsen
   mit dem Titel: Russisches Chiffriergerät K 37
   überwacht vom Hauptquartier, Army Security Agency, Europa.

2. Anscheinend hat Dr. Grimmsen eine sorgfältige Untersuchung
   dieser Maschine durchgeführt, die zu Beginn des Krieges
   erbeutet wurde.

3. Auf das Studium der bereits übersetzten Beschreibung K-37
   wird hingewiesen und ist ausgegeben als DF 74.

September 1950                             35. Ausfertigung
Übersetzt: WJH                        12 Seiten
Verteilung: Normal

              Das russische Chiffriergerät K-37
Erstelldatum: 1942

Zusammenfassung:

A. Kryptografisch-technisch:
   1) Hagelin-Patent, entsprechend der französischen
      Maschine B-211 mit gewissen Änderungen.
   2) Kryptografische Sicherheit nur bedingt ausreichend.

B. Technische:
   Durchgehend gut gebaut, die Konstruktion ist mechanisch
   sauber gearbeitet. Es ist wahrscheinlich das das Gerät
   nicht von russischer Herstellung stammt.
   Das Gegenteil ist jedoch nicht nachgewiesen.
   Es stammt aus sowjetischer Produktion!

C. Betrieb:
   Das Gerät wurde gerade produziert und der russischen
   Armee übergeben, aber nicht genutzt worden.
   (Bericht vom September 1941).
   Das Gerät soll alle anderen kryptografische Systeme
   ersetzen. (Bis zu dieser Zeit hat die russische Armee
   wahrscheinlich nur manuelle Verfahren verwendet).

         Das russische Chiffriergerät K-37

Das Gerät ist für die Chiffrierung von Klartext und der De-
chiffrierung vorgesehen. Durch das Betätigen der Tastatur wird
der chiffrierte oder dechiffrierte Text auf einen schmalen
Papierstreifen gedruckt.

Abbildung 1 zeigt eine Gesamtansicht des Gerätes,
Abbildung 2 die Innenansicht.

Die Tastatur (1) besteht aus 30 Buchstabentasten und 1 Leertaste.
Die Buchstabentasten sind mit 11 Auswahlstangen verbunden, die
unter der Tastatur liegt und in zwei Gruppen von je 5 und 6
Auswahlen unterteilt sind. Wir bezeichnen sie hier als Gruppe
R und S. Die Tasten sind mit den Auswahlhebel so verbunden, daß
beim drücken einer Taste je eine R- und S-Schiene betätigt
wird. Jede Leiste ist mit einem Kontakt verbunden, die beim
Schließen einen Magneten (3) anregt. Entsprechend gibt es auch
zwei Magnetgruppen, d. h. 5 + 6 = 11 Magnete. Ein zusätzlicher
Magnet dient der Zwischenraum-Funktion. Jeder Magnet bewirkt
seinerseits die Einstellung eines Auswahlrings des Drucker (4).
Die Auswahlringe (in den Abbildungen nicht sichtbar) haben
Kerben, die so angeordnet sind, dass mit einer Bewegung von je
einem Auswahlring die R- und S-Gruppen wird einer der 30
Zugstangen freigegeben. Es bewegt sich dann vorwärts, unter
den Einflüssen einer Feder, und kommt dabei an das vorderen
Endes in den Pfad einen rotierenden Anschlags. Dieser Anschlag
ist an einem Typenrad befestigt, das mittels einer Reibungskupplung
angetrieben wird und somit am Vorwärtsschalten einer Zugstange
an eine bestimmte Position gehalten wird. Die 30 Zeichenstäbe
kann das Typenrad (5) an 30 verschiedenen Positionen gehalten
werden und enthält 30 Zeichen.

Jedes Mal, wenn eine Taste gedrückt wird, wird über den Umweg
der Magnetaktivierung ein Zeichen gedruckt. Welches Zeichen
gedruckt wird, hängt von der Zuordnung der Auswahlschienen zu
den Magneten ab. Die Chiffrierung erfolgt durch die Transposition
der elektrischen Verbindungen zwischen diesen beiden Elementen.
Die Transposition kann dort nur innerhalb der beiden Gruppen R
und S vorgenommen werden, denn nur so ist gewährleistet, dass
bei jedem Anschlagen einer Taste ein R- und ein S-Magnet angeregt
wird, wie wir gesehen haben, welche Bedingung vorliegen für
den Druck eines Zeichens.

Zur Durchführung der Transposition gibt es zwei Radschaltungen
(6 und 7) mit 5 bzw. 6 Strompfaden. Sie haben 10 bzw. 12 Ein-
stellungen so dass es 10 bzw. 12 verschiedene Verbindungen geben
kann, z. B.:


             Erste Gruppe       Zweite Gruppe
Tastenkontakt A B C D E F        A B C D E
              \ \ / \ \ ·        \ \ / | |
               \ X · \·\          \ X  | |
               /\ ·\  \ \         /\ \ | |
Magnet        A B C D E F        A B C D E

(a) = Kontakt an der Scheibe
(b) = Schleifring - Kollektorring
(c) = Federkontakte an der Scheibe
(d) = Bürsten, am Schleifring (b)

Die äußere Struktur des geschalteten Rades ist in Abbildung 3,
die Verdrahtung in Abbildung 4 zu sehen. Das Rad hat an seinem
scheibenförmigen Teil 10 oder 12 Kontakte (a), von denen immer
zwei untereinander und mit einem Schleifring (b) verbunden ist.
Gegenüber den 10 oder 12 Kontakten (a) stehen 5 oder 6 Feder-
kontakte (c) (nachfolgend Kontaktstift genannt). Die Zuleitung
zu den Kollektorringen erfolgt über die Bürsten (d).

Die beiden Räder werden unabhängig voneinander um einen Satz
vorgeschoben. Räder mit verstellbaren Stiften, die in Abbildung 5
schematisch wiedergegeben sind. Für jeden Radschalter gibt es 2
Stifträder a und b. Diese haben 29, 27, 23 und 19 einstellbare
Stifte. Wenn sich die einstellbaren Stifte in der Position +
befinden, rasten sie ein kleines Zwischenrad c und schieben
dadurch das Schaltrad d um eine Position vor.

Diese Vorwärtsbewegung tritt dann auf, wenn eines der beiden
zugeordneten Schalträder oder beide gleichzeitig an einem Stift
einschalten, der sich in + Position befindet. Die Zuleitungen
zu den 11 Schaltkontakten, zu den 11 Magneten sowie zu den 22 Ein-
und Ausgängen der Radschalter sind in einem Kabel zusammengefasst,
das in einem Mehrfachstecker - Steckbox - e endet.
Die passende Steckdose (in der untersuchten Maschine fehlt) ist
offensichtlich mit einem Schaltsystem verbunden, das eine beliebige
Zuordnung der Kontakte, Magnete und Schaltradeingänge innerhalb
der R- und S-Gruppen ermöglicht. (Zusätzlicher Verdrahtungswechsel!)

Mittels mechanischer Schalter kann der Radsatz abgekoppelt werden.
Die Räder können unabhängig voneinander zurückgesetzt werden.
Der Schalter hat vier Positionen, zum Koppeln des Radsatzes
und führt zu folgenden Einstellungen:

1) Position T, wahrscheinlich "Testen".
   Der Radsatz ist abgekoppelt. Die Taste Й und die Leertaste
   können aktiviert werden.
   Letztere ergeben immer einen Zwr, durch den Zwr-Magneten.
   -> s. M105/M-125 Klartext bzw. nur Text.

2) Position 3, wahrscheinlich Chiffrierung.
   Taste Й ist gesperrt. Die Leertaste ergibt ein Zeichen
   nach der Chiffrierung. Der chiffrierte Text ist in Vierer-
   gruppen unterteilt.
   -> s. M105/M-125 Tastenverriegelung Chiffrieren.

3) Position P, wahrscheinlich Dechiffrieren.
   Taste Й ist freigegeben. Die Leertaste ist gesperrt.
   Fortlaufender Text wird gedruckt.
   Anstelle der Zeichen Й wird ein Leerzeichen gedruckt.
   -> s. M105/M-125 Tastenverriegelung Dechiffrieren.

4) Position 3-P. Der Zweck ist unklar. Die Leertaste ist
   gesperrt, Taste Й ist freigegeben, Einteilung in Vierer-
   gruppen.
   -> Wie T s. M-125 mit zuschaltbarer Gruppenschaltung.

   -> Position 1 und 4 dient der Ausgabe auf Lochstreifengeräte.

Das Gerät ist leicht und hat geringe Abmessungen (275 x 275 x
135 cm). Es macht sehr wenig Lärm. Die Verarbeitung der Teile
ist sehr ordentlich, aber viele Teile scheinen zu klein für
den Einsatz unter Feldbedingungen. Besonders prekär ist die
Arbeit der Schalträder. Die Stromversorgung erfolgt über ein
24-Volt Netzteil und der Antrieb ist ein Gleichstrommotor.

Kryptographisch-technische Untersuchung

Diagramm 1 zeigt das Schema der Chiffrierung. Auf der linken
Seite ist die Tastatur dargestellt, und hier wurden die kyril-
lischen Buchstaben durch lateinische Buchstaben ersetzt. Daneben
befinden sich unten die passenden Tastenkontakte A bis F
(Gruppen S in Schwarz) und darunter A bis E (Gruppe R in Rot).

Aus der mittleren Spalte des Diagramm ist es möglich die Funktion
der beiden Radschalter zu sehen. Das die Kontaktstift I bis V
und I bis VI sind immer mit den Schleifringen (1 bis 5 und
1 bis 6) verbunden, dargestellt in der vertikalen Spalte.

Die 10 und 12 vertikalen Spalten entsprechen den 10 und 12 Ein-
stellungen der zwei Schalträder, s. Abb. 5 a und b.

Die Kontaktstifte sind mit den Tasten-Magneten verbunden,
ebenso die Schleifringe mit den Magneten A bis E und A bis F.
Die rechte Seite von Diagramm 1 zeigt die Zuordnung der Zeichen
zu den Magneten.

Umgekehrt verläuft die Entschlüsselung, die Tasten-Kontakte sind
verknüpft mit den Schleifringen und die Magnete mit den Kontakt-
stift. (Natürlich ist es auch möglich, mit der zweiten Verdrahtung
zu verschlüsseln und mit der ersten zu entschlüsseln).

Die Kollektorringe sind mit bestimmten Magneten und die Kontakt-
stift mit bestimmten Kontakten verbunden, daher können wir im
Diagramm die Zahlen durch die Buchstaben der Magnete und Kontakte
ersetzen.

Im folgenden Beispiel finden wir dann:

Kont. Magnete
E     B E D F C B A D F C E A
A     E A B E D F C B A D F C
F     F C E A B E D F C B A D
D     A D F C E A B E D F C B
B     C B A D F C E A B E D F
C     D F C B A D F C E A B E

Aus dem Diagramm können wir sehen dass es genügt eine vertikale
und eine horizontale Linie zu erhalten, um den ganzen Schlüssel
zu bestimmen.

Aufgrund der Tatsache, dass das Schaltrad nicht bei jedem ge-
drückten Zeichen vorwärts bewegt wird, wird die Schaltsequenz
so geändert, dass die vertikalen Spalten wiederholt wird, z. B.:

Kont. Magnete
E     B E E D F F F F C B A D D D F F C E E E A
A     E A A B E E E E D F C B B B A A D F E E C
F     F C C E A A A A B E D F F F C C B A A A D
D     A D D F C C C C E A B E E E D D F C C C B
B     C B B A D D D D F C E A A A B B E D D D F
C     D F F C B B B B A D F C C C E E A B B B E

Wenn es einen kompromittierten Text gibt, d.h. wenn wir einen
Klartext und den passenden Chiffretext haben, dann kennen wir
auch die Reihenfolge der Kontakte und Magnete, z.B.:

                (Gruppe S)
Kontakte C A D B B E F E A C B F E E D
Magnete  A C B F D F A D B A E B D D E

Die unterstrichenen Positionen geben den ersten Hinweis.
Die Anordnung des Schaltrades der Gruppe S zeigt keine Position,
in der der selbe Magnet zweimal hintereinander wirkt. Die Magnet-
folge DD für die Kontaktfolge EE muss daher auf Stillstand des
Schaltrades zurückzuführen sein. Umgekehrt muss an der Stelle,
an der die Magnetfolge FD für die Kontaktfolge BB erscheint,
eine Vorwärtsbewegung stattgefunden haben.

Die Anzahl der Stifte des Stiftrades ist bekannt (19 und 23).

Da ein Stillstand nur auftritt, wenn an dieser Position beide
Räder eine Stillstandsposition haben, d. h. kein Vorlaufstift,
wissen wir, dass Stillstand nach 19 Schritten durch das eine
Rad und nach 23 Schritten durch das andere Rad wieder hergestellt
wird. Wenn trotz dieser Tatsache an einer solchen Position
ein Vorstoß eingetreten ist, dann muss dies auf das andere Rad
zurückzuführen sein.

Wir haben so einen vorschaltenden Stift ermittelt.
Unter Berücksichtigung der Besonderheiten der Magnetfolgen,
wie sie durch die bekannte Verdrahtung des Schaltrades gegeben
sind, wird es mit etwa 150 Buchstaben kompromittierten Textes
leicht möglich, das Muster der Stiftäder und die Zuordnung der
Magnete zu den Kontakten zu erhalten. Wenn wir durch Änderung
ziemlich lange Sequenzen identischer Kontakte finden, die auf
eine ziemlich lange Stillstandszeit stoßen, kann der erforder-
liche Text viel kürzer sein. Die Bestimmung der Gruppe R ist
insofern schwieriger, als aufgrund der besonderen Verdrahtung
des Schaltrades auch bei einem Schritt derselbe Magnet zweimal
hintereinander eingeschaltet wird (siehe Abbildung 4, Kontakte
e). Trotzdem erreichen wir unser Ziel, indem wir jeden der
fünf Magnete nacheinander experimentell mit dem Doppelkontakt
verbinden. Hier führen die falschen Annahmen zu Widersprüchen,
so dass die richtige Zuordnung als einzig mögliche übrig bleibt.

Weitere Details, ersichtlich aus der Abbildung: Details.

Mechanische Schlüsselscheiben (a, b)
29 А ... Я
27 А ... Ь
23 А ... Ч
19 А ... Т

Transpositionsräder (6, 7)
10 А ... Й
12 А ... Л

Tastatur
1   2 3 4 5 6 7 8 9 0
Й Ц У К Е Н Г Ш Щ З Х
 Ф Ы В А П Р О Л Д Ж
  Я Ч С М И Т Ь Б Ю

Links unten der Ein- und Ausschalter.
K-37 Schema
Abb.: K-37 Schema
5. Mai, Tag der Chiffriergeräte
K-37, sowjetische Chiffriergertäte