; }

MÁY MẬT MÃ VÀ MẬT MÃ - TSEC/KL-7 ADONIS & POLLUX CỦA HOA KỲ

 

© Bản quyền hình ảnh www.cryptomuseum.com

TSEC/KL-7 ADONIS & POLLUX

© Ảnh www.cryptomuseum.com

Giới thiệu

TSEC/KL-7 là một máy mật mã ngoại tuyến của Mỹ, được phát triển bởi Cơ quan An ninh Quân đội (ASA) và Cơ quan An ninh Lực lượng Vũ trang (AFSA) dưới tên AFSAM-7, và được người kế nhiệm của nó là Cơ quan An ninh Quốc gia giới thiệu vào năm 1953. Cơ quan (NSA). Đây là máy mật mã vòng xoay hạng nhẹ đầu tiên có thiết bị điện tử, được phát triển như thiết bị mật mã tiêu chuẩn. Năm 1955, AFSAM-7 được đổi tên thành TSEC/KL-7. Máy này được quân đội Hoa Kỳ, các đối tác NATO, CIA và FBI sử dụng rộng rãi cho đến giữa những năm 1960 và sau đó chủ yếu đóng vai trò dự phòng, thường được siêu mã hóa trên các hệ thống khác cho đến khi nó ngừng hoạt động vào năm 1983.

Máy KL-7 là một tuyệt tác công nghệ của thập niên 1950, kết hợp kiến thức về mật mã và điện tử mới nhất. Bàn phím được thiết kế thông minh của nó sẽ thay đổi hướng tín hiệu thông qua các vòng xoay. Các vòng khía trên rôto của nó điều khiển chuyển động của rôto theo kiểu phức tạp nhất và các ống chân không kiểm soát tín hiệu định giờ của máy in thu nhỏ được thiết kế mới. KL-47 của Hải quân Hoa Kỳ tương thích về mặt mật mã với KL-7 nhưng có hệ thống chữ hoa khác.

Chiếc máy này có đặc tính mật mã tuyệt vời và được thiết kế để chống lại bất kỳ cuộc tấn công giải mã nào của Liên Xô, ngay cả khi các chi tiết kỹ thuật của nó bị xâm phạm. Thật không may, một số vi phạm an ninh nghiêm trọng đã xảy ra vào những năm 1960. Cả Sĩ quan An ninh truyền tin của Quân đội Hoa Kỳ Joseph Helmich và Giám đốc Bảo hành Hải quân John Walker không chỉ làm tổn hại đến thiết kế của KL-7 bằng cách bán sổ tay hướng dẫn sửa chữa và bảo trì hoàn chỉnh cho Liên Xô mà còn cung cấp cho họ danh sách chìa khóa bí mật, thậm chí còn bổ sung thêm nhiều thông tin hơn nữa cho Liên Xô. Huyền thoại Chiến tranh Lạnh xung quanh cỗ máy hấp dẫn này.

Lịch sử của KL-7 và các thông số kỹ thuật của nó được giữ bí mật trong nhiều thập kỷ và thông tin về loại máy này chỉ mới dần lộ ra trong những năm gần đây. Trang này nhằm tri ân các kỹ sư và nhà mật mã học của ASA, AFSA và NSA, những người đã phát triển KL-7 và những người đã làm việc với cỗ máy này trong khi phục vụ đất nước của họ ở mọi nơi trên thế giới. Trên trang web này, bạn cũng có thể tải xuống trình mô phỏng TSEC/KL-7 chính xác và thực tế.


Mô tả chung

TSEC/KL-7 là máy mã hóa rôto không đối ứng ngoại tuyến với các bộ phận cơ điện và điện tử (ống chân không). Máy có kích thước 12 x 12 x 3,37 inch (30,5 x 30,5 x 16,2 cm) và nặng chỉ 20,5 lbs (9,3 Kg). KL-7 hoạt động trên 24 Volts DC cho máy phát điện động cơ (động cơ DC điều khiển máy phát điện xoay chiều).

Tính chất điện:

Động cơ 24 Volt DC có phạm vi hoạt động từ 21 đến 31 Volt ở 2,5 ampe. Động cơ này điều khiển cơ học máy phát điện xoay chiều, máy phát xung, trống máy in và cơ cấu bước rôto. 24V cũng được sử dụng cho dây tóc ống chân không và nam châm điện bước.

Máy phát điện xoay chiều cung cấp 150 đến 180 Volts rms ở 400 Hz và 5 Watts. Để cấp nguồn cho thiết bị điện tử, bộ chỉnh lưu cầu toàn sóng cung cấp +200 và +220 Vôn DC và bộ chỉnh lưu nửa sóng cung cấp -70 Vôn DC.

Bộ tạo xung tạo ra các tín hiệu định giờ sau cho máy in khi nhấn phím chữ cái:

- Xung 10 Volt từ một cuộn dây đơn cho các phím chỉ có chữ cái.

- Xung 5 Volt tiếp theo là xung 10 Volt từ hai cuộn dây nối tiếp cho các phím chữ và số.

Nguồn điện 24V để cung cấp năng lượng cho KL-7 có thể đến từ pin, loại có sẵn trên xe hoặc từ nguồn điện lưới. Để sử dụng trên nguồn điện lưới, có một bộ chuyển đổi nguồn AC riêng có thể được đặt thành 100-125 V hoặc 200-250 V ở tần số 50-60 Hz và máy biến áp của nó có bộ chỉnh lưu cung cấp 21 đến 31V DC cho KL-7. Pin hoặc đầu ra bộ chuyển đổi nguồn AC được gắn vào đầu nối của dây nguồn 24 Vôn, nằm ở phía trước bên phải của máy (xem thêm phần điện tử).

Năm 1955, AFSAM-7 được đổi tên thành TSEC/KL-7, theo danh pháp của NSA. TSEC là viết tắt của An ninh Viễn thông (COMSEC), K là thiết bị Crypto và L là Literal vì đầu ra được mã hóa bằng các chữ cái (A đến Z). Đối với các bộ phận của máy, TSEC xuất hiện sau chỉ định hạng mục. Bên dưới cách đặt tên của NSA cho các bộ phận chính của KL-7, tiếp theo là cách đặt tên AFSA từ cơ quan tiền thân của nó. Xem thêm bảng danh pháp NSA Định dạng PDF.

TSEC/KL-7 (AFSAM-7) là máy hoàn chỉnh

Đế KLB-7/TSEC là đế của máy và hỗ trợ tất cả các bộ phận khác. Cụm bảng tiếp xúc của nó có các điểm tiếp xúc có lò xo trên bề mặt kết nối với các bộ phận khác của máy.

Bộ điều khiển bước rôto KLA-7/TSEC (AFSAM-107) ở phía trên đế chứa cơ cấu bước, bộ truyền động chuyển mạch và mang bộ phận mật mã. 

Bộ mật mã KLK-7/TSEC (AFSAM-207), còn được gọi là lồng rô-to, chứa 8 rô-to thực hiện việc mã hóa thực tế, còn được biểu thị là mã hóa. 

Các bộ phận quan trọng khác là bộ chọn vị trí và bảng tiếp xúc trượt bên dưới bàn phím để chuyển đổi tín hiệu qua rôto và chọn các vị trí mật mã khác nhau cũng như bộ rôto để thực hiện mã hóa và vòng khía để điều khiển chuyển động của chúng. Bộ tạo xung, bộ định thời và ống chân không, ba thyratron 2D21 và một triode kép 12AX7, cung cấp tín hiệu định thời cho máy in, in các nhóm văn bản hoặc mã trên băng giấy dính.

© Bản quyền hình ảnh Dirk Rijmenants.

Sơ đồ chung

Lưu ý: Sơ đồ mạch đầy đủ có sẵn trong phần điện tử. Tất cả tên, nhãn và số hiệu của các bộ phận và điểm tiếp xúc điện trên trang này giống hệt với tên trong tài liệu sửa chữa và bảo trì ban đầu.

Động cơ DC quay liên tục điều khiển máy phát điện xoay chiều và thông qua hộp số giảm tốc 3:1, máy phát xung và trống máy in, cả hai đều nằm trên cùng một trục. Bộ tạo xung điều khiển bộ định thời thông qua một bánh răng giảm tốc khác. Máy phát xung có phần ứng từ quay bên trong hai stato với tổng cộng 37 cuộn dây, trong đó 26 cuộn dây cho chữ, 10 cuộn cho hình và 1 cho khoảng trống. Các cuộn dây này được sắp xếp theo mô hình 360 độ thành hai vòng riêng biệt và tạo ra xung định thời cho Búa In.

Nhấn phím sẽ nối đất một trong các cuộn dây xung. Bộ mã hóa rôto truyền tín hiệu đến bộ tạo xung. Quá trình mã hóa không tương hỗ và do đó bảng tiếp xúc trượt phải chuyển hướng của tín hiệu qua rôto để chuyển đổi giữa mã hóa và giải mã. Khi phần ứng của máy phát xung đi qua cuộn dây nối đất, nó sẽ tạo ra một xung truyền đến cả ống chân không Gate và máy biến áp tăng áp. Máy biến áp gửi xung đến ống Sharpener, làm sạch tín hiệu và gửi đến ống Print để kích hoạt búa in.

Nếu ống Shift ở vị trí FIG, nó sẽ báo cho ống Sharpener chỉ phản ứng với các xung cao từ cuộn dây hình và đốt cháy.


Nút chọn cài đặt và bảng tiếp xúc trượt trên cùng
© Ảnh D. Rijmenants (bấm vào để phóng to)
Bảng tiếp xúc trượt để chuyển hướng tín hiệu 
cánh quạt, nguồn điện và điện tử
© Ảnh D. Rijmenants

Bộ bảng tiếp xúc bao gồm các điểm tiếp xúc có lò xo trên tấm đáy khớp với các điểm tiếp xúc ở dưới cùng của bàn phím, bộ phận bước và máy in. Thiết kế mô-đun này cho phép dễ dàng tháo rời tất cả các bộ phận chính của KL-7 để bảo trì và sửa chữa.
Để chuyển đổi giữa mã hóa và giải mã, KL-7 có một giải pháp đơn giản và nhỏ gọn để thay đổi hướng của tín hiệu qua rôto. Bàn phím chứa một Bảng tiếp xúc trượt lớn được vận hành bằng tay cầm Selector với các vị trí O-P-E-D (Tắt - Trơn - Mã hóa - Giải mã).

Bảng tiếp xúc trượt với các điểm tiếp xúc hình chữ T di chuyển từ phải sang trái giữa các phím bàn phím và các điểm tiếp xúc có lò xo trên cụm bảng tiếp xúc. Tất cả các phím đều được nối đất và việc ấn chúng xuống sẽ nối đất với tấm tiếp xúc hình chữ T ở đầu bảng tiếp xúc trượt.

Tay cầm bộ chọn có một chốt bám vào một khe dọc ở bên trái bảng tiếp xúc. Xoay bộ chọn theo chiều kim đồng hồ sẽ di chuyển bảng tiếp xúc trượt từ phải sang trái. Hai đường ray trên bảng tiếp xúc trượt ấn nó xuống các chốt có lò xo, đồng thời bảo đảm bảng tiếp xúc chuyển động trơn tru.

Bảng tiếp xúc trượt cũng chứa công tắc nguồn chính. Cáp nguồn KL-7 có đầu nối (ở bên phải) đi qua bộ lọc nhiễu sóng vô tuyến (khối dọc bên phải máy), đi vào phía trên bên phải của bàn phím (xem bàn phím lật) và kết nối với hai tiếp điểm trượt chạm vào hai sọc đồng (tiếp điểm chữ T kép) ở phía bên phải của bảng tiếp xúc. Bảng mạch cũng chuyển đổi các bộ phận khác nhau của thiết bị điện tử.



Để mã hóa và giải mã, mỗi khóa có ba kết nối riêng trên Bảng liên lạc lắp ráp bên dưới bảng tiếp xúc trượt. Từ trái sang phải, ví dụ như chữ G, chúng được đặt tên là GE (Bộ mã hóa khóa G), GP (Phím G trơn cho cuộn xung riêng của nó) và GD (Bộ giải mã khóa G). Các tiếp điểm ở bên trái và bên phải của bộ mật mã chứa rôto được đặt tên ngược lại. Đối với tiếp điểm G, đây là EG (Mã hóa G) ở bên trái và DG (Giải mã G) ở bên phải, do đó tín hiệu đi vào bên E để mã hóa và bên D để giải mã.
Trong cài đặt Mã hóa, phím G được ấn xuống được kết nối thông qua hình chữ T và tiếp điểm GE của nó với tiếp điểm EG (Chữ mã hóa G) ở phía bên trái của bộ mã hóa giữ rôto và thoát ra tại DH (Giải mã H) tiếp điểm ở phía bên phải, đi qua thanh kết nối nhỏ của phím H và nó đi từ tiếp điểm In tới cuộn dây xung H.

Ở cài đặt Giải mã, phím H được nhấn được kết nối thông qua hình chữ T và tiếp điểm HD của nó với tiếp điểm DH (Chữ giải mã H) ở phía bên phải của bộ mật mã và thoát ra tại tiếp điểm EG (Giải mã G) ở phía bên trái , đi qua thanh kết nối của phím G và nó đi từ tiếp điểm In đến cuộn dây xung G.

Việc sử dụng hai hình chữ T lân cận cho mỗi phím sẽ tạo ra chuỗi O-P-E-D từ phải sang trái. Trên đây là một ví dụ đơn giản với rôto 3 chân. Trên thực tế, KL-7 sử dụng rotor 36 chân. Lưu ý rằng, để thực hiện các chức năng cõng, một số kết nối E, P và D từ “J”, “V”, “X”, “Y”, “Z”, SPACE, FIG và LET được hoán đổi và các tiếp điểm bổ sung trên bảng tiếp xúc trượt chuyển đổi một số dây cõng và các chức năng điều khiển khác.
© Bản quyền hình ảnh Dirk Rijmenants

Lưu ý về hướng dòng điện! Các mũi tên trong hình trên chỉ dùng để dễ hình dung cách kết nối các phím với cuộn dây xung. Trong thực tế, dòng điện di chuyển theo hướng ngược lại! Mỗi cuộn dây tạo ra dòng điện riêng khi phần ứng của máy phát xung đi qua cuộn dây đó. Mặt tích cực của cuộn dây được kết nối thông qua các tiếp điểm chính và rôto với điểm chung. Tuy nhiên, đây thực chất không phải là "nối đất" tín hiệu theo nghĩa thông thường.

Một cuộn dây xung chỉ sử dụng chung để truyền tín hiệu của nó đến máy biến áp tăng cường, máy biến áp này sẽ đảo ngược tín hiệu trước khi được xử lý bởi thiết bị điện tử. Trong mạch, mỗi cuộn xung có thể được coi là một nguồn điện riêng biệt có mạch riêng.

Khi nhấn một phím và tùy thuộc vào vị trí Bộ chọn, mặt dương của cuộn dây đại diện cho phiên bản được mã hóa hoặc giải mã của nó sẽ được kết nối với điểm chung. Khi được cấp điện, cuộn dây sẽ gửi tín hiệu dương của nó thông qua máy biến áp "chung" và tăng áp (ở cực ngược lại) để kết thúc tuyến đường của nó ở phía âm của cùng một cuộn dây (xem mũi tên màu đỏ). Xem thêm mạch điện tử hoàn chỉnh và tín hiệu thời gian.

Làm thế nào để nhấn phím G, được kết nối với EG ở bên trái của rôto, nối đất đúng cuộn dây để in chữ H được mã hóa? Đối với một vị trí và hệ thống dây điện nhất định của rôto, khi EG được kết nối với DH thì DH cũng được kết nối với EG. Trên thực tế, để mã hóa chữ G, KL-7 không "mã hóa" chữ G mà nối đất với chữ G, và bằng cách đó, gói rôto nối đất với đối tác DH của nó, được kết nối với cuộn dây H được cấp điện. bởi bộ tạo xung và gửi tín hiệu để in chữ H.

Vì EG và DH có tính tương hỗ nên điều này cũng có tác dụng trong việc giải mã. Tuy nhiên, điều này chỉ đúng với vị trí cụ thể này của rôto, vị trí này sẽ thay đổi sau mỗi chữ cái của thông báo. Đây chính là điều khiến bảng tiếp xúc trượt của KL-7 trở nên thông minh đến vậy. Đây cũng là lý do tại sao trong ví dụ đầu tiên, các mũi tên màu đen ngược với hướng thực của dòng điện, bởi vì đi theo đường đi, bắt đầu từ cuộn dây H, có vẻ phi logic khi trước tiên bạn phải nhấn phím G.

Bảng tiếp điểm trượt còn chuyển mạch một số chức năng bổ sung trong mạch điện tử. Ngoài ra, tùy thuộc vào chế độ đã chọn, tín hiệu từ một số phím liên quan đến hệ thống cõng sẽ được định tuyến lại. Bo mạch còn có một phần khía ở phía trước cơ chế máy in. Với bộ chọn cài đặt ở vị trí Mã hóa, cam này đẩy một chốt vào cơ chế máy in, khiến KL-7 in một khoảng trắng sau mỗi ký tự thứ năm, định dạng chuẩn cho mật mã.

* Lưu ý về vấn đề liên lạc. Để truyền tín hiệu từ phím nhấn đến cuộn dây xung cần có nhiều điểm tiếp xúc để hoạt động hoàn hảo (điểm tiếp xúc là nơi hai tiếp điểm chuyển mạch hoặc trượt tiếp xúc với nhau). Ở vị trí Plain chỉ có hai điểm tiếp xúc: chìa khóa để trượt bảng tiếp xúc và từ đó đến tiếp điểm p của cụm bảng tiếp xúc, nối trực tiếp với cuộn dây xung. Ở chế độ Mã hóa hoặc Giải mã, có 13 điểm tiếp xúc: một từ chìa khóa đến bảng tiếp xúc trượt, một đến cụm bảng tiếp xúc, 9 điểm qua rôto và hai tiếp điểm trên cầu nhỏ của bảng tiếp điểm trượt, được nối với cuộn dây xung.

Tuy nhiên, mỗi lần tín hiệu thoát ra khỏi lồng rô-to ở một trong các lần kích hoạt lại.
Đầu đọc băng TSEC/HL-1 
và Bộ điều hợp bàn phím KLX-7 Top
© Image Copyright Dirk Rijmenants

Một đầu đọc băng TSEC/HL-1 tùy chọn đã có sẵn cho KL-7. Trong danh pháp NSA, H có nghĩa là thiết bị phụ trợ giúp xử lý và L có nghĩa là đầu ra các chữ cái. HL-1 đọc các băng đục lỗ 5 bit ở dạng văn bản thuần hoặc mã hóa và gửi nó đến KL-7. Điều này cho phép xử lý nhanh các băng tin nhắn, được nhận từ hoặc được tạo trên máy điện báo tiêu chuẩn, tránh việc gõ tin nhắn thủ công tốn nhiều công sức trên KL-7.

Việc sử dụng đầu đọc băng HL-1 cần có Bộ điều hợp bàn phím KLX-7/TSEC, được gắn giữa bàn phím và Bảng tiếp xúc trượt. Do đó, việc cài đặt KLX-7 yêu cầu phải tháo nắp bàn phím KL-7.

Để cài đặt KLX-7, Bộ chọn cài đặt phải ở vị trí Giải mã. Năm con vít của bàn phím được tháo ra, bàn phím được nâng lên mà không di chuyển Bảng tiếp xúc trượt và các chân đế được tháo ra.

KLX-7 được đặt trên bảng tiếp xúc đồng thời bảo đảm phần mở rộng tay cầm Selector của nó khớp với rãnh của Bảng tiếp xúc trượt. KLX-7 sau đó được cố định bằng vít ở năm đai ốc lục giác. Cuối cùng, năm chốt chặn được đặt trong các đai ốc lục giác và bàn phím được cố định trở lại khung máy bằng cách siết chặt các vít của nó vào các chốt chặn.

Sau khi cài đặt KLX-7, đầu nối của nó nằm ở giữa mặt trước, ngay bên dưới bàn phím KL-7. Bảng KLX-7 có 30 điểm tiếp xúc áp suất với các nắp của chúng xuyên qua phần trên của bảng. Mỗi địa chỉ liên lạc này được kết nối với đầu nối KLX-7.

Ngoài ra, hai tiếp điểm kết nối hai tiếp điểm nguồn 24 Vôn trượt từ KL-7 đến đầu nối KLX-7 để truyền 24 Vôn đến HL-1. Ngoài ra, tùy thuộc vào vị trí của Bộ chọn chế độ KL-7, tín hiệu 24 Vôn được gửi đến HL-1 để xử lý các chữ cái, số liệu và khoảng trắng ở cài đặt Đơn giản và Mã hóa hoặc chỉ các chữ cái ở cài đặt Giải mã và bỏ qua tất cả các chữ cái 5 bit khác. các ký tự trên băng.

Đầu đọc băng HL-1 cảm nhận băng đục lỗ 5 bit và chuyển đổi các bit thông qua một loạt rơle để kết nối điểm chung với một trong 26 chữ cái, dấu cách, dây LET hoặc FIG và chuyển điểm chung đó qua cáp bộ chuyển đổi tới bộ chuyển đổi KLX-7 bên dưới bàn phím. Điều này có tác dụng tương tự đối với KL-7 giống như việc nhấn phím bàn phím và nối đất (các) cuộn dây xung tương ứng của nó. Lưu ý rằng trên thực tế, đầu nối ở phía HL-1 có kích thước gấp đôi đầu nối ở phía KLX-7. Đầu nối còn có kẹp cá sấu để nối đất. Trước khi ổ cắm 3 dây trở thành tiêu chuẩn, chiếc kẹp này được cố định vào một số bộ phận kim loại gần ổ cắm. Thông tin thêm về đầu đọc băng HL-1 tại Crypto Machines của Jerry Proc và Thiết bị mật mã của Hải quân Hoa Kỳ của Nick England.

Vòng xoay và vòng khía

Việc mã hóa trong KL-7 được thực hiện bởi các rôto. Chúng được đặt theo danh sách khóa. Mỗi rôto riêng lẻ thực hiện một mật mã thay thế. Hệ thống dây điện lõi rôto vẫn được phân loại và hầu hết các rôto còn sót lại đều bị tước dây hoặc không thể tiếp cận được.

Hệ thống dây điện của nó cũng được thay đổi thường xuyên, trái ngược với Enigma của Đức, nơi hệ thống dây điện không bao giờ thay đổi trong suốt thời gian sử dụng (các nhà mật mã học Hoa Kỳ đã rút ra bài học). Các rôto KL-7 có thể dễ dàng được nối lại thủ công bằng cách cắm các điểm tiếp xúc vào các vị trí khác mà không cần hàn. Chúng được NSA chỉ định là Vòng xoay đỏ. Do những vấn đề còn tồn tại, chúng đã được thay thế bằng Vòng xoay cam vào năm 1956.

KL-7 có một bộ 12 Vòng xoay để lựa chọn, sau này được mở rộng lên 13, được dán nhãn từ "A" đến "M". (xem CORE ở phần danh sách khóa ở bên phải). Mỗi lõi rôto có 36 tiếp điểm phẳng ở phía bên trái (như được thấy trong cửa sổ bộ mật mã) được nối dây theo kiểu xáo trộn với 36 tiếp điểm lò xo ở phía bên phải. Hệ thống dây điện thực hiện mã hóa thay thế. Một vòng chữ cái màu đen có thể điều chỉnh được gắn vào lõi rôto. Những chữ cái này có thể nhìn thấy được qua các cửa sổ nhỏ của đơn vị mật mã. Các vấu dẫn động từ bộ phận bước rôto sử dụng các rãnh trên vòng chữ cái để đẩy rôto.

Mặt bên của vòng bảng chữ cái cũng được đánh dấu bằng các số từ 1 đến 36. Bằng cách ấn vòng bảng chữ cái xuống, nó có thể xoay tương ứng với các dây dẫn của lõi rôto. Điều này được thực hiện bằng cách căn chỉnh số vòng trong bảng chữ cái với mũi tên màu trắng ở phía bên trên rôto (ALPHA RING SET). 36 vị trí trên tất cả các vòng bảng chữ cái được dán nhãn như trong bảng bên dưới. Lưu ý rằng 10 vị trí trên vòng bảng chữ cái được để trống.

Nhãn rôto A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
Ngoài các số 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36
© Bản quyền hình ảnh www.cryptomuseum.com
Cánh quạt KL-7 với vòng bảng chữ cái màu đen 
và vòng khía màu trắng
© Ảnh www.cryptomuseum.com


 KL-7 còn có bộ 11 vòng notch bằng nhựa màu trắng. Các rãnh và cam trên các vòng này điều khiển bảy công tắc bước trong bộ phận bước rôto. Chúng chịu trách nhiệm cho sự chuyển động không đều của rôto. Những vòng notch này cũng là một phần của cài đặt chính.
Các vòng khía được đánh số từ 1 đến 11 ở bên cạnh, bên cạnh một mũi tên nhỏ màu đen (số NOTCH RING & SET). Vòng khía được gắn vào bất kỳ lõi rôto nào bằng cách căn chỉnh mũi tên màu đen của vòng khía với lỗ nhỏ gần mép rôto, sau đó ấn xuống và căn chỉnh vòng khía với chữ cái cần thiết trên vòng bảng chữ cái (NOTCH RING & thư THIẾT LẬP). Vì có một số khoảng trống trên vòng bảng chữ cái nên các vị trí này được đánh dấu trên danh sách phím là chữ cái ở bên trái bằng dấu cộng (ví dụ: vị trí 18 là M+).

Là một phần của cài đặt chính, bảy vòng khía được lựa chọn được gắn vào bảy rôto chuyển động. Rôto cố định ở vị trí thứ tư (không chuyển động) trong bộ mã phải luôn mang vòng rộng đặc biệt và được căn chỉnh theo danh sách khóa (WIDE RING SET).

Các rôto thường xuyên gặp vấn đề về tiếp xúc, do các hạt từ các điểm tiếp xúc đồng berili bị mòn và biến thành oxit đồng mài mòn không dẫn điện. Các hạt bụi đồng berili rất độc hại và nên tránh hít phải những hạt này. Thông tin thêm về rô-to trong phần phát triển.

Bộ mã hóa (Lồng rôto) 
Bộ mã hóa KLK-7 hoặc lồng rô-to có thể tháo rời chứa tám rô-to được chọn từ danh sách khóa. KL-7 sử dụng hệ thống nhập lại phức tạp có thể tạo ra nhiều mã hóa cho một ký tự đơn. Khi tín hiệu rời khỏi rôto thoát, có hai tình huống có thể xảy ra: tín hiệu được truyền ngay lập tức đến bộ tạo xung thông qua một trong 26 dây hoặc nó rời rôto thoát trên một trong 10 tiếp điểm vào lại. Trong trường hợp thứ hai, tín hiệu được gửi trở lại một trong 10 tiếp điểm vào lại ở rôto đầu vào, để thực hiện một đường truyền mới qua rôto. Khi tín hiệu rời khỏi rôto thoát lần nữa, quá trình này được lặp lại.



© Bản quyền hình ảnh Dirk Rijmenants 2011

Tùy thuộc vào hệ thống dây điện bên trong và vị trí hiện tại của rôto, tín hiệu thực hiện một hoặc nhiều lần truyền (về mặt lý thuyết có thể lên tới 11 lần) qua tất cả các rôto trước khi rời rôto thoát về phía bộ tạo xung. Điều này dẫn đến một đường dẫn tín hiệu phức tạp nhất, liên tục thay đổi cả về số lần truyền và đường truyền qua rôto. Lưu ý rằng hình vẽ trên là một ví dụ đơn giản hóa với ba rôto 6 chân và 2 kết nối vào lại.

Trên thực tế, bộ mật mã có 8 rôto 36 chân và 10 dây vào lại. Ngoài ra, các chữ cái và dây nhập lại không được kết nối trực tiếp với các tấm cuối của Bộ Mật mã mà được sắp xếp theo kiểu xáo trộn (xem các kết nối đế bảng và tấm cuối bên dưới). Sự kết hợp của các rôto và vị trí của chúng tạo ra đường dẫn tín hiệu phức tạp nhất cho từng vị trí của rôto.

Bộ mật mã có một tấm đầu cố định ở bên trái với 36 tiếp điểm chịu lực bằng lò xo theo kiểu hình tròn và một trục xoay cố định được gắn vào nó. Tấm cuối bên phải của lồng có 36 tiếp điểm phẳng theo kiểu tròn và có thể tháo rời để tải rôto.
Cả hai tấm cuối đều có ở phía dưới (xem hình ảnh) một đầu nối với 26 tiếp điểm phẳng tiếp xúc với các chốt có lò xo trên Đế, kết nối với 26 chữ cái trên bảng tiếp xúc trượt.

Các tấm cuối còn có một đầu nối với 10 tiếp điểm phẳng (vào lại) để kết nối với các tiếp điểm chịu tải bằng lò xo trên bộ phận bước rôto, kết nối dây của cả hai bên thẳng giữa trái và phải (0-0, 1-1, 2 -2 ...) để hoạt động như các vòng lặp vào lại.

Sau khi tất cả các rôto được lắp vào, bộ mật mã được đặt trong bộ bước rôto và được cố định bằng hai cần khóa ở phía trước bên trái và bên phải của bộ bước rôto.

© Bản quyền hình ảnh Dirk Rijmenants
Bộ mật mã KLK-7 có rôto, nhìn từ dưới lên
© Ảnh D. Rijmenants
Bảng bên dưới hiển thị thứ tự nối dây giữa các chân của tấm đế và tấm cuối của bộ mã hóa. Các chân được đánh số theo chiều kim đồng hồ (nhìn từ bên trái) và chân 01 được căn chỉnh với sọc chỉ số màu trắng trên cửa sổ đơn vị mật mã. Cả hai tấm cuối của bộ mật mã đều được nối dây giống hệt nhau. Chữ “Q” từ bảng tiếp điểm trượt được nối với chốt tấm cuối 01, chữ “P” ở chốt 02, v.v. Các chữ số từ 0 đến 9 đại diện cho các dây vào lại.

Kết nối cơ sở Q P 0 N F C 3 Y O M 9 G R 8 U I 7 B H 2 V T W 6 X S 4 J L Z 5 D K E A 1
Chốt tấm cuối 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36

Máy tạo xung hàng đầu
Khi nhấn phím, bộ tạo xung sẽ chuyển đổi tín hiệu truyền qua rôto và bàn phím thành tín hiệu định giờ chính xác để thiết bị điện tử điều khiển máy in và kích hoạt ly hợp của bộ định thời cũng cung cấp năng lượng cơ học cho bộ phận bước rôto .



Búa in phải kích hoạt vào đúng thời điểm một chữ cái nhất định trên trống máy in đang quay đi qua búa. Để đạt được điều này, bộ tạo xung cung cấp thời gian chính xác. Nó bao gồm một phần ứng từ, quay theo chiều kim đồng hồ với tốc độ 2200 vòng/phút và hai stato với cuộn dây xung. Bánh xe in tất cả các chữ và số quay trên cùng một trục. Khi thiết bị điện tử nhận được xung từ cuộn dây, nó sẽ kích hoạt búa in vào thời điểm thích hợp. Có 37 cuộn dây cho 26 chữ cái, 10 số và khoảng trắng.
Chữ đơn xung cao

Stator phía trước có 19 cuộn dây. Stator phía sau có 18 cuộn dây và được đặt chính xác phía sau stato phía trước. Phần ứng rôto (màu xanh lam ở hình trên) có hai cực từ riêng biệt, một cực cho mỗi stato. Cực sau lệch 9,47 độ so với cực trước. Điều này bảo đảm rằng tại một thời điểm chỉ có một cuộn dây được tạo ra, cuộn dây phía trước trước và cuộn dây phía sau tiếp theo.
KL-7 kết hợp 10 hình với 10 chữ cái ở hàng phím chữ và số trên cùng. Do đó, thiết bị điện tử phải phát hiện sự khác biệt giữa việc in một chữ cái hoặc hình ảnh tương ứng của nó. Để làm như vậy, các phím chữ và số có hai cuộn dây nối tiếp, một cuộn dây xung thấp âm 5 Volts (màu xanh lá cây) cho các chữ cái và một cuộn dây xung cao âm 10 Volts cho các con số (màu vàng). Một sự kết hợp cuộn dây đặc biệt là cuộn dây xung thấp chữ V nối tiếp với cuộn dây xung cao SPACE và một điểm nối giữa các cuộn dây. Đây là một phần của hệ thống cõng.
Xung kép chữ và số

Tất cả các chữ cái khác có một cuộn dây xung cao 10 Volt âm (màu đỏ). Sự khác biệt giữa cuộn dây thấp và cao là kích thước lõi và cuộn dây của chúng. Lưu ý cuộn dây xung cao màu đỏ và màu vàng giống hệt nhau và chỉ khác nhau về màu sắc để phân biệt cuộn dây chữ và hình trong hình vẽ.

Nhấn phím sẽ nối đất với cuộn dây tương ứng của nó, tạo ra một xung nhất thời kích hoạt ống Cổng. Ống Cổng xác định khung thời gian mà ống In được phép xử lý xung ký tự. Điều này bảo đảm rằng chỉ có xung hiện tại mới kích hoạt ống In và mọi xung đi lạc sau đó đều bị bỏ qua. Để biết thêm chi tiết về việc tạo xung, hãy xem thời gian tín hiệu.
Mặt trước của máy tạo xung
© Hình ảnh George Mace

Phía chung - âm - của cuộn xung được nối với máy biến áp tăng áp. Khi phần ứng của bộ tạo xung đi qua cuộn dây nối đất, nó sẽ tạo ra một xung. Máy biến áp tăng áp 1:3 đảo ngược pha xung âm và tăng -5 lên +15 Vôn hoặc -10 đến +30 Vôn để chuẩn bị xung cho lưới điều khiển ống Sharpener (xem hình ảnh). Ống Sharpener truyền xung đã được làm sạch tới ống In.

Để tiến hành, điện thế lưới điều khiển ống mài phải cao hơn điện thế cực âm của ống. Nếu điện thế lưới điều khiển thấp hơn cực âm, điều này thể hiện độ lệch âm và Bộ mài sắc không thể dẫn điện. Để làm cho Sharpener tiến hành, xung dương đến trên lưới của nó phải vượt qua hoặc "kéo" đủ độ lệch âm. Độ lệch âm này hoạt động như một ngưỡng (tức là rào cản) cho phép ống Sharpener phân biệt các xung thấp và cao. Bạn có thể tìm thêm thông tin về cách hoạt động của ống chân không trong phần điện tử.

Ống Shift giữ vị trí dịch chuyển hiện tại. Ở vị trí LET, ống Shift đặt 8 volt lên cực âm Sharpener. Khi không có xung, máy biến áp nối lưới Sharpener về 0 Vôn, gây ra độ lệch âm 8 (0 - 8 = -8). Ở vị trí FIG, ống Shift tăng điện thế cực âm của Sharpener lên 22 Vôn, gây ra độ lệch âm 22 (0 - 22 = -22).

Ở vị trí LET, độ lệch âm 8 Volt mặc định là ngưỡng thấp và ống Sharpener sẽ chấp nhận cả các chữ cái xung cao ( -8 + 30 = +22) và các chữ cái xung thấp từ xung kép chữ và số (-8 + 15 = + 7) nhưng số xung cao liên quan của nó, mặc dù đủ cao ( -8 + 30 = +22), không kích hoạt ống Sharpener vì thời gian phục hồi 11 ms của ống dài hơn 2,88 ms giữa hai xung (chỉ một khoảng cách cuộn dây, ví dụ Q và 1).

Ở vị trí FIG, ống Shift tăng độ lệch lên khoảng âm 22 Vôn, dẫn đến ngưỡng cao hơn. Sau đó, ống Sharpener sẽ bỏ qua các chữ cái có xung thấp dạng chữ và số vì chúng không vượt qua ngưỡng (-22 + 15 = -7) và sẽ chỉ phản ứng với các chữ cái có xung cao dạng chữ và số (-22 + 30 = +8).

Các tình huống sau sẽ xảy ra khi nhấn phím bất kỳ:

Vị trí LET (chữ in): Tất cả các chữ cái có xung cao đều được in. Các chữ cái có xung thấp dạng chữ và số được in và số xung cao tiếp theo của chúng không được xử lý.
Vị trí FIG (in hình): Chỉ chấp nhận xung cao. Các chữ cái có xung thấp gồm số và chữ cái bị bỏ qua và chỉ in các số có xung cao tiếp theo.
Ống Cổng ngăn chặn các xung lặp lại hoặc đi lạc, nhưng việc không sử dụng chức năng này cũng có thể

© Bản quyền hình ảnh Dirk Rijmenants
Hệ thống máy in có nam châm điện cho búa in.
Ở phía dưới có ghim để điều khiển việc in theo nhóm.
© Ảnh D. Rijmenants

Máy in

Các cuộn xung cố định cho 26 chữ cái, 10 số, khoảng trắng và khoảng trống được đặt theo chiều kim đồng hồ trên bộ tạo xung. với stato đôi xen kẽ giữa cuộn dây phía trước và cuộn dây phía sau nó, theo thứ tự như hình bên dưới, bắt đầu với cuộn dây Q phía trước ở trên cùng (khoảng trống và khoảng trống được biểu thị bằng dấu gạch ngang).
QPWO1029EIRU3847TYZK56XHAGSFNDMCLBJV--

KL-7 có trống in quay liên tục theo chiều kim đồng hồ với tốc độ 2200 vòng/phút, được cố định trên cùng trục với bộ tạo xung. Trống in có cùng chuỗi ký tự trên chu vi của nó, nhưng ngược chiều kim đồng hồ, đó là thứ tự ngược lại chính xác với các cuộn xung.

Điều này có vẻ phản trực giác. Tuy nhiên, nhìn từ phía trước, trống in quay theo chiều kim đồng hồ sẽ đi qua búa in ở phía dưới từ phải sang trái. Do đó, các ký tự Q, P, W, v.v. phải lần lượt xuất hiện ở phía dưới, từ phải sang trái. Như vậy, các ký tự Q, P, W,… được đặt ở dưới cùng của trống in từ trái sang phải, tức là ngược chiều kim đồng hồ.

Thời điểm phần ứng từ của bộ tạo xung đi qua cuộn dây nối đất, máy biến áp, Bộ mài và ống In sẽ truyền tín hiệu này đến búa in và bộ ly hợp bộ định thời. Búa in đẩy giấy và dải mực lên trên trống in, vào đúng thời điểm ký tự được yêu cầu đi qua búa in. Hai cuộn ruy băng mực nằm phía sau nắp màu đen có thể tháo rời.

Một chốt, được điều khiển bởi bảng tiếp xúc trượt, chuyển đổi cơ học giữa các nhóm in liên tục (bản rõ) và nhóm năm chữ cái với khoảng cách giữa mỗi nhóm (bản mã). Cuộn giấy được lưu trữ trong vỏ tròn màu đen giữa khối động cơ và bộ phận mật mã.

Đơn vị tính thời gian
 
Bộ định thời điều khiển bốn công tắc cam tạo ra tín hiệu định giờ cho thiết bị điện tử, cung cấp năng lượng cơ học để đẩy dải giấy, ruy băng mực và hệ thống cóc của bộ phận bước rôto để tiến các rôto. Ly hợp bộ định thời được gài bằng nam châm ngắt.
Khi ống In cấp năng lượng cho nam châm hành trình, thanh* (màu vàng) của nó được tháo ra nhanh chóng khỏi phần phình của chốt ly hợp* (màu xanh nhạt). Chốt ly hợp lò xo bây giờ có thể di chuyển vào trong và một răng của nó (màu xanh nhạt) bám vào bánh răng truyền động ly hợp (màu xanh đậm), kết nối động cơ DC đang chạy qua các bánh răng với trục cam. Lưu ý: trên thực tế, nam châm hành trình được đặt ngay bên dưới Bộ ly hợp.

Sau khi hoàn thành một vòng quay, chốt ly hợp sẽ trở lại vị trí ban đầu phía trên thanh quay trở lại, lúc này sẽ đẩy cóc ly hợp trở lên, làm cho một răng của cóc ly hợp tách ra khỏi bánh răng.

Vì các bánh răng có tỷ lệ động cơ/thời gian là 11:1 nên bộ định thời thực hiện một vòng quay duy nhất ở tốc độ 600 vòng/phút trong 0,1 giây. Trong chu kỳ này, bốn công tắc cam gửi tín hiệu định thời gian của chúng đến thiết bị điện tử, đồng thời dải giấy và dải mực sẽ di chuyển thêm một bước nữa. Vòng quay của bộ định thời và công tắc cam được đồng bộ với tất cả các quy trình cơ học khác của KL-7.

Cũng trong chu kỳ này, chỉ những rôto được giải phóng bằng nam châm bước liên quan của chúng mới được nâng cao một bước. Nhờ các tín hiệu định thời gian, thiết bị điện tử biết khi nào chu trình cơ học đã hoàn thành.

Cam chuyển mạch trên trục định thời điều khiển các chức năng sau:

Chữ cam điều khiển chuyển mạch LET và in LET.
Cam hình điều khiển chuyển mạch mạch FIG và in FIG.
Cam lặp lại ngăn ngừa xung lặp lại và xung đi lạc.
Cam sạc cho phép sạc lại nhanh các tụ điện nam châm Print và Trip để chuẩn bị cho lần vận hành máy tiếp theo. Đồng thời ngăn ống In bắn nhiều lần trong một thao tác phím duy nhất.
Tìm hiểu thêm về công tắc cam trong phần điện tử.

Đầu máy phát điện

Máy phát điện động cơ, cung cấp cả năng lượng cơ học và điện áp xoay chiều, là sự kết hợp giữa động cơ DC 24 Volts và máy phát điện xoay chiều 400 chu kỳ cung cấp công suất 5 Watts và 150 Volts rms ở tốc độ 6600 vòng/phút, cùng nhau trong một vỏ duy nhất.

Động cơ tồn tại trong hai phiên bản. CE 87420 đã được thay thế từ số sê-ri 13149 bằng CE 88000 cải tiến. Sự khác biệt là cách điều khiển dòng điện qua cuộn dây kích từ.

Các bộ phận để điều khiển tốc độ động cơ không có trong thiết bị điện tử thông thường vì cụm bộ điều khiển được đặt bên trong một nắp ở phía sau máy phát điện động cơ (xem hình ảnh, điện trở tính bằng ohm, tụ điện tính bằng microfarad).

CE 87420 là động cơ DC cuộn dây song song trong đó phần ứng và trường song song được kết nối song song, thường tạo ra mô-men xoắn khởi động khiêm tốn nhưng có độ ổn định tốc độ tốt dưới tải khác nhau vì tốc độ của nó tự điều chỉnh.

Khi tốc độ của phần ứng quay giảm xuống, lực điện động ngược (CEMF) cũng giảm xuống và nhiều dòng điện có thể chạy qua phần ứng hơn, làm tăng mô-men xoắn và tốc độ động cơ. Khi tốc độ tăng, CEMF cũng tăng và dòng điện chạy qua phần ứng ít hơn, làm giảm tốc độ động cơ. Phản hồi này tạo ra sự ổn định về tốc độ, bất kể tải.

Tốc độ động cơ được điều chỉnh bằng cách thay đổi dòng điện qua cuộn dây kích từ, điều này cũng làm thay đổi lượng CEMF và do đó thay đổi tốc độ động cơ. Điều này được thực hiện bằng điện trở R202 có thể điều chỉnh để bù cho các biến thể sản xuất của cuộn dây kích từ và điện trở NTC R201 (Hệ số nhiệt độ âm).

CE 88000 mới hơn cũng là động cơ DC cuộn dây song song với tốc độ tự điều chỉnh nhưng có thêm một công tắc “điều khiển” ly tâm bổ sung để duy trì tốc độ không đổi trong khi hoạt động ở điện áp từ 21 đến 31 Volts DC. Việc điều chỉnh tốc độ của động cơ được đặt ở mức 6600 +/- 100 vòng / phút.

Công tắc điều tốc mở khi tốc độ động cơ thấp. Sau đó, các điện trở R135 và R136 mắc nối tiếp, tạo ra dòng điện thấp hơn qua cuộn dây kích từ. Kết quả CEMF thấp hơn sẽ tăng tốc động cơ. Khi động cơ đạt tốc độ tối ưu, bộ điều tốc sẽ đóng lại và làm đoản mạch R135. Dòng điện cao hơn qua cuộn dây kích từ gây ra CEMF cao hơn làm chậm động cơ.

Tốc độ động cơ được điều chỉnh bằng vít phía trên trên bộ điều tốc. Vít phía dưới điều chỉnh khe hở không khí giữa các tiếp điểm. Tụ điện C121 ngăn chặn tia lửa điện trên bộ điều tốc và R136 hạn chế dòng điện tăng vọt khi bộ điều tốc đóng.

Máy phát điện xoay chiều được lắp phía trước động cơ trên cùng một trục. Rôto máy phát điện là một nam châm vĩnh cửu được cố định vào trục. Nam châm quay tạo ra điện áp cao trong cuộn dây từ trường đứng yên.

Bộ phận bước rôto 

Bộ bước rôto KLA-7 hỗ trợ bộ mật mã (lồng rôto) và điều khiển bước của rôto. Ở phía sau giá đỡ, có tám chốt chặn lớn ngăn bất kỳ rôto không chuyển động nào di chuyển cùng với các rôto chuyển động lân cận. Chốt dừng thứ tư thường không được sử dụng nhưng vẫn giữ rôto thứ tư đó ở đúng vị trí khi kiểm tra rôto trên một trục đặc biệt không có vỏ lồng rôto.
Ở giữa giá đỡ là bảy vấu truyền động để đẩy rôto bằng cách nắm vào các rãnh trong vòng bảng chữ cái rôto. Những pawls này được cung cấp năng lượng cơ học bởi bộ định thời, dưới sự điều khiển của bảy nam châm bước từ logic bước.

© Bản quyền hình ảnh Dirk Rijmenants
Bộ phận bước rôto KLA-7 đã loại bỏ Bộ mật mã
© Ảnh D. Rijmenants
Phía trước các chốt truyền động là bảy cam nhỏ từ các công tắc truyền động có nhiệm vụ đọc các vòng khía trên rôto. Các công tắc xếp chồng này điều khiển logic bước cho nam châm bước. Ngay trước giá đỡ là bảy nút Set Key để điều chỉnh thủ công từng rôto riêng lẻ.

© Bản quyền hình ảnh Dirk Rijmenants
Khi nhấn phím, bộ tạo xung sẽ truyền tín hiệu đến ống In, từ đó sẽ kích hoạt bộ định thời thực hiện một chu kỳ. Bước của rôto được dẫn động cơ học bởi trục bên của bộ định thời làm quay cụm trục khuỷu cho bộ bước rôto.

Cụm trục khuỷu có một chốt khuỷu lệch tâm được nối với cụm liên kết dẫn động và chuyển chuyển động quay thành chuyển động tới lui được truyền tới trục dẫn động nhờ tay quay bước rôto. Có 7 cam lăn ổ bi được cố định vào trục truyền động, mỗi cam sẽ chuyển động cho mỗi rôto chuyển động (rôto thứ tư không chuyển động).

Các cam lăn giữ liên kết dẫn động về phía trước. Khi bộ định thời quay, trục truyền động quay 75 độ theo chiều kim đồng hồ và 7 con lăn di chuyển xuống dưới, ra khỏi 7 liên kết truyền động. Mỗi thanh truyền động có một lò xo kéo thanh liên kết về phía sau. Tuy nhiên, khi nam châm bước của liên kết truyền động liên quan không được cấp điện, nam châm sẽ ngăn liên kết truyền động đó di chuyển về phía sau.

Trong một chu kỳ, một số nam châm bước được cấp năng lượng bằng logic bước, dưới sự điều khiển của 7 công tắc truyền động. Khi một nam châm bước được cấp điện và trục dẫn động quay các cam con lăn ra khỏi các liên kết dẫn động, liên kết dẫn động liên quan sẽ di chuyển về phía sau, làm cho vấu dẫn động của nó di chuyển về phía sau.

Đồng thời, liên kết truyền động cũng nhả chốt chặn liên quan, sau đó được lò xo chốt dừng đẩy xuống dưới để cho phép rôto của nó chuyển động. Đồng thời, đầu dốc của chốt truyền động trượt về phía sau ra khỏi rãnh vòng bảng chữ cái. Khi cóc dẫn động đến rãnh tiếp theo, lò xo nhỏ trên liên kết dẫn động sẽ buộc cóc dẫn động hướng lên trên rãnh vòng bảng chữ cái tiếp theo.

Khi trục truyền động đạt đến góc xoay tối đa về phía sau, các cam lăn quay về phía trước và đẩy bất kỳ liên kết truyền động nào đã nhả trở lại vị trí phía trước. Đầu phẳng của cóc truyền động đẩy rôto của nó thêm một bước nữa. Liên kết truyền động cũng buộc chốt dừng hướng lên trên thành một rãnh vòng bảng chữ cái tự do. Trong bất kỳ chu kỳ bước nào, các chốt dừng này ngăn không cho các rôto không chuyển động di chuyển dọc theo do ma sát của các rôto lân cận chuyển động.

Ở bên phải bản vẽ là 7 công tắc truyền động có chức năng cảm nhận các vòng khía màu trắng trên rôto. Ở vị trí Plain, người vận hành có thể sử dụng 7 nút Set Key để điều chỉnh thủ công các rôto riêng lẻ và đặt chúng ở vị trí thích hợp (xem quy trình mã hóa và giải mã). Trong quá trình mã hóa và giải mã, mỗi hành trình phím sẽ làm cho một số rôto quay theo kiểu rất không đều dưới sự điều khiển của 7 công tắc truyền động.

Trong sơ đồ mạch bên dưới, tất cả các công tắc của bộ truyền động đều không hoạt động. Mỗi công tắc là sự kết hợp của hai phần Sa và Sb. Lưu ý rằng thứ tự của phần Sa phía trên được định vị thực tế trong bộ phận bước rôto. Thứ tự của phần Sb phía dưới và các nam châm điện bước được trộn lẫn để làm cho sơ đồ mạch dễ đọc hơn và chúng thực sự được đặt từ trái sang phải theo số của chúng. Chỉ có 7 công tắc và nam châm bước vì rôto thứ tư đứng yên bị bỏ qua. Các chân trên tất cả các công tắc đều được đánh số giống như trên công tắc S301a và b.
Mạch bước được cấp nguồn bằng cùng một nguồn điện 24V DC cung cấp năng lượng cho động cơ DC và các dây tóc ống. Công tắc là một phần của bảng tiếp điểm trượt và xác định phần nào của mạch được cấp nguồn, tùy thuộc vào cài đặt mật mã.
Trong cài đặt Mã hóa (E như trong hình vẽ) và Giải mã (D), chỉ phần Sa phía trên của cụm công tắc, được sử dụng để cảm nhận các vòng khía, được cấp nguồn (tuyến K1 - K12 hoặc K10 - K11 - A3 - B3 ). Mỗi nam châm từ 2 đến 6 được điều khiển bởi hai công tắc trong logic OR. Những nam châm này được kích hoạt khi ít nhất một trong hai công tắc có trạng thái thích hợp. Nam châm 1 và 7 được điều khiển bằng ba công tắc và được kích hoạt khi một công tắc không hoạt động VÀ ít nhất một trong hai công tắc còn lại không hoạt động. Ít nhất có hai nam châm luôn hoạt động tại bất kỳ thời điểm nào.

Ở vị trí Plain chỉ cấp nguồn cho phần Sb phía dưới (tuyến K1 - K12 - K13 - A4 - B4). Việc nhấn nút Set Key trước tiên sẽ cấp năng lượng cho nam châm bước của nó thông qua các tiếp điểm 4 và 2 để nhả liên kết truyền động tương ứng. Một lát sau, tiếp điểm 4 được đẩy vào tiếp điểm 1 để cung cấp năng lượng cho nam châm ngắt, khiến bộ định thời thực hiện một chu trình và cung cấp năng lượng cơ học để điều khiển rôto tương ứng. Nếu nút Set Key vẫn được giữ sau khi hoàn thành chu trình, rôto sẽ tiếp tục bước cho đến khi nút được nhả ra.

Logic bước được nối dây theo cách sao cho tránh được tình huống không có rôto nào di chuyển vì điều này sẽ khiến rôto dừng vĩnh viễn. Bảng logic bên phải hiển thị các tổ hợp rãnh cần thiết để di chuyển rôto. Bước đi của một rôto đơn được điều khiển bởi hai hoặc ba vòng khía riêng biệt. Hai vòng khía có thể tạo ra chu kỳ tối đa (chuỗi chuyển động duy nhất) là 1.296 và ba vòng có chu kỳ tối đa là 46.656. Đây là dành cho một cánh quạt duy nhất. Do đó, sự kết hợp của bảy vòng khía cung cấp một trình tự bước phức tạp nhất.

Vòng khía (0 = không hoạt động & 1 = hoạt động) Rôto
cái đó
bước
Vòng 7 = 0 VÀ (Vòng 2 = 0 HOẶC Vòng 3 = 0) 1
Vòng 5 = 0 HOẶC Vòng 6 = 0 2
Vòng 2 = 1 HOẶC Vòng 6 = 1 3
Rôto đứng yên không có công tắc truyền động n/a
Vòng 2 = 0 HOẶC Vòng 3 = 0 4
Chuông 1 = 0 HOẶC Chuông 3 = 1 5
Chuông 1 = 1 HOẶC Chuông 5 = 1 6
Vòng 4 = 0 VÀ (Vòng 2 = 0 HOẶC Vòng 3 = 0) 7

Chữ cái và số liệu 

KL-7 có thể xử lý 37 ký tự khác nhau: các chữ cái từ A đến Z, các số từ 0 đến 9 và SPACE. Tuy nhiên, các rôto chỉ có thể xử lý 26 ký tự vì 10 trong số 36 kết nối từ và đến bộ mã hóa được nối cứng từ đầu ra đến đầu vào cho chức năng nhập lại (36 tiếp điểm rôto không có liên quan gì đến 36 chữ cái). và chữ số). Hơn nữa, việc mã hóa sẽ giảm 37 ký tự thành bản mã 26 chữ cái.

Để có thể mã hóa 37 ký tự khác nhau thành các nhóm mã chỉ có chữ cái, KL-7 sử dụng một hệ thống tương tự như mã teletype. Hai tín hiệu LET và FIG chuyển đổi máy giữa các chữ cái và số liệu. Cả hai bộ ký tự đều sử dụng cùng một tín hiệu và chúng chỉ được phân biệt bằng vị trí FIG hoặc LET vào thời điểm cụ thể đó. Để hiển thị trạng thái hiện tại, bóng đèn neon sẽ sáng lên khi KL-7 ở vị trí FIG. Các ký tự “QWERTYUIOP” được xử lý là “1234567890” ở vị trí FIG.


Điều này vẫn cung cấp 26 phím alpha (-numeric), SPACE, LET và FIG bổ sung. KL-7 phải mã hóa ba ký tự bổ sung này thành một chữ cái. Do đó, thiết kế KL-7 cho phép các chức năng đặc biệt dựa trên một số chữ cái trong bảng chữ cái hiện có. Các chữ cái “J”, “V”, “X”, “Y” và “Z” được chọn vì chúng là một số chữ cái ít được sử dụng hơn.


Trước khi mã hóa, chữ “Z” được đổi thành “X” và phím SPACE thành chữ “Z”.

Sau khi giải mã, “Z” được dịch trở lại thành SPACE và chữ “X” (ban đầu là chữ “Z”) vẫn là “X”.

Trước khi mã hóa, chữ “J” được đổi thành “Y” và phím FIG được đổi thành “J”.

Sau khi giải mã, chữ “J” không được in ra mà khiến KL-7 chuyển sang chế độ FIG. Chữ “Y” vẫn là “Y”.

Trước khi mã hóa, cả chữ “V” và phím LET (chữ cái) đều được đổi thành chữ “V”.

Sau khi giải mã, nếu lúc đó KL-7 ở vị trí LET (chữ cái) thì chữ “V” vẫn là “V”. Nếu KL-7 ở vị trí FIG, chữ “V” làm cho KL-7 chuyển về chế độ LET (chữ cái) và cũng in một khoảng trắng.

© Bản quyền hình ảnh Dirk Rijmenants

Đèn neon vi trí FIG và bộ đếm

© Ảnh D. Rijmenants

Hệ thống các chức năng bổ sung dựa trên các chữ cái thông thường này là phương pháp thiết thực nhất và cũng ít xâm lấn nhất đến khả năng đọc của văn bản. Tuy nhiên, thiết kế đi kèm với một chi phí. Cụm từ kiểm tra KL-7 cho thấy những thay đổi nhỏ xảy ra. Câu đầu tiên là văn bản trước khi mã hóa và câu thứ hai là văn bản tương tự sau khi được giải mã trở lại thành văn bản thuần túy. Để thể hiện rõ hơn tác dụng của việc chuyển đổi giữa vị trí LET và FIG, các khoảng trắng trong ví dụ bên dưới được thay thế bằng dấu gạch ngang. Lưu ý rằng chỉ những chữ cái hiếm khi được sử dụng “J” và “Z” mới bị ảnh hưởng bởi hệ thống cõng.

THE-236TH-QUICK-RED-FOX-JUMPED-780-TIMES-OVER-THE-1459-LAZY-NÂU-DOGS

THE--236-TH-QUICK-RED-FOX-YUMPED--780--TIMES-OVER-THE--1459--LAXY-BROWN-DOGS

Để thực hiện việc thay phím SPACE trên chữ Z, bảng tiếp xúc trượt sẽ định tuyến lại các tín hiệu X, Z và SPACE. Các hình vẽ sau đây giải thích việc định tuyến lại các chữ cái đó theo các vị trí khác nhau.


Ghi chú:


1. Dưới đây, bất kỳ chữ cái, phím hoặc cuộn xung không xác định nào (A đến Z) đều được biểu thị bằng Δ (delta). Bên dưới mỗi khóa có ba tiếp điểm, được đặt tên là e-p-d (mã hóa - đơn giản - giải mã. Do đó, các tiếp điểm bên dưới phím A có tên là Ae, Ap và Ad. Các tiếp điểm bên trái của bộ mật mã giữ các rôto được đặt tên là EA đến EZ ( Mã hóa chữ cái này) và các tiếp điểm bên phải được đặt tên là DA đến DZ (Giải mã chữ cái này). Xem bảng tiếp xúc trượt để định tuyến qua rôto.

2. Hướng thực tế của dòng điện ngược với hướng mũi tên trong sơ đồ, vì cuộn dây xung tạo ra xung âm. Các mũi tên chỉ được sử dụng để minh họa đường đi từ chìa khóa đến máy biến áp. Xem tín hiệu thời gian xung để biết thêm chi tiết.

Cài đặt đơn giản

Ở cài đặt đơn giản, tiếp điểm p của mỗi phím được kết nối với cuộn dây xung tương ứng (tuyến màu đen). Zp vào cuộn Z và Xp vào cuộn X. Cả hai đều là cuộn dây xung cao (màu đỏ). Nhấn chữ Z hoặc X sẽ đóng mạch của cuộn dây tương ứng. Khi phần ứng từ của bộ tạo xung đi qua cuộn dây đó, tín hiệu cảm ứng được tăng cường bởi máy biến áp T101, truyền đến máy mài và ống in rồi in ra.

Phím SPACE được kết nối với một điểm nối trên cặp cuộn dây V-SPACE. Tính năng đặc biệt này cũng được sử dụng trong mạch FIG riêng biệt. Bằng cách sử dụng mối nối, việc nhấn phím SPACE sẽ chỉ đóng mạch cuộn dây SPACE.

Tất cả các phím khác cũng được kết nối thông qua tiếp điểm p của chúng với cuộn xung tương ứng. Các cuộn dây này có thể là cuộn dây chữ cái xung cao (màu đỏ) hoặc cuộn dây chữ số xung thấp (màu xanh lá cây). Cuộn dây V xung thấp từ cặp V-SPACE được kết nối với tiếp điểm Vp của phím V.

Ở cài đặt đơn giản, tín hiệu không đi qua các rôto trong bộ mã hóa.
© Sơ đồ mạch Dirk Rijmenants
Cài đặt mã hóa

Ở cài đặt mã hóa, tiếp điểm điện tử của mỗi phím thường được kết nối với tiếp điểm điện tử tương ứng ở phía bên trái của bộ mã hóa. Tuy nhiên, điều này không xảy ra với phím Z cõng.

Các điểm tiếp xúc điện tử của phím Z và X (tuyến màu đỏ) hiện đều được chuyển sang tiếp điểm EX (Mã hóa X) ở phía bên trái của bộ mã hóa. Điều này không ảnh hưởng đến X, nhưng chữ Z cũng trở thành X, vì SPACE cần chữ Z để thay.

Do đó, liên hệ điện tử của khóa SPACE (tuyến màu xanh) được kết nối với đơn vị mật mã bên trái EZ-contact và thực sự mã hóa chữ Z sẽ đại diện cho SPACE.

Phiên bản được mã hóa của tất cả các chữ cái sẽ thoát ra phía bên phải của đơn vị mật mã tại một trong các điểm tiếp xúc D. Đây có thể là bất kỳ chữ cái nào trong số 26 chữ cái DA đến DZ, thậm chí là chính phím bị ấn, tùy thuộc vào vị trí rôto và hệ thống dây điện.

Sau đó, tín hiệu sẽ truyền đến khóa tương ứng với tiếp điểm D của bộ mật mã, đi vào tiếp điểm d của khóa đó, chuyển thanh kết nối nhỏ và tiếp điểm p của nó tới cuộn dây xung và in chữ cái được mã hóa.
© Sơ đồ mạch Dirk Rijmenants
Cài đặt giải mã

Ở cài đặt giải mã, tiếp điểm d của mỗi phím được kết nối với tiếp điểm D tương ứng ở phía bên phải của bộ mã hóa (tuyến màu đen). Ngoại lệ duy nhất là phím SPACE, không được sử dụng vì chỉ có các chữ cái mới được giải mã.

Phiên bản được giải mã của tất cả các chữ cái sẽ thoát ra phía bên trái của đơn vị mật mã tại một trong các Danh bạ điện tử. Đây có thể là bất kỳ điểm tiếp xúc nào trong số 26 điểm tiếp xúc EA đến AZ, thậm chí là chính phím bị ấn, tùy thuộc vào vị trí rôto và hệ thống dây điện.

Sau đó, tín hiệu truyền từ tiếp điểm điện tử đó đến khóa tương ứng với chữ cái được giải mã, đi vào tiếp điểm điện tử của khóa đó, chuyển thanh kết nối và tiếp điểm p của nó tới cuộn dây xung và in chữ cái được giải mã.

Khi nhấn phím đại diện cho X được mã hóa, tín hiệu sẽ thoát ra khỏi đơn vị mật mã dưới dạng chữ X được giải mã ở tiếp điểm EX phía bên trái. Sau đó, tín hiệu (tuyến màu đỏ) truyền đến tiếp điểm Xe và thông qua một thanh kết nối đến cuộn X để in X. Do đó, cả X đơn giản ban đầu và Z (chuyển thành X) đều được giải mã và in dưới dạng X.

Khi phím được nhấn đại diện cho Z được mã hóa, tín hiệu sẽ thoát ra phía bên trái của đơn vị mật mã dưới dạng Z được giải mã tại tiếp điểm EZ. Vì Z được giải mã thực sự đại diện cho một SPACE, nên tín hiệu (tuyến màu xanh) không truyền đến tiếp điểm Ze mà thông qua thanh kết nối và tiếp điểm điện tử của Khóa SPACE tới cuộn SPACE để in khoảng trắng.

Điện tử 

KL-7 có thể được cấp nguồn theo hai cách. Cáp nguồn, được kết nối với nguồn DC 24 volt (ví dụ: ắc quy xe) hoặc Bộ chuyển đổi nguồn AC chuyển đổi điện áp xoay chiều 110V hoặc 220V thành điện áp DC 21 đến 31 volt (lý tưởng là 24 volt). Cả cáp nguồn và bộ chuyển đổi đều có đầu nối Amphenol AN 3101A Mil Spec (2 chân cái) với kẹp cáp AN 3057-4 kết hợp với cáp nguồn của KL-7 có đầu nối đực.



CE 87066 Power Converter
Image 
NSA - National Cryptologic Museum (notice)


Bộ chuyển đổi nguồn AC có công tắc để chọn điện áp đầu vào AC. Đối với điện áp 100-125 volt, hai cuộn dây sơ cấp được chuyển đổi song song (các tuyến 1w2-11-14-15 và 1-13-12-3w4). Đối với điện áp 200-250 volt, các cuộn dây sơ cấp được đóng nối tiếp (tuyến 1w2-11-12-3w4). Vì cuộn sơ cấp mắc nối tiếp có số vòng gấp đôi so với cuộn song song nên điện áp đầu ra giảm đi một nửa và do đó duy trì ở mức 24 Vôn.
Cuộn dây thứ cấp được nối với hai dãy chỉnh lưu cầu toàn sóng selen được nối song song. Phiên bản đầu tiên của bộ chuyển đổi nguồn tạo ra dòng điện đầu ra 2,4 Amps. Phiên bản mới hơn với 4,5 Amps (kể từ sn15413) hiệu quả hơn cho KL-7 với máy phát điện động cơ thế hệ thứ hai có công tắc điều tốc. Dòng điện cao hơn cũng tốt hơn khi bộ chỉnh lưu selen bị lão hóa. Bộ chuyển đổi nguồn AC có kích thước 10,6 x 4,7 x 4 inch (27 x 12 x 10 cm).
Bản thân KL-7 có cáp nguồn với đầu nối AN 3106A (2 chân đực), được kết nối với Bộ lọc nhiễu sóng vô tuyến được gắn ở giá đỡ bên phải (xem bộ chọn vị trí ảnh). Từ bộ lọc, một sợi cáp ngắn đi vào KL-7 ở phía trên bên phải bàn phím. Thông qua hai cầu chì và hai tiếp điểm trượt, dòng điện 24 volt sẽ đến tiếp điểm T kép (xem thêm sơ đồ mạch bên dưới). Giá đỡ cũng mang một đầu nối cái giả để cố định cáp nguồn trong quá trình vận chuyển.
Bộ lọc ngăn chặn sự thay đổi điện áp trên cáp nguồn vì những thay đổi này có thể gây nhiễu trên lưới điện chính hoặc thậm chí cản trở các tín hiệu được điều chế của thiết bị vô tuyến gần đó, làm rò rỉ tín hiệu mà kẻ thù có thể khai thác, ngay cả ở khoảng cách rất xa. Bộ lọc loại Pi làm suy giảm các tín hiệu này trên một dải tần số rộng. Cụm bộ lọc đã được niêm phong và không được phép bảo trì hoặc sửa chữa. Nếu bộ lọc bị trục trặc, toàn bộ cụm bộ lọc phải được thay thế. Bạn có thể tìm hiểu thêm về các rủi ro bảo mật của tín hiệu lạc trên trang TEMPEST của chúng tôi.
RCA 12AX7 Twin Triode and 2D21 Thyratron
Để theo sơ đồ mạch KL-7 dưới đây, chúng ta cần biết loại ống chân không và cách thức hoạt động của chúng. Đây là những yếu tố quan trọng để xử lý tín hiệu thời gian cho máy in. KL-7 có một ống 12AX7 và ba ống 2D21. Chúng được sản xuất bởi nhiều nhà sản xuất như RCA, General Electric, Brimar hay Mullard. Đối với các hợp đồng cung cấp quân sự, các ống này được chỉ định là ngày 12AX7 tháng 1 và ngày 2 ngày 21 tháng 1 (danh pháp tiêu chuẩn điện tử liên quân-Hải quân).

Triode đôi 12AX7 Triode đôi 12AX7 bao gồm hai triode riêng biệt (mỗi triode ba điện cực) khiến cho bóng đèn này rất thích hợp để sử dụng làm bộ dao động đa năng. Đối với mỗi triode, dòng điện giữa cực dương dương của nó, được gọi là tấm (chân 1 và 6) và cực âm (3 và 8) được điều khiển bởi một điện áp rất nhỏ trên lưới điều khiển (2 và 7). Độ lệch của lưới điều khiển càng dương thì dòng điện chạy từ tấm sang cực âm càng nhiều. Độ lệch lưới điều khiển âm sẽ dừng dòng điện. Lưu ý rằng các electron chảy ngược hướng với dòng điện thông thường. Do đó, độ lệch lưới điều khiển dương (2 hoặc 7) sẽ thu hút các electron từ cực âm (3 hoặc 8) và dẫn chúng về phía tấm (1 hoặc 6). 12AX7 cũng có hai dây tóc nóng riêng biệt nối tiếp (4 đến 5) với một điểm nhấn ở giữa (9), giúp có thể vận hành các dây tóc song song ở điện áp 6,3 volt, như được sử dụng trong KL-7 hoặc nối tiếp ở điện áp 12,6 volt (bảng dữliệu).
Mặc dù về mặt vật lý khá khác nhau, bạn có thể so sánh triode với bóng bán dẫn NPN hiện đại, trong đó dòng điện từ bộ thu đến bộ phát được điều khiển bởi đế.

Thyratron 2D21 Thyratron lưới màn hình 2D21 hoạt động hoàn toàn khác với ống chân không triode hoặc tetrode thông thường. Thyratron này là một tetrode chứa đầy khí xenon (bốn điện cực) hoạt động như một công tắc điện tử và có thể xử lý dòng điện cao hơn ống chân không. Độ lệch âm trên lưới màn hình (chân 5 hoặc 7) sẽ đẩy các electron khỏi cực âm (2) và ngăn chúng tiếp cận tấm (6) và bắn vào ống, bất kể độ lệch trên lưới điều khiển (1). Khi cả độ lệch lưới điều khiển và lưới màn hình đều dương, khí xenon sẽ ion hóa và các electron nhân lên (tức là phóng điện Townsend). Plasma thu được tạo ra độ dẫn điện cao (gần như đoản mạch) giữa tấm (6) và cực âm (2). Khi dòng điện chạy qua, cách duy nhất để ngăn dòng điện đó là giảm điện áp tấm xuống dưới ngưỡng tới hạn hoặc cắt hoàn toàn dòng điện, chẳng hạn như được thực hiện bằng công tắc Charge Cam của bộ định thời KL-7. Dây tóc nóng hoạt động ở điện áp 6,3 volt (bảng dữ liệu).

Original General Electric JAN 12AX7 WA
Joint Army-Navy electronics standard
© Photo TubeDepot
Do đó, 2D21 hoạt động như một công tắc nhanh, bật hoặc tắt và bạn có thể so sánh thyratron với một công tắc rơle hoặc với thyristor hoặc bóng bán dẫn FET hiện đại nơi dòng điện được chuyển đổi bằng điện áp cổng của nó. Lưu ý rằng tetrode thông thường (không chứa đầy khí) không hoạt động như một công tắc mà hoạt động tương tự như một triode được thêm lưới màn hình. Xem thêm ống chân không hoạt động như thế nào tại video Youtube của Mr Carlson.

Dưới đây là sơ đồ mạch đầy đủ. Tất cả các thiết bị điện tử đều được đặt bên dưới Bộ bảng tiếp xúc với các tiếp điểm được nạp bằng lò xo, ngoại trừ các ống chân không, nằm phía sau Bộ phận bước rô-to. Các thành phần trong sơ đồ mạch được dán nhãn giống như sơ đồ mạch và sách hướng dẫn bảo trì ban đầu. Vì sơ đồ ban đầu khá khó đọc nên các phần khác nhau của thiết bị điện tử được trình bày ở đây tách biệt rõ ràng. Các chấm màu cam tượng trưng cho các bộ phận của bảng tiếp xúc trượt.

Ở phía trên bên trái của sơ đồ mạch là nguồn điện cho tất cả các thiết bị điện tử. 24 Volts DC đến hai tiếp điểm chữ T kép trên bảng tiếp điểm trượt và cấp nguồn cho Máy phát điện động cơ cung cấp năng lượng cơ học và điện áp cao. 24V cung cấp năng lượng cho động cơ DC cũng được sử dụng cho dây tóc của bốn ống chân không và nam châm bước trong bộ phận bước rôto.

Bộ chỉnh lưu cầu sóng toàn phần, theo sau là hai điốt, cung cấp +220 Vôn ở cực W4. Bộ chỉnh lưu cầu + cũng được nối trực tiếp qua cực W8 tới các điện trở R109 và R110 để cung cấp điện áp +200V ở cực W2 cho một số bộ phận của mạch. Bộ chỉnh lưu nửa sóng cung cấp điện áp âm 72 Volts

Bộ tạo xung ở giữa bên trái chuyển đổi hành trình phím thành một hoặc hai xung âm khi cuộn dây xung đó được nối đất và cảm ứng bởi một phần ứng từ quay. Phím 15 chữ cái có một cuộn dây xung cao. 10 phím chữ và số có cuộn dây xung thấp và xung cao mắc nối tiếp. Đối với hệ thống cõng, phím V có cuộn dây xung thấp nối tiếp với cuộn dây xung cao phím SPACE và bao gồm một điểm nối.

Khi nhấn một phím, một xung âm sẽ kích hoạt ống Cổng V104, hoạt động như bộ dao động đa điểm một lần điều khiển độ lệch lưới màn hình ống in, để hạn chế thời điểm ống in được phép kích hoạt máy in. Tiếp theo, khi phần ứng đi qua cuộn dây của phím bị ấn, một xung âm sẽ được gửi đến máy biến áp tăng áp T101 ở trung tâm, làm đảo ngược xung (xem thêm thời gian tín hiệu).

Ở giữa sơ đồ là ống Sharpener V102 nhận xung từ máy biến áp tăng áp. Bộ mài sắc đóng vai trò là ngưỡng để phân biệt các xung thấp và cao. Khi V102 không bị ion hóa, cực âm của nó có điện thế bằng cực W5, được xác định bằng ống Shift V103 thông qua mạng điện trở R119 - R122 - R123.

Ở vị trí LET, xung thấp là đủ để khắc phục độ lệch âm 8 volt trên lưới điều khiển ống Sharpener. Khi ở vị trí FIG, điện áp rơi giữa cực W5 và cực chung tăng lên làm cho lưới điều khiển Sharpener có độ lệch âm hơn, đòi hỏi xung cao để kích hoạt bộ mài.

Ống In V101 chỉ kích hoạt khi ống Cổng được kích hoạt làm cho độ lệch lưới màn hình ống In là dương, đồng thời xung ống Sharpener làm cho độ lệch lưới điều khiển ống In là dương.

Khi ống In đã kích hoạt đơn vị định giờ, công tắc Lặp lại Cam sẽ ngắt kết nối điện áp dương ở cực dương tấm A của ống Cổng, chuyển độ lệch lưới màn hình ống In thành âm. Điều này ngăn ống In bắn ra các xung liên tiếp hoặc các xung lạc từ bàn phím hoặc từ việc di chuyển các chân rôto.

Sau khi hoàn tất bước chu trình và rôto, công tắc Lặp lại Cam sẽ đóng lại và cả Cổng và ống In đều sẵn sàng cho chu kỳ tiếp theo.

Khi nhấn phím RPT (lặp lại), độ lệch âm trên đầu X1 và trên lưới màn hình ống In sẽ bị loại bỏ và ống sẵn sàng bắn ở bất kỳ xung nào nó nhận được từ ống Sharpener. Do đó, việc nhấn phím RPT cùng với phím chữ cái sẽ liên tục in chữ cái đơn giản hoặc chữ cái được mã hóa.

Khi ống In hoạt động, nam châm in và nam châm chuyến đi sẽ được kích hoạt. Cả hai nam châm đều được cung cấp năng lượng theo một cách khá đặc biệt. Tụ in C101 & C102 và tụ Trip C106 & C107 được sạc liên tục qua R109 và R110 đến +200 Vôn. Vì các tụ điện tích điện không tiêu thụ dòng điện nên không có dòng điện nào chạy qua mạch Trip Magnet. Khi ống In hoạt động, điều này làm chập mạch và phóng điện các tụ điện qua mạch in ống nối tiếp với các tụ điện. Dòng phóng điện của chúng cung cấp năng lượng cho Trip Magnet.

Điều này kích hoạt bộ định thời để thực hiện một chu kỳ và các công tắc trên trục cam cung cấp bốn tín hiệu định thời. Trong chu kỳ này, công tắc Charge Cam rút ngắn điện trở 10K R110, chỉ để lại điện trở 1K R109 giữa 220 Vôn ở W8 và các tụ điện ở W2, bảo đãm việc sạc lại các tụ điện nhanh chóng để sẵn sàng cho chu kỳ máy tiếp theo. Công tắc Charge Cam cũng vô hiệu hóa ống In cho đến khi chu kỳ kết thúc, ngăn ống In hoạt động nhiều lần trong một chu kỳ.

Ở phía dưới sơ đồ mạch là phần ống Shift ghi nhớ chế độ shift hiện tại, hiển thị vị trí hiện tại bằng đèn neon và điều khiển ngưỡng của Sharpener để biết nên chấp nhận những tín hiệu nào ở vị trí LET hoặc FIG.

Các công tắc có chấm màu cam trong sơ đồ mạch trên biểu thị các bộ phận của bảng tiếp điểm trượt và cho thấy chúng ảnh hưởng như thế nào đến bước đi của rôto, mạch chuyển cài đặt và một số phím. Cách thức hoạt động của các công tắc đó được hiển thị bên dưới.

Tự động chuyển đổi không gian. Khi bộ chọn vị trí chuyển đổi giữa Plain và Encipher, Công tắc khoảng cách tự động sẽ nhanh chóng xả các tụ điện Print và Trip qua điện trở R129, khiến nam châm Print và Trip bắt đầu một chu kỳ duy nhất của bộ định giờ và bước của rôto. Điều này làm xáo trộn vị trí của các rôto, tùy thuộc vào các vòng khía, được sử dụng trong quy trình mã hóa. Trên hình vẽ bạn thấy công tắc thực tế trên bảng tiếp xúc trượt. Ở chế độ Plain, điện trở chỉ được kết nối với cầu và công tắc không được kích hoạt. Khi cầu đi được nửa đường về vị trí Bộ mã hóa, +200V được kết nối nhanh với điện trở để xả tụ điện

Chuyển đổi cài đặt chuyển đổi. Công tắc này cho phép ở cài đặt Plain và Decipher chuyển cài đặt dịch chuyển hiện tại qua mạng điện trở R119 - R121 - R122 tới ống V102 Sharpener. Tuy nhiên, ở cài đặt Mã hóa, KL-7 chỉ in các chữ cái mã hóa. Do đó, công tắc Cài đặt Shift sẽ ngắt kết nối mạng điện trở ở cài đặt Mã hóa khỏi ống Shift V103 để giữ Bộ mài sắc ở cài đặt LET. Khi đó đèn neon chỉ đóng vai trò báo hiệu cài đặt chuyển số. Trên bản vẽ, bạn có thể đi theo đường dẫn từ cài đặt dịch chuyển qua điện trở và đèn neon đến mạng điện trở (đơn giản và giải mã) hoặc ngắt kết nối và chuyển đến R133 (bộ mã hóa).

Phím lặp lại. Các chân của phím này được nối thông qua bảng tiếp xúc trượt tới lưới màn hình của ống In V101 ở cả 2 chế độ Plain, Encipher và Decipher. Do đó, việc nhấn phím RPT cùng với phím chữ cái sẽ liên tục in chữ cái đó ở tất cả các chế độ.
Công tắc cam chữ cái và công tắc cam số từ bộ định thời kiểm soát cách xử lý các chữ cái piggyback cho phím LET và FIG. Vì chúng ta có cài đặt Đơn giản, Mã hóa và Giải mã và hai cài đặt dịch chuyển, nên có sáu cách khác nhau để xử lý các khóa này. Để thực hiện điều này, bảng tiếp xúc trượt sẽ định tuyến lại các phím FIG và LET cũng như các công tắc cam số và chữ cái.

Lưu ý: Bên dưới, phím, chữ cái hoặc cuộn xung không xác định (A đến Z) được ký hiệu là Δ (delta). Ngoài ra, mạch thực tế còn sử dụng thêm một số công tắc trên bảng tiếp điểm trượt để tránh xung đột với các mạch phím khác ở các vị trí khác nhau nhưng đường đi của các tín hiệu như hình bên dưới.

Thao tác phím FIG:

© Sơ đồ mạch Dirk Rijmenants
Cài đặt đơn giản : Phím FIG được kết nối trực tiếp với tiếp điểm FIG (3) của mạch ống Shift. Nhấn phím ngay lập tức sẽ kích hoạt vị trí FIG và đèn neon sẽ sáng lên. Không cần thực hiện hành động nào để điều khiển rôto vì không cần mã hóa. Những gì bạn gõ là những gì bạn in.

Cài đặt mã hóa : Phím FIG đi vào đơn vị mật mã dưới dạng chữ J cõng tại tiếp điểm EJ. Phiên bản được mã hóa của nó thoát ra khỏi đơn vị mật mã tại tiếp điểm DΔ và được chuyển qua Công tắc Cam Hình đến cuộn dây xung Δ để in chữ cái đó. Vì vị trí LET có ngưỡng thấp nên tất cả các chữ cái có xung thấp và cao đều được in. Trục định thời quay và ở góc 10 độ, Công tắc Cam Hình thay đổi kết nối với tiếp điểm FIG (3) của mạch ống Shift. Đèn neon sáng lên nhưng chỉ có tác dụng báo hiệu cho người vận hành. Bản thân máy vẫn ở vị trí LET để in các chữ cái mã hóa (xem Chuyển đổi cài đặt Shift).

Cài đặt giải mã : Chữ cái Δ, đại diện cho chữ cái J được mã hóa, được ấn xuống và đi vào đơn vị mật mã tại tiếp điểm DΔ. Phiên bản được giải mã sẽ thoát khỏi đơn vị mật mã tại tiếp điểm EJ dưới dạng chữ J và được chuyển qua Công tắc Hình Cam tới điểm nối SPACE (một phần của cặp cuộn dây V-SPACE). Mặc dù nối tiếp với cuộn dây V, SPACE vẫn được in vì cuộn dây của nó được nối đất riêng biệt với cuộn dây V. Trục định thời quay và ở góc 10 độ, Công tắc Hình Cam thay đổi kết nối với tiếp điểm FIG (3) của mạch ống Shift. Máy được đặt ở vị trí FIG và đèn neon sáng lên.

Thao tác với phím LET:

© Sơ đồ mạch Dirk Rijmenants
Cài đặt đơn giản. 
Phím LET được nối trực tiếp với tiếp điểm LET (4) của mạch ống Shift. Nhấn phím ngay lập tức sẽ kích hoạt cài đặt LET và đèn neon sẽ tắt. Không cần thực hiện hành động nào để điều khiển rôto vì không cần mã hóa. Những gì bạn gõ là những gì bạn in.

Cài đặt mã hóa 
Phím LET đi vào đơn vị mật mã dưới dạng chữ V tại tiếp điểm EV. Phiên bản được mã hóa của nó thoát ra khỏi đơn vị mật mã tại tiếp điểm DΔ và được chuyển qua Công tắc Cam Chữ cái tới cuộn dây xung Δ để in chữ cái đó. Vì vị trí LET có ngưỡng thấp nên tất cả các chữ cái của cuộn dây xung cao và thấp đều được in. Trục định thời quay và ở góc 10 độ, Công tắc Cam Chữ cái thay đổi kết nối với tiếp điểm LET (4) của mạch ống Shift. Đèn neon tắt nhưng chỉ có tác dụng báo hiệu cho người vận hành. Bản thân máy vẫn ở vị trí LET để in các chữ cái mã hóa (xem Chuyển đổi cài đặt Shift).

Cài đặt giải mã 
Chữ cái Δ, đại diện cho chữ cái V được mã hóa, được ấn xuống và đi vào đơn vị mật mã tại tiếp điểm DΔ. Phiên bản được giải mã sẽ thoát khỏi đơn vị mật mã tại tiếp điểm EV dưới dạng chữ V và được chuyển qua Công tắc Letters Cam tới mạch phím V (một phần của cặp cuộn dây V-SPACE). Tuy nhiên, vì về mặt logic, máy hiện đang ở vị trí FIG với ngưỡng cao nên xung V thấp bị bỏ qua và SPACE xung cao được in. Trục định thời quay và ở góc 10 độ, Công tắc Cam Chữ cái thay đổi kết nối với tiếp điểm LET (4) của mạch ống Shift. Máy được đặt ở vị trí LET và đèn neon tắt.
Lý do in một khoảng trắng khi giải mã phím LET hoặc FIG thay vì chỉ thay đổi cài đặt Shift là vì cần phải kích hoạt Đơn vị định giờ để các tín hiệu định giờ và bước quay của rôto nhằm mã hóa hoặc giải mã chính xác chữ cái sau.

Việc tạo và định thời tín hiệu xung.

Tín hiệu định thời cho thiết bị điện tử được tạo ra theo hai cách khác nhau. Khi nhấn phím, cuộn dây của bộ tạo xung tương ứng sẽ được nối đất, tạo ra xung đầu tiên. Xung này không phải do chính bộ tạo xung tạo ra mà do chìa khóa tại thời điểm anh ta đóng mạch! Trong khi phím vẫn được nhấn, phần ứng của bộ tạo xung sẽ đi qua cuộn dây nối đất và tạo ra xung thứ hai (có thể là xung đơn hoặc kép) để bắt đầu chu kỳ bước in và rôto. Ở bên phải các phần liên quan của mạch (xem thêm sơ đồ mạch đầy đủ).
© Sơ đồ mạch Dirk Rijmenants

Điểm chung của cuộn dây 
Máy phát xung (điểm kiểm tra V14) được kết nối qua R131 và R114 với điện áp +220 Volt. Do đó, việc nhấn bất kỳ phím nào sẽ kết nối cuộn dây xung của nó, vốn có điện trở DC thấp, với điểm chung của tất cả các thiết bị điện tử. Điều này gây ra sự sụt giảm điện áp lớn trên cuộn dây xung đó và tạo ra lực điện động ngược (CEMF) làm cho âm chung của cuộn dây xung trở thành âm chung của thiết bị điện tử. Xung âm này được gọi là "xung thoáng qua".

Sự sụt giảm điện áp khi đóng phím được truyền qua R131, đầu cuối X3 và C105 đến cực âm của phần B của Cổng cổng, khiến phần A bị cắt và phần B dẫn điện. Bộ dao động một lần của ống Cổng hiện đã được kích hoạt, nhưng sự sụt giảm điện áp cũng phóng điện C116, khiến đầu cuối X1 ở trạng thái âm lâu hơn 10 mili giây. Đầu cuối X1 được kết nối với lưới màn hình của ống In, do đó ngăn không cho Ống In hoạt động lâu hơn một chút.

Xung nhất thời âm 10 Volt cũng được máy biến áp đảo ngược thành 30 Volt dương và gửi đến ống Sharpener. Tuy nhiên, xung được xử lý sẽ không bắt đầu in vì độ lệch lưới màn hình của ống In vẫn âm do độ trễ 10 mili giây ở đầu X1. Do đó, xung nhất thời chỉ khởi động bộ dao động đa năng.

Khi độ trễ 10 ms đã trôi qua và phím vẫn được nhấn xuống, phần ứng của bộ tạo xung quay cuối cùng sẽ truyền qua cuộn dây xung nối đất. Điều này lại tạo ra một xung âm 10 Vôn đi vào máy biến áp (xem hướng mũi tên thứ i), từ đó đảo ngược xung thành xung +30 Vôn và kích hoạt ống mài. Đây là xung thực tế của một chữ cái hoặc xung ban đầu của xung kép chữ và số.

Vì độ lệch lưới màn hình của ống In không còn âm nên giờ đây Sharpener có thể kích hoạt ống In. Lưu ý rằng sau khi phần ứng xung đi qua cuộn dây nối đất, từ thông suy giảm cũng tạo ra một dòng điện theo hướng ngược lại, nhưng xung đó bị chặn bởi ba điốt.

Việc kích hoạt ống In bây giờ sẽ cung cấp năng lượng cho cả Nam châm Máy in để in ký tự tương ứng và Nam châm Hành trình để xoay Bộ định giờ điều khiển các công tắc cam. Sau đó, công tắc Lặp lại Cam sẽ cắt tấm của phần A của ống cổng để ngăn bộ rung đa năng hoàn thành toàn bộ chu trình cảm biến xung, do đó chặn các xung lạc khỏi các điểm tiếp xúc của rôto chuyển động trong Bộ bước. Bạn có thể tìm hiểu thêm về đường đi của tín hiệu qua rôto trong Sliding Con.

Sức mạnh mật mã 
Chúng ta có thể tính toán sức mạnh lý thuyết của KL-7 bằng cách lấy tất cả các biến mật mã để thiết lập máy hoàn chỉnh. Chúng tôi giả định rằng nguyên lý hoạt động chung của máy đã được biết nhưng không có bất kỳ thông tin nào về hệ thống dây điện bên trong của rôto và hình dạng của các vòng khía.
8 lõi rôto có thể được nối dây theo 3,66322 cách khác nhau. Điều này bao gồm tất cả các vị trí, liên quan đến máy, làm cho vòng bảng chữ cái trở nên không cần thiết vì nó chỉ đóng vai trò thể hiện trực quan sự căn chỉnh rôto. Điều này cũng bao gồm tất cả các vị trí của lõi thứ 4 cố định, được đặt bởi vòng rộng của nó.

Các vòng khía có thể được tạo hình theo 7,2375 cách khác nhau. Điều này bao gồm tất cả sự kết hợp của các rãnh, liên quan đến bảy công tắc truyền động. Điều này mang lại tổng số 2,65408 kết hợp mật mã thuần túy hoặc khóa 1357 bit. Tuy nhiên, máy và hệ thống dây điện của nó có thể bị kẻ thù biết.

Vì vậy, chúng tôi xem xét các cài đặt thực tế cho người vận hành. Anh ta phải chọn 8 Vòng xoay từ bộ 13 Vòng xoay, tạo ra 51.891.840 tổ hợp. Anh ấy có 78.364.164.096 cách để sắp xếp 7 vòng bảng chữ cái. Có 1.663.200 cách để chọn 7 vòng khía từ bộ 11. Vòng 7 khía và vòng rộng ở vị trí thứ 4 có thể được đặt theo 2.821.109.907.456 cách khác nhau.

Cuối cùng, có 78.364.164.096 cách sắp xếp rô-to có thể có khi bắt đầu thông báo. Tổng cộng, điều này cung cấp 1.4948 cách để xác định cài đặt khóa, cả bên trong và bên ngoài. Điều này đại diện cho một khóa 161 bit.

Khi kẻ thù biết được thông số kỹ thuật của máy (gián điệp, bắt giữ), anh ta phải tìm 8 lõi từ bộ 13 lõi, đưa ra 51.891.840 kết hợp. Có 1.663.200 cách để kết hợp 7 vòng khía từ một bộ 11 chiếc.
© Ảnh của Dirk Rijmenants
KL-7 nhìn từ trên xuống với lồng rô-to ở giữa
© Ảnh D. Rijmenants
Có 2.821.109.907.456 cách đặt 7 vòng khía và 1 vòng rộng. Có 78.364.164.096 cách để thiết lập tất cả các kết hợp lõi và khía, liên quan đến máy. Vòng bảng chữ cái, chỉ thể hiện trực quan các vị trí của rôto, sẽ bị bỏ qua. Điều này mang lại cho kẻ tấn công tổng cộng 1.9037 kết hợp, đại diện cho khóa 124 bit.

Việc thử tất cả các khóa có thể có trên một khóa 124 bit, cái gọi là tấn công vũ phu, được coi là không khả thi với tất cả sức mạnh máy tính hiện tại và tương lai. Tuy nhiên, phân tích mật mã không chỉ dừng lại ở kích thước khóa, độ bảo mật lý thuyết và các cuộc tấn công bạo lực. Máy mã hóa rôto đã được chứng minh là dễ bị tổn thương trước một số loại tấn công phân tích mật mã nhất định, được thực hiện trên các máy tính có tốc độ nhanh. Vì vậy, KL-7 không còn được coi là an toàn nữa. Tuy nhiên, ngay cả những nhà giải mã lành nghề với nguồn lực hiện tại ngày nay vẫn phải đối mặt với một nhiệm vụ to lớn là tiến hành một cuộc tấn công thành công chống lại KL-7, đặc biệt khi họ chỉ có sẵn một số lượng thông điệp hạn chế.

Việc mã hóa một số lượng lớn tin nhắn bằng cùng một khóa luôn tiềm ẩn rủi ro vì có nhiều khả năng các tin nhắn “có chiều sâu” hơn, giúp nhà phân tích mật mã có nhiều manh mối thống kê hơn về cài đặt khóa cụ thể đó. Trong thời gian phục vụ của KL-7, số lượng tin nhắn được mã hóa với cùng cài đặt khóa bị giới hạn bởi sự phân ngăn. Trong một ngày nhất định, thay vì sử dụng một danh sách khóa cho tất cả người dùng, các danh sách khóa khác nhau sẽ được phân bổ cho các cấp và dịch vụ khác nhau, do đó giảm việc sử dụng một cài đặt khóa cụ thể. Một phương pháp bổ sung để hạn chế các thông báo "chuyên sâu" là mã hóa mỗi thông báo bằng một vị trí bắt đầu ngẫu nhiên duy nhất của các rôto, được gọi là Căn chỉnh rôto thông báo. Thông tin thêm trong các thủ tục nhắn tin dưới đây.

Quy trình mã hóa và giải mã ADONIS và POLLUX 
Có hai loại hoạt động cho KL-7, được gọi là POLLUX (1950) dành cho giao thông cấp thấp của Quân đội và Không quân, và ADONIS (1951) dành cho giao thông cấp cao. Sự khác biệt giữa chúng là bộ rôto và phương pháp xác định vị trí bắt đầu ngẫu nhiên của rôto cho mỗi thông báo mới, được gọi là Căn chỉnh rôto thông báo.

Mỗi bộ rôto ADONIS bao gồm 12 lõi rôto (sau này là 13), 11 vòng khía và một vòng rộng cố định. Trước khi sử dụng KL-7, cài đặt bên trong phải được đặt theo danh sách khóa chứa nhiều khóa, mỗi khóa có giá trị trong khoảng thời gian 24 giờ. Mỗi danh sách khóa hàng ngày xác định việc lựa chọn lõi rô-to và vị trí của nó trong đơn vị mật mã, cách cài đặt vòng bảng chữ cái, loại vòng khía và cách cài đặt của nó trên lõi rô-to đó. Lõi rôto được chọn ở vị trí thứ tư phải luôn được lắp với vòng rộng cố định, vòng này cũng có thể được đặt ở bất kỳ vị trí nào trên lõi rôto đó. Vòng rộng này ngăn rôto thứ tư di chuyển.

Dưới đây là ví dụ về danh sách khóa ADONIS, ở định dạng như được ghi trong KAO-41C/TSEC đã được giải mật. Thông thường, đơn vị mật mã thứ hai, với các rôto được sắp xếp theo danh sách khóa của ngày hôm trước, đã có sẵn. Khi nhận được tin nhắn từ ngày hôm trước, người vận hành có thể nhanh chóng tháo bộ mật mã hiện tại ra khỏi bộ bước rôto và thay thế bằng bộ mật mã cũ.

Bấm vào để phóng to...

Lưu ý: bạn có thể đặt khóa mẫu cho ngày thứ 31 trên trình mô phỏng KL-7 và thực hiện ví dụ về mã hóa được hiển thị bên dưới để trải nghiệm quy trình mã hóa như được người vận hành thực tế sử dụng. Xin lưu ý rằng các rôto của thiết bị mô phỏng có hệ thống dây điện lõi riêng vì hệ thống dây điện bí mật của các rôto thật chưa bao giờ được giải mật và hệ thống dây điện của các rôto còn sót lại đã bị loại bỏ.

Sau khi đặt tất cả các rôto đã chuẩn bị sẵn vào bộ mật mã, các cài đặt mới sẽ được kiểm tra bằng cách kiểm tra 36-45 chữ cái. Với bộ chọn cài đặt ở vị trí Plain, tất cả các rôto được đặt ở vị trí “A”. Tiếp theo, máy được đặt ở cài đặt Mã hóa (một số rôto sẽ di chuyển một bước). Bộ đếm được đặt lại và chữ "L" được gõ 45 lần. Hai nhóm mã cuối cùng phải khớp với kiểm tra chữ cái 36-45 trên danh sách khóa cho ngày hôm đó.

Chỉ báo hệ thống, hiển thị ở phía dưới bên phải của khóa cho ngày hôm đó, bao gồm năm chữ số (ADONIS) hoặc năm chữ cái (POLLUX) và được sử dụng trước và sau thông báo được mã hóa để xác định hệ thống và khóa.

Đối với mỗi thông báo mới, người vận hành phải sử dụng vị trí bắt đầu duy nhất và hoàn toàn ngẫu nhiên mới cho rôto. Phương pháp truyền các vị trí rôto này đến máy thu được gọi là Hệ thống chỉ báo. Các vị trí bắt đầu ngẫu nhiên, được gọi là Căn chỉnh rôto thông báo, hiển thị qua các cửa sổ nhỏ của đơn vị mật mã và rất quan trọng đối với tính bảo mật của thông báo vì việc sử dụng cùng một Căn chỉnh rôto thông báo cho nhiều thông báo sẽ dẫn đến các mẫu có thể bị kẻ phá mã khai thác.

Để tạo Căn chỉnh rôto thông báo, người vận hành lấy một nhóm năm chữ cái ngẫu nhiên đã chuẩn bị trước đó được gọi là Chỉ báo thông báo (xem ghi chú bên dưới). Đối với tin nhắn mẫu của chúng tôi, chúng tôi sử dụng chỉ báo tin nhắn ngẫu nhiên "ELXNO".

1. Đặt bộ chọn cài đặt KL-7 thành Cài đặt thường.
2. Đặt “AAA-AAAA” làm căn chỉnh rôto bằng các nút Set Key ở mặt trước của bộ mật mã.
3. Chuyển sang cài đặt Mã hóa (một số rôto sẽ di chuyển một bước)
4. Mã hóa chỉ báo tin nhắn "ELXNO". Chỉ báo được mã hóa thu được sẽ là "BHLDO".
5. Chuyển về vị trí Plain.
6. Đặt "BHL-DOBH" làm Căn chỉnh rôto thông báo bằng cách sử dụng lại hai chữ cái đầu tiên ở cuối. Một lần nữa, sử dụng bảy nút Set Key để điều chỉnh rôto.
7. Chuyển sang cài đặt Mã hóa (một số rôto sẽ di chuyển một bước), xé băng in và đặt lại bộ đếm.
8. Mã hóa thông điệp văn bản rõ ràng "THIẾT BỊ TUYỆT VỜI 123".

Bất kỳ nhóm cuối cùng chưa hoàn chỉnh nào cũng phải được hoàn thành bằng một khoảng trắng và, nếu được yêu cầu, theo sau là đủ các chữ cái ngẫu nhiên để hoàn thành nhóm mã cuối cùng đó.

Dưới đây là bản mã thu được. Lưu ý rằng nếu bạn mã hóa tin nhắn bằng sim KL-7, kết quả có thể khác một phần, tùy thuộc vào việc bạn chuyển sang vị trí FIG và LET trước hay sau khoảng trắng.
GOATJ ZPFJZ RGDET FKCSB TCMTD XQLP

Thông báo hoàn chỉnh bao gồm chỉ báo hệ thống, đánh vần Chỉ báo Thông báo (bảng chữ cái NATO), văn bản được mã hóa và chỉ báo hệ thống lặp lại:

28604 ECHO LIMA XRAY THÁNG 11 OSCAR
   GOATJ ZPFJZ RGDET FKCSB TCMTD XTQLP 28604


Định dạng tiêu chuẩn cho các tin nhắn được mã hóa được gọi là CODRESS, được ghi lại trong ấn phẩm ACP 127 (chưa được phân loại). Trong những tin nhắn như vậy, toàn bộ người gửi, tất cả người nhận và phân loại bảo mật đều được đưa vào văn bản được mã hóa. Những tin nhắn này luôn không được phân loại, mặc dù các nhóm được mã hóa chứa thông tin bí mật.

RR RABCDE
   DE RFGHIJ 1234 8/1400Z
   R 311300 tháng 12
   GR 6
   BT
   28604 ECHO LIMA XRAY THÁNG 11 OSCAR
   GOATJ ZPFJZ RGDET FKCSB TCMTD XTQLP 28604
   BT



   NNNN

Người nhận có một chiếc KL-7 với cách bố trí rô-to tương tự như được cung cấp cho ngày cụ thể đó trong danh sách chìa khóa của anh ấy. Chỉ báo hệ thống “28604” trong tin nhắn nhận được xác định hệ thống mật mã ADONIS và khóa cho tin nhắn cụ thể này. Anh ta sẽ tiến hành như sau:

1. Máy chuyển bộ chọn vị trí KL-7 sang vị trí Plain.
2. Máy đặt "AAA-AAAA" làm căn chỉnh rôto bằng các nút Set Key ở mặt trước của bộ mật mã.
3. Máy chuyển sang cài đặt Mã hóa (không phải Cài đặt Giải mã!).
4. Máy mã hóa chỉ báo tin nhắn đánh vần "ELXNO" để tạo lại Căn chỉnh rôto thông báo ban đầu của người gửi "BHLDO".
5. Máy chuyển về vị trí Plain.
6. Sau đó, anh ấy đặt "BHL-DOBH" làm Căn chỉnh rôto thông báo, đồng thời lặp lại hai chữ cái đầu tiên ở cuối.
7. Cuối cùng máy chuyển sang cài đặt Giải mã và giải mã bản mã "GOATJ ZPFJZ RGDET FKCSB TCMTD XQLP" để lấy lại tin nhắn gốc.

Trong tệp trợ giúp của trình mô phỏng KL-7, Phụ lục A, bạn sẽ tìm thấy hai thông báo huấn luyện được mã hóa hấp dẫn, liên quan đến cuộc khủng hoảng hỏa tiển Cuba, để thực hành quy trình giải mã. Họ sử dụng quy trình KAO-41C/TSEC và khóa ví dụ như được mô tả ở đây.

Các chỉ báo tin nhắn gồm năm chữ cái ngẫu nhiên được tạo trước. Một chiếc KL-7 chưa sử dụng được tải với cách bố trí rôto được chọn ngẫu nhiên và chưa bao giờ được sử dụng trong bất kỳ danh sách khóa hiện có nào. Tiếp theo, tất cả các rôto được đặt ở vị trí bắt đầu ngẫu nhiên và bộ chọn chế độ được đặt thành Cài đặt mã hóa. Một số lượng lớn các từ hoặc chữ cái ngẫu nhiên được gõ. KL-7 in một số lượng lớn các nhóm năm chữ cái ngẫu nhiên trên dải giấy. Sau đó, người vận hành sẽ sử dụng các Chỉ báo Thông báo này để tạo ra Cách căn chỉnh Rô-to Thông báo khác nhau cho mỗi thông báo mới. Để tránh sử dụng lại, mỗi Chỉ báo Thông báo trên dải giấy chỉ được sử dụng một lần, sau đó xé dải giấy ra và dán vào mẫu thông báo tương ứng.

Bộ rôto POLLUX chỉ bao gồm 8 rôto, 7 vòng khía và một vòng rộng cố định. Quy trình POLLUX chỉ sử dụng các chữ cái làm chỉ báo hệ thống trên danh sách khóa. Việc kiểm tra 36-45 chữ cái của nó được thực hiện bằng chữ “A” thay vì chữ “L” cho ADONIS. POLLUX cũng sử dụng Chỉ báo thông báo gồm năm chữ cái ngẫu nhiên nhưng quy định việc đặt Chỉ báo thông báo ngẫu nhiên trực tiếp dưới dạng Căn chỉnh rôto thông báo, thay vì mã hóa Chỉ báo thông báo. Tài liệu bổ sung thêm thông báo "không chỉ mã hóa bằng cách sử dụng hệ thống này. Hệ thống này đưa ra chỉ báo thực sự rõ ràng” và sau đó đề cập đến các hướng dẫn bổ sung không được chỉ định. Có thể thực hiện nhiều phương pháp khác để truyền tải Căn chỉnh rôto thông báo một cách an toàn.
ASA
1945 - 1976


Sự phát triển của KL-7 

Việc phát triển KL-7 có sự tham gia của nhiều cơ quan. Cơ quan Tình báo Truyền tin (SIS), được thành lập vào năm 1929 với tư cách là một phần của Quân đoàn Truyền tin Quân đội, chịu trách nhiệm phân tích mật mã dưới sự chỉ đạo của nhà mật mã học nổi tiếng William F. Friedman. Vào tháng 3 năm 1943, SIS được đổi tên thành Cơ quan An ninh Truyền tin (SSS) và vào tháng 7 năm 1943 lại được đổi tên thành Cơ quan An ninh Truyền tin (SSA). Người kế nhiệm của nó là Cơ quan An ninh Quân đội (ASA), được thành lập vào tháng 9 năm 1945 và tồn tại cho đến cuối năm 1976.
NSA 
Est. 1952

Năm 1949, Cơ quan An ninh Lực lượng Vũ trang (AFSA) được thành lập để hợp nhất tất cả các nỗ lực An ninh Truyền tin (COMSEC) và Tình báo Truyền tin (COMINT). William Friedman lãnh đạo bộ phận mật mã của Ông. Cơ quan này đặt tên ban đầu cho máy là AFSAM-7. Tuy nhiên, phương tiện và trách nhiệm của AFSA nằm rải rác ở nhiều cơ quan quân sự và dân sự khác nhau. Điều này cuối cùng dẫn đến việc thành lập cơ quan kế nhiệm của nó là Cơ quan An ninh Quốc gia (NSA) vào năm 1952, với Friedman là nhà mật mã trưởng. Do đó, quá trình phát triển KL-7 có sự tham gia của ASA, AFSA và NSA.

Nguồn gốc của KL-7 được tìm thấy trong Chiến tranh thế giới thứ hai khi máy mật mã rôto SIGABA của Quân đội Hoa Kỳ, được Hải quân gọi là ECM (Máy mật mã điện) và SIGABA CCM (Máy mật mã kết hợp) đã thiết lập một tiêu chuẩn mới về bảo mật. liên lạc cấp cao giữa các nước Đồng minh. Ở cấp độ chiến thuật, súng cơ khí hạng nhẹ M-209 được sử dụng rộng rãi. Khi chiến tranh kết thúc, M-209 không còn được coi là an toàn nữa và Quân đội Hoa Kỳ bày tỏ nhu cầu về một máy mật mã an toàn nhẹ có thể thay thế M-209 nhưng sẽ có sức mạnh mật mã tương tự như SIGABA.

Hải quân Hoa Kỳ cũng đang tìm kiếm một máy mật mã nhỏ có tính năng của ECM, tập trung vào việc giảm trọng lượng. Vào tháng 3 năm 1945, trụ sở Quân đội yêu cầu Cơ quan An ninh Truyền tin (SSA), ngay sau khi đổi tên thành Cơ quan An ninh Quân đội (ASA), phát triển một cỗ máy phù hợp với nhu cầu của họ. Trong khi đó, CCM, dựa trên nguyên tắc tiền điện tử AJAX và được cả Hoa Kỳ và Vương quốc Anh sử dụng, đã lỗi thời và cần được thay thế.

Dự án được đặt tên là MX-507 và ASA coi đây là một dự án nghiên cứu tầm xa. Các nhà nghiên cứu của ASA nhanh chóng quyết định lựa chọn máy dựa trên rôto. Họ cũng phải thiết kế một hệ thống in nhẹ hoàn toàn mới, vì chiếc máy mới này được yêu cầu hoạt động ngoại tuyến và in các thông báo ra giấy. Cuối cùng, họ đã có thể giảm hệ thống máy in xuống còn 1/4 kích thước và trọng lượng ban đầu.

ASA đã áp dụng một nguyên tắc mật mã mới gọi là nhập lại hoặc uốn cong lại với rôto 36 chân. Ý tưởng là lấy các phần của đầu ra mật mã, nhập lại đầu ra vào quá trình mã hóa và mã hóa lại lần nữa. Nhà phân tích mật mã Albert W. Small PDF Format đã hình thành hệ thống này vào năm 1940 và nộp đơn xin cấp bằng sáng chế vào năm 1944. Tuy nhiên, bằng sáng chế của ông đã được đặt theo Lệnh bí mật của Văn phòng Sáng chế. Điều này sẽ gây ra xung đột bằng sáng chế vào năm 1957.

Các cánh quạt là sự phát triển hơn nữa của các cánh quạt đầu Thế chiến 2. Cái gọi là Blue Rotor, được sử dụng cho đến cuối những năm 1950, là loại rôto 26 chân loại Hebern khá lớn, đơn giản và chắc chắn. Việc đi dây lại thường xuyên những Vòng xoay đó, cần thiết vì lý do an ninh, khá phức tạp. Một phiên bản sửa đổi của Blue Rotor, được gọi là White Rotor, mang một vòng chữ cái và vòng khía.

Hải quân Hoa Kỳ cũng đã phát triển một rôto 26 chân loại Hebern nhỏ hơn, được gọi là Vòng xoay màu vàng, cho phiên bản kế nhiệm của CCM. Ngoài ra còn có một nghiên cứu sử dụng rôto in, trong đó các mạch điện được khắc trên thân rôto, nhưng dự án đó đã kết thúc vào năm 1953 và cuối cùng bị ngừng sản xuất.

Cơ quan An ninh Lực lượng Vũ trang (AFSA) được thành lập vào năm 1949. Đây là tổ chức mật mã trung tâm đầu tiên của Hoa Kỳ và một trong những mục tiêu của tổ chức này là cung cấp tiêu chuẩn hóa các thiết bị liên lạc an toàn và xác định chính sách chung cho thiết bị mật mã. Nghiên cứu của ASA được chuyển giao cho AFSA vào tháng 12 năm 1949. MX-507 được đổi tên thành AFSAM-7, viết tắt của Máy Cơ quan An ninh Lực lượng Vũ trang Số 7.

Sau một loạt nghiên cứu về mật mã, được bắt đầu vào năm 1946, AFSA đã quyết định sử dụng Rôto đỏ 36 chân mới với vòng bảng chữ cái có thể xoay và vòng khía làm rôto tiêu chuẩn cho AFSAM-7 và AFSAM-9. Tuy nhiên, Red Rotor gặp phải hai vấn đề lớn. Các vấn đề về dung sai với quá trình đúc nhựa và các vấn đề về tiếp xúc. Rôto sử dụng các điểm tiếp xúc bằng đồng berili, trong đó các hạt bị mòn và biến thành oxit đồng không dẫn điện bị mài mòn, vừa làm trầm trọng thêm sự mài mòn vừa gây ra các vấn đề về tiếp xúc.

Từ năm 1946 trở đi, các nhà thầu bên ngoài đã nghiên cứu vấn đề Red Rotor trong mười năm tiếp theo, tiêu tốn 1.250.000 USD để có được Orange Rotor. Thử nghiệm với 200 vật liệu tiếp xúc không tìm thấy vật liệu nào tốt hơn đồng berili và hợp chất nhựa vẫn phù hợp nhất. Sau nhiều sửa đổi và cải tiến, Red Rotor đã được chấp nhận nhưng vấn đề tiếp xúc vẫn tồn tại. Vòng xoay màu cam mãi đến năm 1956 mới được giới thiệu. Điều quan trọng cần lưu ý là các hạt bụi đồng berili từ các điểm tiếp xúc của rôto rất độc hại và có thể gây ra bệnh phổi berylliosis. Hít phải những hạt này nên tránh tuyệt đối.

Vào tháng 4 năm 1949, Hoa Kỳ và các đồng minh đã thành lập Tổ chức Hiệp ước Bắc Đại Tây Dương hay NATO, và mối quan hệ xấu đi với Liên Xô đã dẫn đến Chiến tranh Lạnh nghiệt ngã. Thông tin liên lạc an toàn giữa các thành viên NATO là một phần quan trọng trong việc tạo ra mặt trận chống lại Liên Xô. Một thách thức nữa mà AFSA phải đối mặt là tự thiết kế một cỗ máy có thể được phân phối giữa các đồng minh NATO của họ mà không tiết lộ công nghệ mật mã bí mật quan trọng có thể rơi vào tay Liên Xô, trực tiếp hoặc thông qua việc xâm nhập vào NATO.

Với một tổ chức lớn như NATO, nhiều khả năng cỗ máy này hoặc các thông số kỹ thuật của nó sớm hay muộn sẽ đến được đất Nga. Thiết kế này phải chống lại bất kỳ cuộc tấn công giải mã nào có thể xảy ra bởi các nhà giải mã Liên Xô, ngay cả khi các chi tiết kỹ thuật của máy bị tiết lộ. Tính bảo mật của máy chỉ phụ thuộc vào tính bí mật của các cài đặt khóa, do đó tuân theo định luật nổi tiếng về mật mã của Kerckhoffs.

Vào tháng 9 năm 1950, AFSA đã trình diễn một mô hình kỹ thuật. Thiết kế cuối cùng sử dụng tám rôto 36 chân, nhập lại mười tín hiệu rôto và bước chuyển động không đều phức tạp nhất của rôto, được điều khiển bằng điện bằng các vòng khía trên rôto. Các vấn đề về thời gian của máy in và hệ thống chuyển số đã được giải quyết bằng thiết kế thông minh với các ống chân không, biến AFSAM-7 trở thành máy mật mã chiến thuật đầu tiên sử dụng thiết bị điện tử.

AFSAM-7 đã được phê duyệt và Quân đội có thể chế tạo các mẫu nguyên mẫu. Đến tháng 12 năm 1950, Quân đội tuyên bố AFSAM-7 đã sẵn sàng để sản xuất. Máy này sẽ trở thành máy mã hóa tiêu chuẩn đầu tiên trong Lực lượng Vũ trang Hoa Kỳ. Hệ thống mật mã được chỉ định là POLLUX. Các nhà thầu đã được lựa chọn và các sổ tay hướng dẫn vận hành và bảo trì đã được soạn thảo. Vào tháng 2 năm 1951, các hợp đồng đã được ký kết để sản xuất 25.000 chiếc AFSAM-7 với tốc độ 5.000 chiếc mỗi năm. Khóa học sửa chữa và bảo trì đầu tiên dành cho nhân viên Lục quân và Không quân được lên kế hoạch vào tháng 9 năm 1951. Tuy nhiên, do vấn đề về dụng cụ và thiếu hụt vật liệu, việc giao AFSAM-7 bị trì hoãn đến tháng 6 năm 1952 và sau đó lại bị trì hoãn đến tháng 1 năm 1953.

Năm 1951, nguyên tắc mật mã BRUTUS được đề xuất thay thế cho nguyên tắc AJAX đã lỗi thời của CCM. Mê cung bước rôto BRUTUS điều khiển chuyển động không đều của rôto, với rôto 2 và 6 quay ngược chiều nhau và khác với logic bước POLLUX. BRUTUS sử dụng bảy rôto 26 chân trong bộ mười rôto, với các cam có thể tháo rời và các vòng bảng chữ cái. Số lượng khía trên mẫu khía phải là 7, 9, 11, 15, 17 hoặc 19 (các số nguyên tố cùng nhau). Trong khi đó, Hải quân đang phát triển loại máy của riêng mình, ban đầu có tên là Máy mã hóa di động (PCM) và sau đó được đổi tên thành AFSAM-47. Họ đã áp dụng nguyên tắc mật mã BRUTUS trước đó cho AFSAM-47 của mình, nhưng việc sản xuất, dự kiến vào cuối năm 1950, đã bị trì hoãn.

Hệ thống chữ hoa trên máy mật mã TYPEX của Anh không phải là tiêu chuẩn và là sự kết hợp của Mỹ/Anh. do đó hệ thống không thể thực hiện được cho đến khi TYPEX được thay thế. Nhóm công tác của CCM Alternative đã đề xuất một hệ thống sử dụng kết hợp để đạt được khả năng tương thích giữa AFSAM-7, AFSAM-47, SINGLET của Anh và các máy khác của Vương quốc Anh và Hoa Kỳ. Điều này bao gồm phím Space để cõng chữ Z, chuyển sang số trên J và chuyển sang chữ cái trên V.

Tuy nhiên, thiết kế của AFSAM-47 sử dụng tám ký tự viết hoa - ( ) / : ? , . và chỉ tương thích với SINGLET của Anh. Cả hệ thống chữ hoa giới hạn và mở rộng đều không thể được giới thiệu cho đến khi người Anh ngừng sử dụng TYPEX với bộ chuyển đổi BRUTUS. Hệ thống chữ hoa giới hạn với các chữ số và dấu cách cuối cùng đã được áp dụng cho tất cả các máy mật mã kết hợp. Cho đến khi chính sách kết hợp được thống nhất, tất cả các máy mật mã được thiết kế cho Hoa Kỳ/Anh. việc sử dụng ít nhất phải bao gồm hệ thống chữ hoa hạn chế.
Vào tháng 10 năm 1951, AFSA công bố hai loại hình hoạt động. Lưu lượng AFSAM-7 dành cho liên lạc cấp cao được chỉ định là ADONIS và lưu lượng dành cho Quân đội và Không quân được chỉ định là POLLUX. Sự khác biệt giữa hai hệ thống mật mã là bộ rôto và quy trình Căn chỉnh rôto thông báo khi bắt đầu mỗi thông báo riêng lẻ.

Năm 1952, các cơ quan của Anh muốn sử dụng nguyên tắc mật mã BRUTUS để thay thế CCM, như đã thỏa thuận vào năm 1951. Tuy nhiên, phân tích cho thấy rằng chi phí ban đầu và dài hạn cho các yêu cầu, bộ phận và cánh quạt của NATO ít tốn kém hơn đối với ADONIS với 36 chân cánh quạt, so với BRUTUS. Các kế hoạch đã được lập để giới thiệu nguyên lý ADONIS theo từng giai đoạn trong các máy kết hợp vào tháng 1 năm 1955. Thiết bị ADONIS sẽ được cung cấp cho Vương quốc Anh cho đến khi họ có thể sản xuất phiên bản của riêng mình với nguyên lý ADONIS. Hợp đồng sản xuất cuối cùng cho AFSAM-7 được ký vào ngày 9 tháng 2 năm 1952.

Hoa Kỳ kêu gọi tiêu chuẩn hóa ADONIS với Rôto đỏ 36 chân vì họ có thể áp dụng nguyên tắc quay lại, điều không thể thực hiện được với 26 chân. ADONIS cũng tránh sử dụng bộ điều hợp lồng rô-to. Cơ quan kế nhiệm của AFSA, Cơ quan An ninh Quốc gia (NSA) mới thành lập, ưa chuộng ADONIS hơn, vì mã hóa kiểu điện thoại AFSAM-9 với chín rôto 36 chân, sau này được đổi tên thành TSEC/KW-9, cũng đang được phát triển. Hóa ra sau đó, TSEC/KW-9 đã đẩy tốc độ mã hóa cơ điện đến giới hạn và thường xuyên bị mất đồng bộ hóa.
TSEC/KW-9 Online Teletype Encryption
Photo 
NSA National Cryptologic Museum (notice)
Vào tháng 12 năm 1952, Văn phòng Hội nghị An ninh Truyền tin Hoa Kỳ đã thảo luận về việc thay thế CCM. Những người tham gia bao gồm Quân đội, Hải quân, Không quân Hoa Kỳ và các nhà mật mã học William Friedman và Albert Small. Lúc đó, người Anh đã sử dụng nguyên lý POLLUX thời kỳ đầu. Mặc dù giống nhau về mặt kỹ thuật, ADONIS đã truyền Chỉ báo thông báo (tức là vị trí khởi động rôto) ở dạng được mã hóa đến bộ thu và POLLUX trước đó đã sử dụng một phương pháp kém an toàn hơn một cách rõ ràng. Câu hỏi được đặt ra là liệu họ có nên nói gì với người Anh về việc POLLUX không phù hợp và ADONIS an toàn hơn hay không.

Trong khi đó, việc sản xuất AFSAM-47 của Hải quân liên tục bị trì hoãn và an ninh của BRUTUS bị đặt dấu hỏi. Một đề xuất là cải thiện tính bảo mật của BRUTUS với rôto 26 chân bằng cách thêm một bảng ổ cắm. Mặc dù điều này có thể làm cho nó an toàn hơn ADONIS, nhưng AFSAM-7 đã được tập đoàn Burroughs phát triển và sản xuất. Chiếc AFSAM-47 của Hải quân có trụ sở tại BRUTUS, do Teletype Corporation và các nhà thầu phụ sản xuất, đã chậm hơn hai năm. Lục quân và Không quân Hoa Kỳ ưa chuộng AFSAM-7 hơn và nó có thể được cung cấp để sử dụng kết hợp và cho NATO vào đầu năm 1955. Việc sử dụng bảng ổ cắm cho AFSAM-7 cũng được thảo luận ngắn gọn, nhưng William Friedman lập luận rằng các nhà khai thác rất không tán thành việc sử dụng AFSAM-7. ý tưởng này vì việc thiết lập một bảng cắm dễ xảy ra lỗi và cũng gây ra sự cố khi có tin nhắn từ ngày hôm trước đến.

Về lâu dài, AFSAM-7 với rôto 36 chân an toàn hơn AFSAM-47 của Hải quân với rôto 26 chân, vì AFSAM-7 sẽ chống phân tích mật mã lâu hơn AFSAM-47. Theo William Friedman, các nhà mật mã học từ cả Hoa Kỳ và Vương quốc Anh đều đồng ý chống lại BRUTUS đối với AFSAM-47. Albert Small cũng ưa thích nguyên tắc ADONIS hơn, nhưng Hải quân Hoa Kỳ nhất quyết tiếp tục sản xuất AFSAM-47 theo nguyên tắc BRUTUS. Mặc dù người Anh ưa thích BRUTUS hơn nhưng tính thực tế, chi phí sản xuất và khả năng thay thế nhanh chóng đã chiếm ưu thế.

Người ta đã chính thức đồng ý rằng máy SIGABA CCM, sử dụng nguyên tắc AJAX kém an toàn hơn, cần phải thay thế khẩn cấp, vì tất cả các cuộc tấn công phân tích mật mã hoạt động trên AJAX cũng hoạt động trên CSP 2200, một SIGABA ECM Mark II đã được sửa đổi. Friedman đã nói rõ rằng ADONIS và AFSAM-7 là câu trả lời cho vấn đề CCM. Trong khi đó, các thử nghiệm trên phiên bản sửa đổi AFSAM-47B với rôto 36 chân, tương thích với ADONIS, đang được tiến hành và đã thực hiện được 100 giờ trên máy in AFSAM-47 mà không gặp lỗi. Tuy nhiên, bất kỳ quá trình sản xuất AFSAM-47B nào đều chậm hơn so với sản xuất AFSAM-47 ít nhất hai năm.

Do đó, Hội đồng Tham mưu trưởng Liên quân tin rằng việc thay thế CCM bằng máy có nguyên lý BRUTUS nên tạm dừng cho đến khi các cuộc thử nghiệm hoạt động của AFSAM-7 được hoàn thành. Tuy nhiên, Hải quân nhất quyết giữ AFSAM-47 với BRUTUS và chờ xem liệu các thử nghiệm và sản xuất AFSAM-7 ADONIS thành công hay thất bại, trước khi thiết kế lại AFSAM-47 thành AFSAM-47B để chấp nhận ADONIS với cánh quạt 36 chân .

Đến tháng 11 năm 1953, phần Anh trong Hội nghị COMSEC, cơ quan đánh giá tính bảo mật của thiết bị mật mã, đã không ủng hộ POLLUX, bởi vì việc sử dụng Chỉ báo thông báo rõ ràng sẽ gây ra rủi ro về các thông báo chuyên sâu và việc khôi phục các cài đặt chính, chắc chắn với lưu lượng truy cập cao. Ngược lại, ADONIS được coi là an toàn đối với tất cả các phân loại trong ít nhất 10 năm nếu duy trì được các tiêu chuẩn vận hành tốt. Các nhà mật mã học Hoa Kỳ thậm chí còn coi chiếc máy này là an toàn trong 20 năm tới. Tuy nhiên, người Anh cho rằng AFSAM-47 với nguyên lý BRUTUS chỉ an toàn trong 5 năm tới. Họ cũng khuyến nghị thay thế CCM của Anh càng sớm càng tốt vì nó được coi là không an toàn trong vòng ba năm. TYPEX II và Typex Mk 22 vẫn được bảo đảm an toàn trong 5 năm tiếp theo.
Ảnh Cơ quan An ninh Quốc gia -
 Bảo tàng Mật mã Quốc gia
AFSAM-47B của Hải quân Hoa Kỳ
Ảnh Quốc gia NSA

AFSAM-7, được NSA ưa chuộng, cuối cùng đã chứng tỏ thành công và nguyên tắc ADONIS cũng được chọn cho AFSAM-47B của Hải quân. NSA đã giới thiệu AFSAM-7 trong Lực lượng Vũ trang Hoa Kỳ và một số lượng nhỏ AFSAM-7 cũng được Cục Điều tra Liên bang (FBI) và Cơ quan Tình báo Trung ương (CIA) mua. AFSAM-7 có thể chống lại bất kỳ cuộc tấn công phân tích mật mã nào vào thời điểm phát hành. Năm 1955, AFSAM-7 được đổi tên thành TSEC/KL-7, theo danh pháp mới cho thiết bị mật mã.
Một đầu đọc băng giấy Baudot phụ trợ có tên là TSEC/HL-1 đã được phát triển cho KL-7 để cho phép đọc và xử lý trực tiếp băng đục lỗ mức 5 bit, như được sản xuất bởi các máy in tele tiêu chuẩn. Điều này đòi hỏi phải tháo bàn phím KL-7 và lắp bộ chuyển đổi bàn phím KLX-7/TSEC giữa bàn phím và khung máy.

AFSAM-47B sau đó được đổi tên thành TSEC/KL-47. Máy này tương thích với KL-7. Các bộ phận riêng lẻ của KL-7 và KL-47 được sản xuất bởi một số công ty có hợp đồng với chính phủ Hoa Kỳ. Sau lần lắp ráp cuối cùng ở những địa điểm khác nhau, những chiếc máy này trở thành tài sản của NSA và được phân phối trên khắp nước Mỹ.

Mặc dù tương thích về mặt mật mã với KL-7, KL-47 vẫn có hệ thống chữ hoa mở rộng với dấu câu, trong khi KL-7 chỉ có chữ hoa hạn chế không có dấu câu. Vì vậy, để tránh lỗi giải mã, bất kỳ tin nhắn nào được gửi từ KL-47 đến KL-7 đều phải đánh vần các dấu chấm câu hoặc bỏ qua chúng.

Năm 1957, Boris Hagelin, kỹ sư và người sáng lập công ty Crypto AG của Thụy Sĩ, nói với nhà mật mã học William Friedman của NSA rằng ông đã nộp đơn xin cấp bằng sáng chế cho nguyên tắc tái nhập vào năm 1953. Bằng sáng chế tại Hoa Kỳ của Hagelin số 2.802.047 được cấp vào năm 1957 và mâu thuẫn với bằng sáng chế của Albert Small, người đã nộp đơn xin cấp bằng sáng chế vào năm 1944, trước sự kiên quyết của không kém William Friedman. Hơn nữa, vào năm 1956, Small đã yêu cầu giải mật các bằng sáng chế đang chờ xử lý của mình, vẫn theo Lệnh Bí mật.

Vấn đề xung đột bằng sáng chế phải được giải quyết. NSA lo ngại rằng thông tin nhạy cảm sẽ bị tiết lộ và muốn đơn đăng ký đang chờ xử lý của Albert Small không được công khai nếu anh ta không nhận được các yêu cầu bồi thường pháp lý. Một lựa chọn khác là chỉ công bố những phần chưa được phân loại của bằng sáng chế. Cuối cùng, xung đột đã được giải quyết và Định dạng PDF 2.984.700 bằng sáng chế của Albert Small được ban hành vào năm 1961. Crypto AG cũng sử dụng nguyên tắc tái nhập trong HX-63 của mình, mười hai năm sau khi AFSAM-7 được giới thiệu.

Các vấn đề hàng đầu của TEMPEST
TEMPEST, quy trình và kỹ thuật nhằm che chắn các thiết bị khỏi bị nghe lén các tín hiệu vô tình phát ra, đang ở giai đoạn nghiên cứu ban đầu khi KL-7 đang được phát triển. Mặc dù các kỹ sư của Bell đã nhận ra nguy cơ xảy ra các tín hiệu đi lạc không mong muốn ngay từ năm 1943, những nỗ lực ban đầu nhằm giảm các tín hiệu này chỉ giới hạn ở các bộ lọc trên nguồn điện và che chắn càng nhiều càng tốt. Bước đột phá đầu tiên xảy ra vào năm 1956 với việc giới thiệu các mạch điện áp thấp có bóng bán dẫn, nhưng phải bốn năm sau khi KL-7 được giới thiệu, và các quy định TEMPEST mở rộng đầu tiên chỉ được soạn thảo vào năm 1958.

De KL-7 có bộ lọc nhiễu sóng vô tuyến giữa nguồn điện bên ngoài và thiết bị điện tử của nó, nhưng một số tiếp điểm điện và cuộn dây vẫn có thể là nguồn phát ra các tín hiệu không mong muốn. Do đó, NSA đã tiến hành một nghiên cứu vào năm 1955 để xác định xem cuộn dây của nam châm máy in, bộ phận kích hoạt búa in, có phát ra các tín hiệu có thể bị khai thác hay không. Những tín hiệu cuộn in này có thể được phát hiện cách máy 25 feet.

Phân tích các tín hiệu được ghi lại trong quá trình giải mã tin nhắn trên KL-7 cho thấy rằng việc đo khoảng cách giữa các xung bị chặn của nam châm in và biết thứ tự các chữ cái trên trống in, cho phép khôi phục văn bản thuần túy. Sự thay đổi tốc độ động cơ giữa các xung có thể làm phức tạp việc đo các khoảng thời gian, nhưng các tín hiệu khác, phát ra ở cùng khoảng cách, có thể xác định sự thay đổi tốc độ động cơ, giúp việc khôi phục văn bản thuần túy dễ dàng hơn nhiều. Họ cũng tìm thấy mối tương quan giữa số lượng rôto bước và độ lệch tốc độ in của trống. Xem thêm nghiên cứu về bức xạ của NSA Định dạng PDF KL-7.

KL-7 vẫn được sử dụng mà không có thay đổi kỹ thuật bổ sung nào để giảm các tín hiệu không mong muốn, nhưng các quy định TEMPEST năm 1958 chắc chắn khuyên rằng việc vận hành máy ở các địa điểm cố định hoặc chiến thuật là khó có thể nghe lén ở cự ly gần. Tuy nhiên, ngay cả ở những vị trí an toàn, các tín hiệu không mong muốn có thể bất ngờ truyền sang thiết bị khác và cho phép nghe lén từ khoảng cách xa hơn, như bạn có thể đọc tại trang TEMPEST của chúng tôi.

KL-7 ở trạng thái phục vụ 
KL-7 ban đầu chỉ dành cho Quân đội, Không quân, Hải quân, CIA và FBI Hoa Kỳ, nhưng trong Hội nghị An ninh Truyền tin năm 1953 ở London, NSA đã đề xuất chia sẻ nguyên tắc mật mã ADONIS với các đồng minh NATO của họ. Mục đích là để cải thiện khả năng tương tác và bảo mật thông tin liên lạc, đồng thời thay thế Máy mật mã kết hợp (CCM) kém an toàn hơn bằng AFSAM-7.





Từ năm 1951 đến năm 1954, Cơ quan An ninh Quân đội (ASA) đã mua 6547 chiếc. Sau khi được giao, chúng sẽ thay thế M-209 kém an toàn hơn. FBI đã đặt hàng 120 AFSAM-7, 120 Hộp đựng Văn phòng với giá 100 USD mỗi chiếc, thêm 120 Đơn vị Mật mã AFSAM-207 (tức là KLK-7/TSEC) với giá 50 USD mỗi chiếc, 250 bộ Rotor (hai bộ cho mỗi máy để kích hoạt Swift hàng ngày). thay chìa khóa), 5 Bộ bước AFSAM-107 dự phòng (tức là KLA-7/TSEC), 5 Bộ chuyển đổi nguồn AC dự phòng với giá 25 USD mỗi bộ, băng giấy và ruy băng mực. Tổng trị giá đơn hàng là 258.900 USD. Tuy nhiên, đến năm 1953, chi phí của lệnh FBI đã tăng lên 299.232 USD (3.365.084 USD vào năm 2022 hiện tại) do chi phí sản xuất tăng cao.

ASA ban đầu nhận được 650 chiếc AFSAM-7, trong đó 120 chiếc cho FBI. Chúng được phát hành dần dần, mỗi văn phòng FBI hai cái. Trong khi đó, 20 văn phòng FBI có lượng tin nhắn cao nhất đã nhận được AFSAM-7 dưới dạng cho mượn từ NSA, và NSA cũng đào tạo nhân viên FBI cách vận hành AFSAM-7. CIA đã nhận được bốn chiếc AFSAM-7 đầu tiên để thử nghiệm tại địa phương vào năm 1954 nhưng việc sử dụng trên thực địa chỉ bắt đầu vào năm sau.

Đến năm 1954, tất cả các văn phòng FBI, Quantico, Đội Truyền tin Tòa Bạch ốc (WHSD), Trụ sở Chính phủ và Lực lượng Air Force One của Tổng thống Dwight Eisenhower đều được trang bị AFSAM-7. Tuy nhiên, nhiều chiếc AFSAM-7 trong quá trình sản xuất ban đầu đã gặp phải một số vấn đề kỹ thuật. Vào tháng 4 năm 1954, giám đốc NSA nhận được một danh sách các thiếu sót, được Bộ trưởng Lực lượng Lục quân dã chiến ghi nhận trong quá trình thử nghiệm.

Để đáp ứng các tiêu chuẩn về hiệu suất, ASA đã yêu cầu sửa đổi tổng số 2339 chiếc AFSAM-7 từ đợt sản xuất thứ 1, thứ 2 và thứ 3 tại thời điểm đó tại các cơ sở lưu trữ. Những thứ này đã được trả lại vào tháng sau cho Tập đoàn Burroughs. Khi lô hàng thứ hai đến ASA, người ta phát hiện ra rằng 615 chiếc trong số 1400 chiếc AFSAM-7 đã được giao những sửa đổi cần thiết. Kết quả là các máy móc của Bạch ốc, ASA Châu Âu và ASA Thái Bình Dương phải được thay thế bằng phiên bản sửa đổi.

Bộ Tổng tham mưu liên quân Hoa Kỳ đã chấp thuận việc NATO sử dụng AFSAM-7 vào năm 1954. Kế hoạch là đưa loại máy này lên cấp độ trung bình và cao vào giữa năm 1956. NSA đã nhận ra rằng AFSAM-7, hoặc các bản sao chép có cùng nguyên tắc mật mã, cuối cùng cũng sẽ được sử dụng cho mục đích phi quân sự ở các quốc gia đó, hoặc thậm chí có thể rơi vào tay Liên Xô. NSA tự tin rằng AFSAM-7 an toàn trước mọi nỗ lực của Liên Xô nhằm giải mã các tin nhắn, ngay cả khi các nguyên tắc và thông số kỹ thuật mật mã của nó bị xâm phạm. Do đó, chiếc máy này đã được chứng nhận về các thông điệp Tuyệt mật khi bắt đầu hoạt động.

Trong khi đó, một máy mật mã mới của Anh đã được phát triển với nguyên tắc mật mã giống hệt AFSAM-7 để thay thế CCM (LUCIFER) đã lỗi thời, là CCM-Typex của Anh, có thể tương thích với CCM/SIGABA của Mỹ. BID/60 SINGLET mới rất giống AFSAM-7 và sử dụng cánh quạt giống hệt AFSAM-7, nhưng dự kiến sẽ không được sản xuất trước năm 1960. Năm 1954, Hoa Kỳ quyết định cung cấp 3.500 chiếc AFSAM -7 đến Vương quốc Anh và 3.000 đơn vị cho các nước NATO khác. Những chiếc máy này được cho mượn và vẫn là tài sản của NSA.

Đầu năm 1955, Nhóm Thường trực Ủy ban Quân sự Bắc Đại Tây Dương (NAMC), nơi đưa ra hướng dẫn chính sách, đã quyết định cung cấp AFSAM-7 cho Tư lệnh Đồng minh Tối cao Châu Âu (SACEUR) để phân phối thêm cho tất cả các thành viên NATO. Ngày mục tiêu thay thế CCM bằng AFSAM-7 là ngày 1 tháng 7 năm 1956. Trong khi đó, AFSAM 7 được đổi tên thành TSEC/KL 7. Cơ quan An ninh Quân đội Hoa Kỳ tại Châu Âu cũng đã bổ nhiệm hai huấn luyện viên quân sự cho NATO vào năm 1955. Họ đã hỗ trợ đào tạo các Nhân viên NATO, được chỉ định sửa chữa và bảo trì KL-7. Những người theo học tại trường bảo trì phải có đủ trình độ làm thợ máy điện báo và có giấy phép an ninh phù hợp. Kiến thức cơ bản về điện tử cũng là điều mong muốn.

Năm 1956, NATO quyết định đặt mua đầu đọc băng HL-1 và bộ chuyển đổi bàn phím KLX-7/TSEC để đáp ứng khối lượng lưu lượng được mã hóa ngày càng tăng. Các thành viên NATO phải xác định kho phụ tùng thay thế KL-7 cần thiết của họ và cũng có thể đặt mua một bộ phụ tùng thay thế cơ bản với mức giá 150 USD mỗi máy. Các phụ tùng và bộ dụng cụ dần dần được chuyển giao từ năm 1957 đến năm 1960.

Cũng trong năm 1956, Phòng Hoạt động và Huấn luyện của CIA đã lên kế hoạch sử dụng AFSAM-7 cho các trung tâm nhắn tin di động. Vấn đề về tiếng ồn đã được giải quyết bằng hộp đựng cách âm và bộ chuyển đổi bàn phím ra đời vào năm 1957. Năm đó, nhân viên O&T của CIA cũng đã đến thăm NSA để quan sát đầu đọc băng HL-1 có thể xử lý băng đục lỗ. HL-1 sau đó được lắp đặt tại Trung tâm Truyền tin CIA dưới dạng cho mượn.

Năm 1957, NATO đã đồng ý áp dụng KL-7 để sử dụng ở cấp độ thứ hai của NATO và cả cho việc sử dụng ở cấp độ đầu tiên của NATO với danh sách khóa ADONIS, để thay thế lưu lượng Typex (SIMPLEX) đã sử dụng Typex II với các miếng đệm SIMPLEX. Thỏa thuận này cũng bao gồm Bộ Quốc phòng và Ngoại giao của mỗi thành viên NATO, đại sứ quán của họ ở Paris và Washington, và Đại diện Quân sự Quốc gia của họ ở Washington. Năm 1958, họ mở rộng việc sử dụng KL-7 cho tàu quét mìn, tàu tuần tra nhanh và máy bay hàng hải tầm xa.

                   
NATO MEMBER STATES IN 1957 OUTSIDE NATO
​Ngoài Hoa Kỳ, KL-7 còn được sử dụng bởi các đồng minh NATO là Australia, Bỉ, Canada, Đan Mạch, Anh, Pháp, Cộng hòa Liên bang Đức (Tây Đức cũ), Hy Lạp, Ý, Luxemburg, Hà Lan, Na Uy, New Zealand, Bồ Đào Nha và Thổ Nhĩ Kỳ. Bên ngoài NATO, KL-7 cũng được cho Hàn Quốc, Việt Nam Cộng Hòa và Trung Hoa Dân Quốc mượn.

Một số bối cảnh chính trị: Miền Nam Việt Nam, tên chính thức là Việt Nam Cộng hòa (RVN), tồn tại từ năm 1955 cho đến chiến thắng của Bắc Việt năm 1975 và hình thành nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam hiện nay. Hàn Quốc, tên chính thức là Đại Hàn Dân Quốc (ROK), được thành lập vào năm 1948 với sự phân chia bán đảo Triều Tiên thành hai thực thể chính trị dọc theo vĩ tuyến 38, với Hàn Quốc do Mỹ hậu thuẫn và Triều Tiên do Liên Xô hậu thuẫn, chính thức là Cộng hòa Dân chủ Nhân dân Triều Tiên. Hàn Quốc (CHDCND Triều Tiên). Trung Hoa Dân Quốc, thường được gọi là Trung Hoa Dân Quốc, được thành lập vào năm 1912 bởi Quốc Dân Đảng. Sau khi bị cộng sản tiếp quản năm 1949, Quốc Dân Đảng chạy sang Đài Loan, từ đó chính thức gọi là Cộng hòa Trung Hoa (ROC), quốc gia này vẫn bị Cộng hòa Nhân dân Trung Hoa đại lục (PRC) tranh chấp cho đến ngày nay.

Năm 1958, giá mỗi chiếc KL-7 là 1458 USD. Bộ sản phẩm này bao gồm đế KLB-7 giá $814, bộ bước KLA-7 $328, bộ mật mã KLK-7 $80, Hộp đựng CE87054 $161, Bộ chuyển đổi nguồn AC CE87066 $75 và một bộ rôto $100. Một chiếc KL-7 hoàn chỉnh sẽ có giá 14.313 USD khi chuyển đổi thành hiện tại vào năm 2022.

Việc sử dụng rộng rãi KL-7 đã được thảo luận và thành viên NATO Canada đã chỉ ra rằng KL-7 vẫn chưa đạt được độ tin cậy 100% do vấn đề với bộ tạo xung. Một cuốn sách mật mã để dự phòng sẽ là điều cần thiết. KL-7 cũng được sử dụng trên các tàu ngầm của NATO và vào năm 1959, họ đã phê duyệt Bộ luật tàu ngầm cơ bản làm hệ thống dự phòng cho KL-7. Bản thân mã này không đủ an toàn nên được sử dụng cùng với các miếng đệm dùng một lần cho chữ cái. Vào tháng 12 năm 1959, NATO cho phép sử dụng KL-7 ADONIS cho hoạt động giao thông quân sự và ngoại giao cấp độ đầu tiên. Đến năm 1966, khoảng 25.000 chiếc KL-7 đã được sản xuất cho Mỹ và các đồng minh của họ.

Khi Pháp rời khỏi cơ cấu quân sự của NATO vào năm 1966, NATO cần một hệ thống mật mã riêng biệt để loại Pháp khỏi các liên lạc nhạy cảm nhất của họ. Ban đầu, hai danh sách khóa KL-7 ADONIS mới và một bộ rôto mới với hệ thống dây điện bên trong khác đã được giới thiệu. NATO đã tiếp tục phân phối các danh sách chìa khóa BÍ MẬT HÀNG ĐẦU VŨ TRỤ cho Pháp nhưng đưa ra các danh sách chìa khóa riêng biệt mà người Pháp bị loại trừ. Danh sách chủ chốt KL-7 dành cho các tàu nhỏ thông dụng, Máy bay tuần tra hàng hải, Kênh Đại Tây Dương Biển Bắc và Khu vực Baltic vẫn được cung cấp cho Pháp.

Để vận chuyển, phụ kiện và vận hành, KL-7 có ba loại vỏ.
The KL-7 in Carrying Case Assembly,
© Photo 
www.cryptomuseum.com

Hộp đựng để vận chuyển có khả năng chống nước, có giá đỡ chống sốc và được thiết kế để KL-7 có thể vận hành khi chỉ có một nửa hộp đựng. Hộp còn chứa đèn hoạt động, dây cáp, hộp đựng bản sao, ruy băng máy đánh chữ dự phòng và giấy bổ sung.
Bộ phụ kiện và hộp đựng giống như hộp đựng nhưng thường chứa bộ chuyển đổi nguồn AC, bộ phận bước rô-to và hai cụm bộ mã hóa (lồng rô-to). Nội dung có thể khác nhau, tùy thuộc vào nơi nó được sử dụng.
Hộp đựng văn phòng để lưu trữ và vận chuyển trong "điều kiện văn phòng" được làm bằng nhôm và không có miếng đệm hoặc giá đỡ chống sốc. Bộ chuyển đổi nguồn AC được cố định bên trong vỏ và có cáp với đầu nối AC tiêu chuẩn. Nắp bản lề đôi của hộp có thể gập lại và cung cấp giá để giữ các bản sao.
Căn cứ KLB-7 với tất cả các thiết bị điện tử không được phân loại. Bộ điều khiển bước cánh quạt KLA-7 với các công tắc truyền động và hệ thống dây điện đã được phân loại BÍ MẬT. Đơn vị mật mã KLK-7 cũng được giữ bí mật. Các cánh quạt bảo trì là BÍ MẬT, các cánh quạt POLLUX hoạt động BÍ MẬT và các cánh quạt ADONIS BÍ MẬT.

Thông thường, hai Đơn vị Mật mã có sẵn cho mỗi KL-7, một có cài đặt khóa ngày hiện tại và một có cài đặt ngày hôm trước. KL-7 cũng đi kèm với bộ công cụ bảo trì cho người vận hành trong một hộp kim loại vuông nhỏ, chứa một số dụng cụ, khối làm sạch để làm sạch các điểm tiếp xúc bàn phím và rôto, chất bôi trơn và chất bôi trơn tiếp điểm, một bàn chải và lông bàn chải, ống chân không dự phòng và bóng đèn neon cho chỉ báo Shift.

* Mặc dù được sử dụng rộng rãi nhưng KL-7 không phải là loại máy phổ biến nhất. Khi khởi động, các ống chân không cần 16 giây để làm nóng trước khi bạn có thể gõ bàn phím vì thời gian của máy in được điều khiển bởi thiết bị điện tử. KL-7 cũng có đặc tính cách âm cao và bánh răng động cơ tạo ra tiếng ồn the thé. KL-7 nổi tiếng với các vấn đề liên lạc thường xuyên do bàn phím và cánh quạt gây ra. Người điều khiển thường phải nhấn mạnh vào các phím để cho máy quay, không cho phép anh ta đạt được bất kỳ tốc độ nào. Các điểm tiếp xúc bẩn có thể khiến máy bị treo, gọi là tình trạng chết máy.

Để ngăn ngừa hoặc giải quyết các vấn đề về tiếp xúc, các rôto và điểm tiếp xúc của bàn phím phải được vệ sinh thường xuyên và tỉ mỉ. Ở chế độ Plain, chỉ có hai điểm tiếp xúc từ phím bất kỳ tới cuộn dây xung. Ở chế độ Mã hóa hoặc Giải mã, tín hiệu đi qua 13 điểm tiếp xúc và hai điểm tiếp xúc bổ sung khi sử dụng phím FIG hoặc LET. Hơn nữa, mỗi lần đi qua dây vào lại sẽ bổ sung thêm 9 điểm tiếp xúc khác trong rôto. Để sử dụng tất cả các phím, tổng cộng 472 địa chỉ liên hệ phải hoạt động hoàn hảo để ngăn chặn tình trạng chết máy khét tiếng. Tìm hiểu thêm về đường dẫn tín hiệu trong phần Bộ chọn.

Khi KL-7 được bật, động cơ DC sẽ tăng tốc từ từ và các bánh răng giảm tốc tạo ra tiếng ồn the thé đặc trưng. Các cánh quạt tiến cũng tạo ra âm thanh đặc trưng của chúng. Trên âm thanh bạn nghe thấy lúc 0:00 khi khởi động, 0:05 tiến lên một rôto theo cách thủ công bằng nút Đặt phím từng bước và lúc 0:07 liên tục, 0:11 nhập văn bản thuần túy, 0:17 chuyển sang mật mã, 0:20 mã hóa, 0:25 tắt KL-7.
Trong thời gian phục vụ, các cánh quạt của KL-7 và KL-47 được nối lại dây thường xuyên. Một số rô-to được nối dây lại hàng năm ở cấp độ quốc gia hoặc NATO và một số rô-to, thường được gọi là rô-to của NSA, sẽ được gửi trực tiếp đến NSA và chỉ được nối lại dây bởi nhân viên NSA. Nghiêm cấm những người vận hành, ngay cả các kỹ thuật viên bảo trì có giấy phép mật mã cho KL-7, kiểm tra hệ thống dây điện bên trong của rôto.

Các kỹ thuật viên không được phép kiểm tra các chốt của rôto. Họ được hướng dẫn đặt một rôto bị lỗi lên một tấm dẫn điện lớn tiếp xúc với tất cả các chân rôto cùng một lúc, sau đó kiểm tra kết nối trên mỗi chân ở phía bên kia bằng máy đo Ohm. Bằng cách này, kỹ thuật viên sẽ biết liệu dây có bị đứt hay không nhưng không biết nó tương ứng với chân nào ở phía bên kia.

Đã có một số sự kiện sảy ra khiến KL-7 hoặc KL-47 bị xâm phạm. Một sự kiện xảy ra nổi tiếng là việc Triều Tiên bắt giữ tàu USS Pueblo vào năm 1968. Tên chính thức của con tàu này là AGER-2 (Cơ quan Nghiên cứu Môi trường Tổng hợp Phụ trợ). Trên thực tế, con tàu được trang bị thiết bị SIGINT (Tình báo truyền tin) và ELINT (Tình báo điện tử) để nghe lén thông tin liên lạc của Triều Tiên và Liên Xô. Khi Triều Tiên tấn công và lên tàu, Hải quân Mỹ ngay lập tức dừng mọi liên lạc với KL-47 cho đến khi NSA phân phát danh sách khóa mới. Bản thân chiếc máy này được thiết kế để chống lại việc phân tích mật mã, ngay cả khi đối thủ đã biết các thông số kỹ thuật. Điều họ không biết là chìa khóa KL-47 đã bị xâm phạm.
KL-7 that was captured by NVA and returned to NSA in 2000
(left of the Carrying Case you see a 
KLX-7 keyboard adaptor)
NSA - National Cryptologic Museum (Notice)
Trong Chiến tranh Việt Nam, KL-7 cũng được Quân đội Việt Nam Cộng hòa (QLVNCH) mượn. Năm 1965, Đội An ninh ASA số 101 của Hoa Kỳ, hoạt động dưới danh nghĩa Đơn vị Nghiên cứu Vô tuyến số 7, có trụ sở tại Sài Gòn.
RRU thứ 7 đã tiến hành An ninh Truyền tin (SIGSEC) và cũng thực hiện phân tích bảo mật mật mã về việc QLVNCH sử dụng Định dạng PDF KL-7 để bảo đảm các máy được sử dụng theo quy định. RRU thứ 7 kết luận rằng QLVNCH đã trở nên khá thành thạo trong việc sử dụng KL-7.

Lực lượng Hoa Kỳ tại Việt Nam sử dụng KL-7 từ cấp sư đoàn đến cấp đại đội. Tuy nhiên, Định dạng PDF phân tích COMSEC của Đội ASA thứ 101 đã tiết lộ rằng Bảo mật Truyền tin (COMSEC) thường bị bỏ qua trong đỉnh cao của trận chiến. Chiến dịch LƯỠI BẠC với trận Ia Drang nổi tiếng năm 1965 cho thấy sự kết hợp giữa sức mạnh địch bị đánh giá thấp và COMSEC kém có thể gây ra tổn thất nặng nề.

Họ không sử dụng KL-7 để liên lạc trong nội bộ tiểu đoàn và cấp dưới mà thay vào đó sử dụng các hệ thống thủ công, thường kém an toàn hơn về mặt mật mã hoặc thậm chí là các tin nhắn đơn giản không được mã hóa qua radio.

Trong quá trình chiến tranh, một số chiếc KL-7 đã bị Quân đội Bắc Việt (NVA) thu giữ. Một trong số đó thuộc về đơn vị Thủy quân lục chiến Hoa Kỳ, đã được bàn giao cho người Nga và họ đã gửi nó đến Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Xô viết Ba Lan để phân tích. Sau khi Liên Xô tan rã, các quan chức Ba Lan đã bàn giao chiếc KL-7 đó cho NSA và chiếc máy này hiện nằm trong bộ sưu tập của Bảo tàng Mật mã Quốc gia của NSA.

Sau sự rút lui của hầu hết quân đội Hoa Kỳ vào năm 1973 và sự thất bại tiếp theo của QLVNCH vào năm 1975, tất cả các loại thiết bị mật mã đều rơi vào tay Cộng quân, bao gồm cả một số chiếc KL-7.

Mặc dù KL-7 chỉ được sử dụng bởi quân đội Hoa Kỳ, các đồng minh NATO và một số cơ quan nhà nước, nhưng có một số trường hợp hiếm hoi mà dân thường vận hành KL-7. Một trường hợp như vậy là trong Chiến tranh Falklands năm 1982. Trong vòng vài ngày, Hải quân Anh phải điều một lực lượng đặc nhiệm hải quân khổng lồ băng qua Nam Đại Tây Dương. Họ nhanh chóng thuê tàu buôn để hỗ trợ hoạt động. Một trong số đó là tàu chở dầu Eburna chở dầu mazut, dầu diesel và nhiên liệu hàng không để chuyển nhiên liệu trên biển. Sĩ quan vô tuyến dân sự không có kinh nghiệm về hệ thống liên lạc hải quân hoặc mật mã và phải học những kiến ​​thức cơ bản về mật mã và vận hành KL-7 trong thời gian rất ngắn. (Đọc toàn bộ câu chuyện trong KL-7 về Tàu buôn trong Chiến tranh Falklands Định dạng PDF)

Những tiến bộ trong công nghệ và sự ra đời của các linh kiện điện tử thu nhỏ đã làm tăng sức mạnh tính toán để hỗ trợ rất nhiều cho việc phân tích mật mã trong những thập kỷ tiếp theo. Kết quả là KL-7 trở nên không an toàn trong hoạt động vào giữa những năm 1960 và lưu lượng tin nhắn quan trọng, được mã hóa bằng KL-7, thường được siêu mã hóa trên các hệ thống khác. Từ những năm 1970 trở đi, thiết bị mật mã trực tuyến KW-26 và KW-37 đã thay thế phần lớn thiết bị mã hóa KL-7 lỗi thời. Một số chiếc KL-7 vẫn còn hoạt động, chủ yếu là dự phòng và nghỉ hưu vào giữa những năm 1980.

Tin nhắn được ghi lại cuối cùng được biết đến, được mã hóa bằng KL-7, được lực lượng vũ trang Canada gửi vào tháng 6 năm 1983. Máy mật mã ngoại tuyến KL-51 RACE hoàn toàn điện tử có thể được coi là thiết bị kế thừa của nó. Bản thân máy KL-7 chưa được phân loại nhưng hệ thống dây điện của bộ mật mã, các tấm dẫn vào và mạch bước đều được giữ bí mật. Sau thời gian phục vụ, hầu hết các máy KL-7 và KL-47 cùng trang bị của chúng đều bị thu hồi. Những chiếc KL-7 còn sống sót đã được cẩn thận loại bỏ khỏi hệ thống của cơ cấu bước và dây dẫn vào rô-to, thường được ký hiệu là 'đã được tẩy'.



* Dòng thời gian trên cho thấy sự phát triển từ dự án MX-507 sang AFSAM-7 và TSEC/KL-7. ASA đã phát triển, mua sắm và phát hành máy móc. Từ năm 1949 trở đi, AFSA và người kế nhiệm của nó là NSA chịu trách nhiệm về an ninh thông tin liên lạc. Mặc dù AFSAM-7 tồn tại trên giấy tờ vào năm 1949, nhưng phải mất hai năm từ mô hình kỹ thuật năm 1950 đến khi bắt đầu sản xuất thực tế vào năm 1952 và việc giao hàng cho Lực lượng vũ trang chỉ bắt đầu vào đầu năm 1953. Quy trình POLLUX cho giao thông ở mức độ thấp đã được thông qua vào năm 1950 và quy trình ADONIS an toàn hơn dành cho lưu lượng tin nhắn cấp cao đã được bổ sung vào năm 1951. Do các vấn đề dai dẳng, Red Rotor đã được thay thế bằng Orange Rotor vào năm 1956.

Mặc dù NSA đã tiếp quản AFSA vào năm 1952, tên của máy chỉ đổi thành TSEC/KL-7 vào năm 1955. Các máy mới hơn, được sản xuất từ năm 1955 trở đi, mang tên TSEC/KL-7 và các đợt sản xuất cũ hơn dần dần được trang bị thêm với nhãn tên mới. Ngày ngừng hoạt động chính xác của KL-7 vẫn chưa được xác định, vì chúng dần dần bị thu hồi khỏi nhiều quân chủng và quốc gia khác nhau, trong đó Canada là quốc gia sử dụng cuối cùng được biết đến cho đến năm 1983.

KL-7 là một cỗ máy độc đáo về nhiều mặt. Đó là chiếc máy đầu tiên, được phát triển bởi một tổ chức mật mã tập trung và được giới thiệu như một thiết bị mật mã tiêu chuẩn trong tất cả các bộ phận của lực lượng vũ trang. Vào thời điểm đó, KL-7 sử dụng các kỹ thuật mã hóa mới nhất và là máy mã hóa đầu tiên có thiết bị điện tử, tuy nhiên thiết kế dựa trên rôto của nó sẽ sớm thua trong cuộc chiến chống lại việc thu nhỏ thiết bị điện tử và sức mạnh tính toán. Nó được chứng minh là chiếc cuối cùng của dòng máy mã hóa thực sự.

Nhiều nhà khai thác đã nguyền rủa chiếc máy này vì bàn phím kỳ quặc và các vấn đề liên lạc thường xuyên. Họ hoan nghênh những người kế nhiệm điện tử của nó, nhưng ngày nay họ nói với vẻ đầy cảm xúc về cỗ máy tuyệt vời đó và thậm chí còn nhớ rất rõ âm thanh điển hình của hệ thống của nó. Có lẽ vì thời đại mà KL-7 và những người điều khiển đã nỗ lực hết mình. Hoặc có thể vì KL-7 đã phục vụ trên toàn thế giới, thu thập những bí mật và ký ức về Chiến tranh Lạnh, tình bạn và cả những câu chuyện thú vị về tội phản quốc và gián điệp. Vì đây chưa phải là kết thúc của câu chuyện KL-7...

Vi phạm an ninh lớn 
Năm 1974, một nguồn tin có địa vị rất nhạy cảm nói với FBI rằng ban giám đốc tình báo quân sự nước ngoài GRU của Liên Xô có một đặc vụ có mật danh "Greenwood", một người Mỹ thuộc quân đội Hoa Kỳ đã được bố trí ở Pháp và Việt Nam. FBI bắt đầu hoạt động phản gián "Hookshot" để xác định danh tính người này. Bộ Tư lệnh An ninh và Tình báo Quân đội INSCOM đã thu hẹp phạm vi tìm kiếm đối với cựu Sĩ quan An ninh Truyền tin Quân đội Hoa Kỳ Joseph Helmich (1937-2002), người đã phục vụ vào năm 1963 với tư cách là người giám sát tiền điện tử ở Pháp, vào năm 1964-65 tại Việt Nam với giấy phép về tiền điện tử trong một đơn vị cung cấp, và sau đó là ở Fort Bragg, Bắc Carolina. FBI bắt đầu một cuộc điều tra sâu rộng với sự giám sát.

Đối mặt với vấn đề tài chính, Helmich đã liên hệ với Đại sứ quán Liên Xô tại Paris, Pháp vào năm 1963. Anh ta nhận được 131.000 USD để đổi lấy thông tin kỹ thuật về KL-7, loại máy mật mã được sử dụng rộng rãi nhất trong quân đội Hoa Kỳ vào thời điểm đó. Sau khi trở về Hoa Kỳ, Helmich tiếp tục cung cấp danh sách chìa khóa KL-7 cho Liên Xô cho đến năm 1966, giúp họ giải mã các tin nhắn KL-7 từ quân đội Hoa Kỳ và Tình báo tại Việt Nam. Mặc dù đã bị nghi ngờ vào năm 1964, vì sự giàu có của ông không tương xứng với mức lương của ông, nhưng chỉ trong quá trình giám sát của FBI vào đầu năm 1980, họ mới quan sát thấy ông đến thăm đại sứ quán Liên Xô ở Canada để liên lạc với KGB. Sau nhiều cuộc thẩm vấn, Helmich cuối cùng đã nhận tội vào năm 1981 và bị kết án tù chung thân.

Năm 1985, FBI nhận được tin báo từ vợ cũ của John Anthony Walker (1937-2014), một chuyên gia liên lạc của Hải quân Hoa Kỳ đã nghỉ hưu. Sau đó, anh ta bị FBI quan sát khi đánh rơi một túi hàng tạp hóa dọc theo con đường phía bắc Washington D.C. Chiếc túi chứa 129 bản sao tài liệu bí mật của Hải quân Hoa Kỳ bị đánh cắp. Cùng lúc đó, cách đó vài dặm, một đặc vụ KGB của Liên Xô để lại một túi hàng tạp hóa có 200.000 USD. Rõ ràng đó là một cuộc trao đổi chết chóc để bí mật trao đổi tài liệu và tiền bạc, không gặp mặt trực tiếp. Đêm hôm sau, John Walker bị FBI bắt tại một nhà nghỉ.

Cuộc điều tra đã gây chấn động cộng đồng tình báo quân sự. Hóa ra sau đó, vào năm 1967, Chuẩn úy John Walker chỉ cần bước vào Đại sứ quán Liên Xô ở Washington DC với danh sách chìa khóa KL-47 và đề nghị Liên Xô bán tài liệu bí mật của Hải quân để lấy tiền mặt. Đó là sự khởi đầu cho sự nghiệp gián điệp kéo dài không dưới 18 năm. Trong quá trình khám xét nhà của anh ta sau khi anh ta bị bắt, FBI đã phát hiện ra một thiết bị đặc biệt do KGB cung cấp để đọc hệ thống dây mã KL-47. Trong các cuộc thẩm vấn, Walker thừa nhận đã cung cấp cho Liên Xô các sổ tay hướng dẫn bảo trì kỹ thuật hoàn chỉnh, giúp tái tạo một chiếc KL-47 hoạt động đầy đủ, giống hệt về mặt mật mã với KL-7. Anh ta cũng bị kết án tù chung thân.

Tầm quan trọng mà Tình báo Liên Xô dành cho các danh sách quan trọng, mặc dù sở hữu tất cả các chi tiết kỹ thuật của KL-47, cho thấy rằng họ có thể không thể phá vỡ lưu lượng tin nhắn KL-47 hoặc KL-7 hoàn toàn bằng phân tích mật mã hoặc họ không có đủ máy tính. có khả năng giải mã chúng trong thời gian hợp lý để sử dụng thực tế, ít nhất là vào đầu những năm 1960.

Đầu mô phỏng TSEC/KL-7
Trang tải xuống Bộ mô phỏng KL-7 Bạn có thể tải xuống mô phỏng thực tế của TSEC/KL-7 trên trang web này. Trình mô phỏng này dựa trên thông tin mới nhất và được phát triển với sự cộng tác của Bảo tàng tiền điện tử. Trình mô phỏng hoạt động giống hệt như máy thật. Với hầu hết những chiếc KL-7 còn sót lại đã được tẩy, trình mô phỏng này là cách duy nhất còn lại để thực sự hoạt động với cỗ máy xinh đẹp này và giúp giữ cho cỗ máy này cũng như lịch sử của nó tồn tại. Trình mô phỏng có hướng dẫn sử dụng dài 20 trang bao gồm việc sử dụng trình mô phỏng, các chi tiết lịch sử và kỹ thuật trên KL-7 và một số thông báo ví dụ. Vui lòng truy cập trang Trình mô phỏng KL-7 để tải xuống phần mềm,


More on this Website and SIGINT Chatter Top


References and Documents (onsite and offsite - open in new tab) 
Top

  • * History of the TSEC/KL-7 ADONIS & POLLUX PDF Format The first standard U.S. Armed Forces tactical lightweight rotor cipher machine using electronics.
    The first extensive history of its development and use by the U.S. Armed Forces, FBI, CIA, NATO, and Asian allies, D. Rijmenants, 2023 version 6.5

Technical documents, released by NSA

Related technical information

Patents and declassification

CIA and FBI documents AFSAM-7 and TSEC/KL-7

Reports on sharing the KL-7 with NATO and used crypto principles.

Documents from NATO Archives Online at https://archives.nato.int. Please consult guidelines for use, permission and credits.

Miscellaneous historical documents

Intelligence and espionage

More about the TSEC/KL-7 and related equipment (offsite - opens in new tab) Top


© Dirk Rijmenants 2004. Last changes: 03 October 2023


Nguồn : https://www.ciphermachinesandcryptology.com/en/kl-7.htm





No comments:

Post a Comment