CODEERMACHINES EN CRYPTOGRAFIE
Hagelin B-21 Codeermachine
Home Menu


Geschiedenis van de B-21

 

De B-21 was de eerste codeermachine, uitgevonden door Boris Hagelin, die gecommercialiseerd werd door A.B Cryptograph. Toen de zweedse Generale Staf in 1925 een alternatief zocht voor de Duitse Enigma vertelde Hagelin hen dat hij ervaring had in codeermachines en dat hij binnen zes maanden een machine zou ontwikkelen die superieur was aan de Enigma. Dit was echter een sterk staaltje van blufpoker aangezien Hagelin van nul diende te starten. Zij waren echter akkoord en Boris kreeg zijn machine binnen de tijd klaar. De enige vergelijking met de Enigma was het toetsenbord en de lampjes.

U kunt op de afbeeldingen klikken om ze te vergroten. Alle foto's copyrighted en met toestemming van John Alexander, Leicester.


Technische Beschrijving

De B-21 was een baanbrekend ontwerp en gaf het startschot tot het commerciële succes van Hagelin Cryptos. Hagelin startte met een bestaand ontwerp van Arvid Damm, de vereenvoudigde rotors in een vijf op vijf matrix. Deze rotors waren compleet verschillend in ontwerp en werking dan de rotors van de Duitse Enigma machine. De Enigma had drie rotors met 26 contacten, één voor elke letter van het alfabet, en een reflector om het signaal terug in de rotors te leiden. Het ontwerp van Damm gebruikte slechts twee rotors met vijf ingangscontacten en tien uitgangscontacten.

Hieronder het vereenvoudigde schema van de B-21. Onder het toetsenbord zitten 10 horizontale regels [1] die in twee groepen van vijf verdeeld zijn. Als een letter op het toetsenbord [2] is ingedrukt worden één regel van de eerste groep en één regel van de tweede groep horizontaal verschoven. Alle 25 toetsen hebben een andere combinatie van twee regels, één in elke groep van vijf. De regels bedienen 10 schakelaars [3] die ook in twee groepen verdeeld zijn. Bij de eerste groep van vijf contacten gaat de ene zijde naar de positieve kant van de voeding en een andere zijde naar de eerste rotor [4]. Bij de tweede groep van vijf contacten gaat de ene zijde naar de negatieve kant van de voeding en een andere zijde naar de tweede rotor [5]. Elke rotor heeft 5 ring contacten en 10 uitgangscontacten. De 5 ingangscontacten zijn gescrambled naar de 5 oneven uitgangscontacten op één manier en naar de 5 even uitgangscontacten op een andere manier. Met elke van de 10 mogelijke stappen van de rotor word er gewisseld tussen de even en oneven contacten om het signaal door te geven aan de vaste uitgangsrotor [6]. De uitgang van beide rotors gaat naar een vijf op vijf matrix met 25 lampjes [7] (één letter is weggelaten of gecombineerd met een andere letter). De 10 rotor posities zijn gemarkeerd met de letters A tot K (de letter J is weggelaten).



De Pin-wielen

Het ontwerp van deze rotors was niet nieuw maar deed zijn werk prima om de electrische signalen te vercijferen. De innovatie in Hagelin's ontwerp was echter hoe deze rotors werden voortbewogen. Dit volledig nieuw concept zou de unieke Hagelin machines kenmerken in de volgende decennia. De B-21 is de eerste machine om gerbuik te maken van de alom bekende pin-wielen, ook wel sleutel-wielen genoemd. De B-21 heeft vier van deze pin-wielen met 17 (A tot R), 19 (A tot T), 21 (A tot V) and 23 (A tot X) pinnen, die allen tegelijk één stap zetten bij elke toetsaanslag. De letter J is niet gebruikt bij de markeringen op de pin-wielen. De combinatie van deze priemgetallen en de 10 mogelijke stappen van de vercijferingsrotor geeft een maximum periode van 1.560.090.

De twee pinwielen aan de linkerkant sturen de linkse rotor en de twee pinwielen aan de rechter kant de rechtse rotor. Als een pin in positie komt op het ene pin-wiel, op het andere pin-wiel of op beide pin-wielen van zo'n paar, zal de bijhorende rotor één stap verder gaan. Dit systeem geeft een zeer onregelmatig stappen van de vercijferingsrotors. Het aantal mogelijke pincombinaties voor alle pin-wielen is een enorme 1024.

De sleutelinstelling van de machines bestaat uit twee delen. Het eerste deel is de instelling van de pinnen op de vier pin-wielen (actief of passief). Deze instelling werd meestal elke 24 uur gewijzigd. Het tweede deel is de initiële positie van de pin-wielen en de vercijferingsrotors bij het begin van een bericht, de zogenaamde berichtsleutel. Deze berichtsleutel diende voor elk bericht uniek te zijn. Om de positie van de pin-wielen manueel te wijzigen werden met een halve draai aan een concentrische knop de pinwielen ontkoppeld.

Als het deksel van de machine geopend is zien we links boven het gedeelte van het vercijferingsmechanisme. De vier grote pin-wielen zijn onderaan het compartiment te zien. Net boven deze pin-wielen ligt de as met tandwielen die de positie van de pinnen in een bewegen van de rotors vertalen. De vercijferingsrotors zijn de twee kleine rotors bovenaan met vijf sleepcontacten op hun as aan de ene kant en vijf contactpinnen van de andere kant. Hoewel zij niet lijken op gewone rotors hebben zij ook een ingang en uitgang en dooreengehaspelde bedrading.

B-21 - Image © John Alexander

De twee rotors (boven) en de vier pin-wielen (onder)

B-21 - Image © John Alexander

Hagelin B-21


B-21 - Image © John Alexander

Hagelin B-21 met open deksel


Het B-21 Patent voor de Verenigde Staten

Andere Machines met Pin-wielen

Het gebruik van deze pin-wielen zou later terugkomen in vele Hagelin machines, met groot commercieel succes voor o.a. de C-36, M-209 en C(X)-52. Het prototype van de B-21, gebouwd in 1925, werd goedgekeurd door het Zweedse leger en later ook verkocht aan verschillende andere landen. De commerciële doorbraak kwam er echter met een aangepaste versie voor het Franse leger. Deze draagbare machine, de B-211, heeft een afdrukmechanisme en kan bedient worden met een zwengel in geval van stroomuitval. Het circuit van de vercijferingsrotors wordt gevoed door een batterij.

In de B-21 en B-211 worden de vier pin-wielen enkel gebruikt voor het complexe voortbewegen van de rotors. In latere Hagelin machines zoals de C-36, C-38/M-209 en C-52 worden de pin-wielen gebruikt voor de offset van de reciproke afdrukrol. De CX-52 gebruikte de pin-wielen, in combinatie met een drum, voor zowel de offset van de reciproke afdrukrol als het onregelmatig voortbewegen van de pin-wielen zelf, waarbij het ingenieuze pin-wiel ontwerp eindelijk ten volle benut werd.


Meer over Hagelin

Offsite


© Copyright 2004 - 2016 Dirk Rijmenants

Home Menu