1941년 12월 7일, 워싱턴의 미 육군 신호정보국(SIS) 암호분석가들은 도쿄가 주미 일본대사관에 보낸 마지막 통첩을 일본 대사관 실무진보다 먼저 손에 쥐고 있었다. 그것도 대사관 직원들이 암호를 풀고 타자기로 옮겨 적기도 전에 말이다. 이 놀라운 정보 우위를 만들어낸 것이 바로 미국이 ‘PURPLE’이라 부른 일본 외무성의 암호기였다. 그런데 같은 날 하와이 진주만에서는 기습 공격이 벌어졌다. 암호를 풀었는데 왜 공격을 막지 못했을까. 이 질문에 답하려면 먼저 PURPLE이 정확히 무엇을 다뤘고, 무엇을 다루지 않았는지부터 짚어야 한다.
배경 — RED에서 PURPLE로
일본 외무성이 실전 배치한 이 암호기의 정식 명칭은 ’97式 歐文印字機'(97식 구문인자기, ‘유럽문자용 97식 인자기’)였고, 연합군 문서에는 ‘Type B Cipher Machine’으로 기록되었다. 미국 암호분석가들이 이 기계로 만들어진 암호문을 부른 별명이 ‘PURPLE’이다. 이름의 유래는 일본 측 작명이 아니라, 미국 분석가들이 해독 결과물을 정리해 보관하던 바인더의 색깔에서 나왔다는 것이 NSA 국립암호박물관의 공식 설명이다.
PURPLE은 그 이전에 쓰이던 ‘RED'(91式) 암호기를 대체한 후속 기종이었다. RED는 알파벳 26자를 모음 6개(A, E, I, O, U, Y)와 자음 20개로 반영구적으로 나누어 서로 다른 방식으로 암호화하는 구조적 약점을 안고 있었는데, PURPLE도 이 6글자·20글자 분할 방식 자체는 상당 부분 물려받았다. 다만 그 6글자 조합을 9일마다 교체하도록 개선해 보안을 강화하려 했다. 설계에는 일본 체신성 소속 기술자들이 관여했다고 알려져 있으며, 그중 한 인물이 RED에 쓰였던 문제 많은 하프로터 스위치 대신 전화교환기 부품인 ‘스테핑 스위치’ 사용을 제안했다는 기록이 있다(다만 이 설계자 관련 세부 정보는 상대적으로 출처가 제한적이어서 교차검증이 더 필요한 대목이다).
기술 원리 — 전화교환기 부품이 암호기가 되다
PURPLE의 가장 독특한 점은 당시 다른 나라들이 즐겨 쓰던 로터(회전자) 방식 대신, 전화교환기에 표준적으로 쓰이던 부품인 ‘스테핑 스위치'(유니셀렉터)를 암호화의 핵심 부품으로 삼았다는 것이다. 일본이 실제로 사용한 기계는 7단(7-layer) 스테핑 스위치 3개로 구성되었고, 훗날 미군이 실물을 한 번도 보지 못한 채 그 작동 원리만으로 재구성해낸 아날로그 기계는 6단(6-level) 스위치 4개를 사용했다. 로터 기반 암호기와는 전혀 다른 이 방식은 초기에는 오히려 미국 분석가들을 당혹스럽게 만든 요인이기도 했다.
브리태니커 백과사전은 PURPLE을 “가장 해독이 어려웠던 일본 암호”로 소개하며, 1939년부터 1945년까지 외교 메시지 전송에 쓰였다고 설명한다. 암호문 자체 외에는 아무런 단서(예: 평문-암호문 대조쌍)도 없이 순수하게 암호문만 분석해 기계의 작동 원리를 역설계해냈다는 점에서, 이는 20세기 암호분석사에서 손꼽히는 ‘개가'(tour de force)로 평가받는다.
해독 — 그로트잔의 돌파구
미 육군 SIS가 PURPLE 감청을 시작한 것은 1938년 무렵이었지만, 본격적인 해독 시도는 윌리엄 프리드먼(William F. Friedman)이 이끄는 팀이 1939년 8월부터 집중적으로 매달리면서 시작됐다. SIS는 이미 RED 암호는 상당 부분 풀어낸 상태였지만, PURPLE 전환 이후로는 약 18개월 동안 도쿄발 외교전문에 대해 사실상 ‘블랙아웃’ 상태에 놓여 있었다.
해독팀에는 프리드먼 외에도 프랭크 로울렛, 로버트 퍼너, 앨버트 스몰, 그리고 MIT 출신의 리오 로즌 등이 참여했다. 로즌은 해독 작업을 앞당길 장치를 고안한 것으로 알려져 있다. 그리고 1940년 9월 20일, 통계학자 제너비브 그로트잔이 암호문 속에 숨어 있던 반복적 순환 패턴을 발견하면서 결정적인 돌파구가 열렸다. 이 발견 이후 팀은 불과 일주일 만인 9월 27일, 완전히 해독된 PURPLE 메시지 두 건을 프리드먼에게 전달했다.
더 놀라운 것은 그다음이다. SIS는 실제 일본 기계를 단 한 번도 실물로 본 적이 없었음에도, 그 작동 원리를 재현한 ‘아날로그’ 기계를 1940년 말까지 제작해냈다. 이후 이런 재구성 기계가 총 6대 만들어져 미 육군과 해군, 그리고 1941년 1월부터는 영국·필리핀·싱가포르·인도·하와이에도 배치되었다. 프리드먼 자신은 이 성과를 어느 한 개인의 공로로 돌리지 않고 “18개월에 걸친 집중 연구의 결실”이자 협업의 산물이라 평가하며, “이 중 누구 한 사람을 골라 공로의 대부분을 돌릴 수는 없다”고 말했다.
퍼플과 진주만의 실제 관계
여기서부터가 이 이야기의 핵심이자, 가장 오해받기 쉬운 대목이다. PURPLE은 일본 ‘외무성’이 도쿄 본부와 워싱턴·런던·모스크바·베를린 등 재외공관 사이에 주고받는 ‘외교’ 통신 전용 암호기였다. 반면 일본 해군은 이와 완전히 별도의 암호체계인 JN-25 등 여러 해군 암호를 사용했다. 미국 물리학연구소(AIP)의 정리를 그대로 옮기면 이렇다. “미국은 일부 외교암호만 읽을 수 있었을 뿐, 군사통신은 전혀 읽지 못했다.”(The U.S. could read only some of the diplomatic ciphers, and none of the military communications.) 즉 PURPLE 해독과 일본군의 작전 통신은 애초에 서로 다른 세계에 속해 있었다.
더욱이 진주만으로 향하던 일본 기동함대는 하와이 북태평양 항로를 항해하는 내내 완전한 무선침묵을 지켰다. AIP는 이를 “퍼플은 아무것도 듣지 못했다”(Purple heard nothing)는 말로 요약한다. 다시 말해 PURPLE이 아무리 완벽하게 작동했더라도, 애초에 감청할 ‘군사작전 통신’ 자체가 존재하지 않았던 것이다.
물론 PURPLE 해독으로 미국이 얻은 정보가 없었던 것은 아니다. 1941년 12월 6일과 7일, 도쿄가 주미 일본대사관에 보낸 이른바 ’14부작 통첩’을 미국은 일본 대사관 실무진이 암호를 풀고 타자로 옮기기도 전에 먼저 해독해, 워싱턴 시각 12월 7일 오후 1시 이전에 이미 확보하고 있었다. 하지만 이 문서는 교섭 결렬과 국교 단절을 통보하는 외교문서였을 뿐, 진주만이라는 구체적 표적이나 공격 일시·좌표는 전혀 담고 있지 않았다. PURPLE 감청은 ‘전쟁이 임박했다’는 정황 — 교섭이 결렬 국면에 접어들었다는 것, 대사관에 암호기와 문서를 파기하라는 지시가 내려갔다는 것 — 을 파악하게 해주었을 뿐, ‘어디를, 언제, 어떻게’ 공격할지는 전혀 알려주지 않았다. 애초에 일본 군부는 외무성과 재외공관에조차 진주만 공격 계획을 알리지 않았기 때문에, 외교암호를 아무리 완벽하게 해독해도 그 안에서 군사기밀이 새어나올 수 없는 구조였다.
이 점은 당시 미 육군참모총장이었던 조지 마셜의 증언에서도 분명히 드러난다. 그는 1944년 진주만 관련 청문회에서 이렇게 밝혔다. “우리는 프랑스령 인도차이나·시암만·말레이반도 방면의 일본군 움직임을, 그리고 필리핀에 대한 공격을 예상했다… 그러나 하와이 공격은 예상하지 못했다.”(We did not…anticipate an attack on Hawaii.) 하와이는 방어가 견고해 공격이 “극도로 위험한 도박”이 될 것이라 판단했기 때문이었다. 요컨대 ‘미국이 PURPLE로 일본 외교 암호를 풀었다’는 사실과 ‘미국이 진주만 기습을 사전에 알고 있었다’는 주장은 전혀 다른 이야기다. 전자는 사실이고, 후자는 당대 기록과 배치되는 통념이다.
MAGIC과 PURPLE — 혼동하기 쉬운 두 이름
PURPLE 이야기를 다루는 대중적인 글에서 자주 뒤섞이는 또 하나의 개념이 ‘MAGIC’이다. MAGIC은 PURPLE로 해독한 외교 통신뿐 아니라, 해군 암호 JN-25 감청 등을 포함해 미국이 확보한 일본 관련 암호정보 전반을 아우르는 상위 코드명이었다. 즉 MAGIC이 PURPLE을 포함하는 더 큰 범주이며, 이 둘을 완전히 같은 것으로 취급하면 부정확하다. 예컨대 1943년 4월 일본 연합함대 사령장관 야마모토 이소로쿠의 탑승기를 격추한 작전은 흔히 MAGIC 정보의 성과로 소개되지만, 이는 PURPLE(외교 암호)이 아니라 해군 암호 JN-25 계통의 감청·해독에 의한 것이라는 것이 통설이다. PURPLE의 성과와 야마모토 격추 사례를 직접 연결짓는 서술은 이런 구분을 흐리는 것이므로 주의할 필요가 있다.
유산
PURPLE 해독으로 얻은 정보는 실제로 미국의 정책 결정에 폭넓게 활용되었다. 외교적 긴장도를 가늠하고, 일본 측이 협상 테이블에서 내세울 최종 조건과 마감 시한을 미리 파악하며, 워싱턴 주재 일본대사관의 협상 지연·기만 전술을 포착하는 데 쓰였다. 다만 이는 어디까지나 ‘외교적’ 판단을 위한 자료였지, 군사작전 기밀이 아니었다는 점은 앞서 살펴본 그대로다.
흥미로운 사실은, 일본 정부가 종전 시점까지도 미국이 PURPLE을 해독했다는 사실을 전혀 알아채지 못했다는 것이다. 일본이 자국의 최고급 외교암호가 뚫린 줄 몰랐다는 서술 자체는 여러 자료로 확인되는 사실이다. 다만 이것을 ‘일본이 방심해서 진주만을 당했다’는 식으로 곧장 연결하는 것은 인과관계를 왜곡하는 것이다. 앞서 확인했듯, 진주만 기습이 가능했던 근본적인 이유는 애초에 PURPLE이 감청할 수 있는 통신 범위 자체에 일본군의 작전 계획이 들어 있지 않았기 때문이다. ‘암호가 뚫린 것’과 ‘기습이 성공한 것’은 서로 다른 층위의 사건이다.
PURPLE 해독은 종전 이후에도 오랫동안 기밀로 유지되었고, 오늘날에도 미국 암호분석 역사상 손꼽히는 성과 중 하나로 평가받는다. NSA 국립암호박물관은 현존하는 유일한 PURPLE 기계 실물 파편을 전시하며 이를 ‘퍼플의 매직'(The Magic of Purple)이라는 이름으로 기리고 있다. 로터도 아닌 전화교환기 부품으로, 실물을 본 적도 없이, 오직 암호문 분석만으로 기계 하나를 통째로 재현해낸 이 사건은 인간의 논리적 추론이 정교한 기계장치의 비밀을 어디까지 파고들 수 있는지를 보여주는 사례로 남아 있다.
참고 자료
- NSA National Cryptologic Museum, “The Magic of Purple” (공식 전시 자료) — https://www.nsa.gov/History/National-Cryptologic-Museum/Exhibits-Artifacts/Exhibit-View/Article/2718925/the-magic-of-purple/
- Wikipedia, “Type B Cipher Machine” — https://en.wikipedia.org/wiki/Type_B_Cipher_Machine
- George C. Marshall Foundation, “Breaking Purple in William Friedman’s own words” — https://www.marshallfoundation.org/articles-and-features/breaking-purple-in-william-friedmans-own-words/
- George C. Marshall Foundation, “Marshall, PURPLE and Pearl Harbor” — https://www.marshallfoundation.org/articles-and-features/marshall-purple-pearl-harbor/
- DVIDS(미 국방부 공식 배포 채널), “SIS Makes Breakthrough Against Japanese Code (20 SEP 1940)” — https://www.dvidshub.net/news/454045/sis-makes-breakthrough-against-japanese-code-20-sep-1940
- American Institute of Physics, Inside Science, “Decrypting the Japanese Cipher Couldn’t Prevent Pearl Harbor” — https://www.aip.org/inside-science/decrypting-the-japanese-cipher-couldnt-prevent-pearl-harbor
- Pacific Historic Parks(Pearl Harbor National Memorial 제휴), “Cryptologists, the Purple Machine, and Pearl Harbor” — https://pearlharbor.org/blog/cryptologists-purple-machine-pearl-harbor/
- Encyclopaedia Britannica, “Purple | intelligence device” — https://www.britannica.com/topic/Purple
- Encyclopedia.com, “Operation Magic” — https://www.encyclopedia.com/politics/encyclopedias-almanacs-transcripts-and-maps/operation-magic