El proyecto VENONA fue una colaboración secreta de larga duración de las agencias de inteligencia de los Estados Unidos y Reino Unido en que se involucra criptoanálisis de mensajes enviados por agencias de inteligencia de la Unión Soviética, sobre todo durante la Segunda Guerra Mundial. Hubo al menos 13 palabras clave para este proyecto que fueron utilizadas para las agencias de inteligencia estadounidenses y británicas; "Venona" fue la última que fue utilizada. Esa palabra clave no tiene significado conocido. (En los documentos expedidos descifrados por la Agencia de Seguridad Nacional, "VENONA" está escrito en letras mayúsculas, pero es común en el periodismo moderno.)
Durante los primeros años de la Guerra Fría, el proyecto Venona fue una fuente de información en la actividad de inteligencia soviética que era dirigida a las potencias militares occidentales. Aunque desconocido para el público, e incluso para los presidentes Franklin D. Roosevelt y Harry S. Truman, estos programas fueron de importancia relativa a los acontecimientos cruciales de principios de la Guerra Fría. Esto incluía el caso de espionaje de Ethel y Julius Rosenberg y las deserciones de Donald Maclean y Guy Burgess a la Unión Soviética.
La mayoría de los mensajes descifrables fueron transmitidos e interceptados entre 1942 y 1945. En algún momento de 1945, la existencia del programa Venona fue revelado a la Unión Soviética por el agente de NKVD y el analista y criptólogo de SIGINT Bill Weisband. Estos mensajes fueron descifrados lenta y gradualmente a comienzos de 1946 y continuó (muchas veces en un bajo nivel de esfuerzo en los últimos años) a lo largo de 1980, cuando el programa Venona fue terminado, y la cantidad restante de esfuerzo que se había gastado en él, se trasladó a proyectos más importantes.
En qué medida los diversos individuos estuvieron involucrados con la inteligencia soviética es un tema de controversia. Mientras que un número de personas académicas e historiadores afirman que la mayoría de los individuos mencionados en Venona eran probablemente clandestinos activos y/o contactos de agentes de inteligencia soviética, otros argumentan que muchas de esas personas probablemente no tenían intenciones maliciosas ni cometieron delitos.
El Proyecto Venona comenzó en 1943, bajo las órdenes del subjefe de Inteligencia Militar (G-2), Carter W. Clarke. Clarke no confiaba en Joseph Stalin, y temía que la Unión Soviética pudiera firmar un tratado de paz con el Tercer Reich, permitiendo a los alemanes enfocar sus fuerzas militares contra Gran Bretaña y los Estados Unidos.
Los soviéticos empleaban un sistema de cifrado consistente en plantillas al azar de letras, números, signos ortográficos o espacios vacíos. Luego el mensaje consistía en indicar el número del renglón y el número de casilla dentro del renglón. De esta manera el mensaje secreto podía ser algo parecido a C5 A4 Z20 l9 B1. Por lo tanto una determinada letra, número, signo ortográfico o espacio podría estar representada en el mismo mensaje por una docena de signos diferentes. De esta forma, al ser la codificación tan arbitraria y variable, el sistema era casi invulnerable al desciframiento mediante análisis estadísticos o cálculos matemáticos.
Las plantillas formaban una libreta de un solo uso, que se entregaba a cada agente. El enlace al que dicho agente enviaba los mensajes disponía de una libreta idéntica, obviamente. Cada plantilla debía ser usada una sola vez antes de cambiarla por la siguiente. De esta forma, la tecnología de la época era completamente incapaz de descifrar los mensajes secretos, sobre todo si los mensajes eran breves. Sin embargo los soviéticos confiaban demasiado en la fortaleza de su método, de manera que diversos agentes y sus enlaces utilizaban de forma reiterada las mismas páginas de las mismas libretas, redactando mensajes extensos. Eso permitió que los norteamericanos y británicos lograsen descifrar un gran número de mensajes secretos.
Entre los agentes conocidos figuran Vladímir Aleksándrovich Pozner.
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