Enigma (màquina)
Enigma va ser una màquina de rotors[1] dissenyada para sifrar i dessifrar mensages.[2] Patentada en 1918 per l'empresa alemana Scherbius i Ritter,[3] i construïda i inventada per Arthur Scherbius, qui després va comprar un palés per a un aparat similar del inventor neerlandés Hugo Koch, es va posar a la venda en 1923 per a un us comercial.[4] En 1926, l'Armada alemana la va adoptar per a us militar i poc despuix el seu us es va estendre a les demés forces armades alemanes,[5] especialment durant la Segona Guerra Mundial.[6]
La seua facilitat de maneig i la seua aparent robustea criptográfica varen ser les principals raons per a la seua implantació. Els alemans confiaven tant en el seu encriptat en més de 150 billons de combinacions possibles que garantisaven la seguritat en les comunicacions que la varen considerar segura,cita requerida pensament que compartia el mateix Karl Dönitz.[7]
No obstant, gràcies a les investigacions portades a terme pels servicis d'inteligència polacs, els qui varen instruir a la seua volta als servicis francesos i anglesos en el sistema de sifrat, est va ser finalment descobert, lo que va precipitar el desenllaç de la Segona Guerra Mundial en favor dels Aliats. Estos varen aprofitar ademés els fallos en els procediments d'us per part dels operadors alemans, que varen permetre l'interceptació de les taules de dessifrat i la captura d'alguns aparats.[8][9]
La màquina equivalent britànica, el Bombe, i vàries nortamericanes, com la SIGABA (o M-135-C en l'eixèrcit), eren similars a Enigma. La primera màquina moderna de sifrat rotatori, d'Edward Hebern, era considerablement menys segura que Enigma.
Màquina
[editar | editar còdic]
Funcionament
[editar | editar còdic]_-_Museo_scienza_e_tecnologia_Milano.jpg){kind=link}
La màquina Enigma va ser un dispositiu electromecànic, lo que significa que usava una combinació de parts mecàniques i elèctriques. El mecanisme estava constituït fonamentalment per un teclat similar al de les màquines d'escriure les tecles de les quals eren interruptors elèctrics, un engranage mecànic i un panel de llums en les lletres de l'alfabet.
La part elèctrica consistia en una bateria que encenia una llàntia d'una série d'elles, que representaven cada una de les diferents lletres de l'alfabet. Es pot observar en la part inferior de l'image adjunta el teclat, i les llànties són els circulitos que apareixen damunt d'aquell.
El cor de la màquina Enigma era mecànic i constava de varis rotors conectats entre sí. Cada rotor és un disc circular pla en 26 contactes elèctrics en cada cara, un per cada lletra de l'alfabet. Cada contacte d'una cara està conectat o cablejat a un contacte diferent de la cara contrària. Per eixemple, en un rotor en particular, el contacte número 1 d'una cara pot estar conectat en el contacte número 14 en l'atra cara i el contacte número 5 d'una cara en el número 22 de l'atra. Cada u dels cinc rotors proporcionats en la màquina Enigma estava cablejat d'una forma diferent i els rotors utilisats per l'eixèrcit alemà posseïen un cablejat distint al dels models comercials.
Dins de la màquina hi havia, en la majoria de les versions, tres recalats per a estajar els rotors. Cada u dels rotors s'encaixava en el recalat corresponent de manera que els seus contactes d'eixida es conectaven en els contactes d'entrada del rotor següent. El tercer i últim rotor es conectava, en la majoria dels casos, a un reflector que conectava el contacte d'eixida del tercer rotor en un atre contacte del mateix rotor per a realisar el mateix procés pero en sentit contrari i per una ruta diferent. L'existència del reflector diferencia la màquina Enigma d'atres màquines de sifrat de l'época basades en rotors. Este element, que no s'incloïa en les primeres versions de la màquina, possibilitava que la clau utilisada per al sifrat es poguera amprar en el dessifrat del mensage. Es poden observar en la part superior de l'image els tres rotors en les seues corresponents protuberàncies dentadas que permetien girar-los a mà, colocant-los en una posició determinada.
Quan es pulsava una tecla en el teclat, per eixemple la corresponent a la lletra A, la corrent elèctrica procedent de la bateria es dirigia fins al contacte corresponent a la lletra A de el primer rotor. La corrent travessava el cablejat intern del primer rotor i se situava, per eixemple, en el contacte corresponent a la lletra J en el costat contrari. Supongam que este contacte del primer rotor estava alineat en el contacte corresponent a la lletra X del segon rotor. La corrent aplegava al segon rotor i seguia el seu camí a través del segon i tercer rotor, el reflector i de nou a través dels tres rotors en el camí de regrés. Al final del trayecte, l'eixida del primer rotor es conectava a la llàntia corresponent a una lletra, distinta de la A, en el panel de llums. El mensage de sifrat s'obtenia per tant substituint les lletres del text original per les proporcionades per la màquina.
Cada volta que s'introduïa una lletra del mensage original, pulsant la tecla corresponent en el teclat, la posició dels rotors variava. Per esta variació, a dos lletres idèntiques en el mensage original, per eixemple AA, els corresponien dos lletres diferents en el mensage sifrat, per eixemple QL. En la majoria de les versions de la màquina, el primer rotor alvançava una posició en cada lletra. Quan s'havien introduït 26 lletres i per tant el primer rotor havia completat un regrés complet, s'alvançava en una muesca la posició del segon rotor, i quan este terminava el seu regrés, es variava la posició del tercer rotor. El número de passos que provocava l'alvanç de cada u dels rotors era un paràmetro configurable per l'operari.
Degut a que el cablejat de cada rotor era diferent, la seqüència exacta dels alfabets de substitució variava en funció de quins rotors estaven instalats en els recalats (cada màquina disponia de cinc), la seua orde d'instalació i la posició inicial de cada u. A estes senyes se'ls coneixia en el nom de configuració inicial, i eren distribuïts, mensualment al principi i en major freqüència a mida que alvançava la guerra, en llibres als usuaris de les màquines.
El funcionament de les versions més comunes de la màquina Enigma era simètric en el sentit de que el procés de dessifrat era anàlec al procés de sifrat. Per a obtindre el mensage original solament calia introduir les lletres del mensage sifrat en la màquina, i esta tornava una a una les lletres del mensage original, sempre i quan la configuració inicial de la màquina fòra idèntica a l'utilisada en sifrar l'informació.
Criptoanálisis bàsic
[editar | editar còdic]Els sifrats, per supost, poden ser dessifrats, i la forma més efectiva d'enfocar-ho depén del método de sifrat. Al principi de la Primera Guerra Mundial, els departaments de dessifrat eren lo prou alvançats com per a poder descobrir la majoria dels sifrats, si es dedicaven suficients esforços. No obstant, la majoria d'estes tècniques es basaven en conseguir cantitats suficients de text sifrat en una clau particular. A partir d'estos texts, en suficient anàlisis estadístic, es podien reconéixer patrons i deduir la clau.
Els analistes busquen normalment algunes lletres i combinacions freqüents. Per eixemple, en anglés, I, T, A, O, I, N i S són generalment fàcils d'identificar, per ser molt freqüents (vore ETAOIN SHRDLU i EAOSR NIDLC en anàlisis de freqüències); també NG, ST i atres combinacions, molt freqüents en anglés. Una volta que s'identifiquen alguns (o tots) d'estos elements, el mensage es dessifra parcialment, revelant més informació sobre atres substitucions provables. L'anàlisis de freqüència simple confia que una lletra és substituïda sempre per una atra lletra del text original en el text sifrat; si este no és el cas, la situació és més difícil.
Durant molt temps, els criptógrafos varen procurar ocultar les freqüències usant vàries substitucions diferents per a les lletres comunes, pero açò no pot ocultar completament els patrons en les substitucions per a les lletres del text original. Tals còdics varen ser utilisats extensament cap a l'any 1500.
Una tècnica per a fer més difícil l'anàlisis de freqüència és utilisar una substitució diferent per a cada lletra, no només les comunes. Este procés seria normalment molt costós en temps i requeria que abdós parts intercanviaren els seus patrons de substitució abans d'enviar mensages sifrats. A mitat de el XV, una nova tècnica va ser inventada per Alberti, ara coneguda generalment com sifrat polialfabético, que va proporcionar una tècnica simple per a crear una multiplicitat de patrons de substitució. Les dos parts intercanviarien una cantitat d'informació menuda (referida com la clau) i seguirien una tècnica simple que produïx molts alfabets de substitució, i moltes substitucions diferents per a cada lletra del text original. L'idea és senzilla i eficaç, pero va resultar ser més difícil de lo esperat. Molts sifrats varen ser implantacions parcials del concepte, i eren més fàcils de trencar-se que els anteriors (p. eix. el sifrat de Vigenère).
Va costar centenars d'anys trobar métodos fiables per a trencar els sifrats polialfabéticos. Les noves tècniques varen confiar en estadística (p. eix. anàlisis de freqüències) per a descobrir informació sobre la clau usada per a un mensage. Estes tècniques busquen la repetició dels patrons en el text sifrat, que proporcionarien pistes sobre la llongitut de la clau. Una volta que se sap açò, el mensage, essencialment, es convertix en una série de mensages, cada u en la llongitut de la clau, als quals es pot aplicar l'anàlisis de freqüència normal. Charles Babbage, Friedrich Kasiski i William F. Friedman estan entre els que varen aportar la major part del treball per a desenrollar estes tècniques.
Es va recomanar als usuaris dels sifrats amprar no només una substitució diferent per a cada lletra, sino també una clau molt llarga, de manera que les noves tècniques de dessifrat fallaren (o que per lo manco foren molt més complicades). No obstant, açò és molt difícil de conseguir; dur a les parts que intercanvien mensages una clau llarga requerix més temps, i els errors són més provables. El sifrat ideal d'esta classe seria un en el que una clau tan llarga es poguera generar d'un patró simple, produint un sifrat que hi ha tants alfabets de substitució que la conte d'ocurrències i els atacs estadístics foren impossibles.
L'us de rotors múltiples en Enigma va brindar un modo simple de determinar qué alfabet de substitució usar per a un mensage en particular (en el procés de sifrat) i per a un text sifrat (en el de dessifrat). A este respecto va ser similar al sifrat polialfabético. No obstant, a diferència de la majoria de les variants del sistema polialfabético, Enigma no tenia una llongitut de clau òbvia, degut a que els rotors generaven una nova substitució alfabètica en cada pulsació, i tota la seqüència d'alfabets de substitució podia canviar-se fent girar un o més rotors, canviant l'orde dels rotors, etc., abans de començar una nova codificació. En el sentit més simple, Enigma va tindre un repertori de 26 x 26 x 26 = 17 576 alfabets de substitució per a qualsevol combinació i orde de rotors donada. Mentres el mensage original no fòra de més de 17 576 pulsacions, no hi hauria un us repetit d'un alfabet de substitució. Pero les màquines Enigma varen agregar atres possibilitats. La seqüència dels alfabets utilisats era diferent si els rotors eren colocats en la posició ABC, en comparació a ACB; hi havia un anell que rotaba en cada rotor que es podria fixar en una posició diferent, i la posició inicial de cada rotor era també variable. I la majoria de les Enigmes d'us militar varen afegir un stecker (tauler d'interconexió) que va canviar vàries assignació de clau (huit o més, depenent del model). Aixina que, esta clau es pot comunicar fàcilment a un atre usuari. Són a penes alguns valors simples: rotors que utilisar, orde del rotor, posicions dels anells, posició inicial i ajusts del tauler d'interconexió.
El método de sifrat
[editar | editar còdic]Per supost, si la configuració estiguera disponible, un criptoanalista podria simplement posar un equip Enigma en la mateixa configuració i dessifrar el mensage. Un podria manar llibres de configuració que usar, pero podrien interceptar-se. En canvi, els alemans varen establir un sistema astut que va mesclar els dos dissenys.
Al principi de cada més, es donava als operadors de l'Enigma un nou llibre que contenia les configuracions inicials per a la màquina. Per eixemple, en un dia particular les configuracions podrien ser posar el rotor n.º 1 en el clavill 7, el n.º 2 en la 4 i el n.º 3 en la 6. Estan llavors rotados, per a que el clavill 1 estiga en la lletra X, el clavill 2 en la lletra J i el clavill 3 en la A. Com els rotors podien permutar-se en la màquina, en tres rotors en tres clavills s'obtenen atres 3 x 2 x 1 = 6 combinacions per a considerar, per a donar un total de 105 456 possibles alfabets.
A estes altures, l'operador seleccionaria algunes atres configuracions per als rotors, esta volta definint només les posicions o «girs» dels rotors. Un operador en particular podria seleccionar ABC, i estos es convertixen en la configuració del «mensage per a eixa sessió de sifrat». Llavors varen teclejar la configuració del mensage en la màquina que encara estava en la configuració inicial. Els alemans, creent que li otorgaven més seguritat al procés, ho teclejaven dos voltes, pero açò es va desvelar com una de les breches de seguritat en la que «trencar» el secret d'Enigma. Els resultats serien codificats per a que la seqüència ABC teclejada dos voltes poguera convertir-se en XHTLOA. L'operador llavors gira els rotors a la configuració del mensage, ABC. Llavors es tecleja el restant del mensage i ho envia per la ràdio.
En l'extrem receptor, el funcionament s'invertix. L'operador posa la màquina en la configuració inicial i introduïx les primeres sis lletres del mensage. En fer açò ell vorà ABCABC en la màquina. Llavors gira els rotors a ABC i introduïx el restant del mensage sifrat, dessifrant-ho.
Este sistema era excelent perque el criptoanálisis es basa en algun tipo d'anàlisis de freqüències. Encara que s'enviaren molts mensages qualsevol dia en sis lletres a partir de la configuració inicial, s'assumia que eixes lletres eren a l'encert. Mentres que un atac en el propi sifrat era possible, en cada mensage es va usar un sifrat diferent, lo que va fer que l'anàlisis de freqüència fora inútil en la pràctica.
L'Enigma va ser molt segura. Tant que els alemans varen confiar molt en ella. El tràfic sifrat en Enigma va incloure de tot, des de mensages d'alt nivell sobre les tàctiques i plans, a trivialidades com a informes del temps i inclús les felicitacions de natalicis.
Eixemple de sifrat
[editar | editar còdic]El següent és un mensage autèntic enviat el 7 de juliol de 1941 per la Divisió SS-Totenkopf sobre la campanya contra Rússia, en l'Operació Barbarroja. El mensage (enviat en dos parts) va ser dessifrat per Geoff Sullivan i Frode Weierud, dos membres del Crypto Simulation Group (CSG).
1840 - 2TLE 1TL 179 - WXC KCH RFUGZ EDPUD NRGYS ZRCXN UYTPO MRMBO FKTBZ REZKM LXLVE FGUEY SIOZV EQMIK UBPMM YLKLT TDEIS MDICA GYKUA CTCDO MOHWX MUUIA UBSTS LRNBZ SZWNR FXWFY SSXJZ VIJHI DISHP RKLKA YUPAD TXQSP INQMA TLPIF SVKDA SCTAC DPBOP VHJK |
2TL 155 - CRS YPJ FNJAU SFBWD NJUSE GQOBH KRTAR EEZMW KPPRB XOHDR OEQGB BGTQV PGVKB VVGBI MHUSZ YDAJQ IROAX SSSNR EHYGG RPISE ZBOVM QIEMM ZCYSG QDGRE RVBIL EKXYQ IRGIR QNRDN VRXCY YTNJR SBDPJ BFFKY QWFUS |
El mensage va ser sifrat per al model de tres rotors en el reflector B (caldrà usar el mateix model per a dessifrar-ho, o un de compatible). Per a dessifrar el mensage, primer cal configurar la màquina en l'informació diària especificada en els llibres de còdics alemans per a eixe més. Per al 7 de juliol de 1941 era:
Tag Walzenlage Ringstellung ---- Steckerverbindungen ---- 7 II IV V 02 21 12 AV BS CG DL FU HZ IN KM OW RX |
L'operador de la màquina devia colocar eixa configuració abans d'enviar o rebre el primer mensage del dia. Agarraria els rotors (Walzenlage) 2, 4 i 5 (en eixe orde), i mouria l'anell de cada rotor a les posicions 2, 21 i 12 respectivament, com s'indica en Ringstellung (a voltes la configuració es pot vore en les lletres corresponents a la posició de l'anell; en este cas serien B O L), i els insertaria en la màquina. També devia colocar els cables conectors unint en la part baixa de la màquina les posicions que s'indiquen en Steckerverbindungen, unint A en V, B en S, C en G, etc. Esta configuració es mantindrà en tots els mensages del dia, i en ella ya es poden escomençar a dessifrar mensages.
El mensage original es va enviar en dos parts (ya que el tamany màxim per cada mensage era de 250 lletres). Cada mensage té una capçalera, que s'enviava sense sifrar (i és l'única part del mensage que podia tindre números); en este cas:
1840 - 2TLE 1TL 179 - WXC KCH |
2TL 155 - CRS YPJ |
En la capçalera s'indicava l'hora a la que es manava el mensage (en este cas 1840 representa les 18:40), quantes parts componien el mensage (seguit de TLE, de Teile) i quina part era (seguit de TL, de Teil) si hi havia més d'una, el tamany del text sifrat i dos grups de tres lletres (que eren diferents i aleatoris en cada mensage). El primer grup era la configuració inicial i el segon la clau sifrada del mensage. L'operador mourà els tres rotors a la lletra indicada pel primer grup (W X C), i teclejarà l'atre grup, la clau sifrada (K C H), que li donarà a l'operador la clau sense sifrar, en est case B L A). A continuació posarà els tres rotors en les posiciones B L A i teclejarà el restant del mensage sifrat, tenint en conte que les cinc primeres lletres corresponen al Kenngruppe, que indicarà quí poden llegir el mensage (en este cas es pot ignorar).
AUFKL XABTE ILUNG XVONX KURTI NOWAX KURTI NOWAX NORDW ESTLX SEBEZ XSEBE ZXUAF FLIEG ERSTR ASZER IQTUN GXDUB ROWKI XDUBR OWKIX OPOTS CHKAX OPOTS CHKAX UMXEI NSAQT DREIN ULLXU HRANG ETRET ENXAN GRIFF XINFX RGTX |
Fent el mateix procés en l'atra part del mensage, el resultat és:
DREIG EHTLA NGSAM ABERS IQERV ORWAE RTSXE INSSI EBENN ULLSE QSXUH RXROE MXEIN SXINF RGTXD REIXA UFFLI EGERS TRASZ EMITA NFANG XEINS SEQSX KMXKM XOSTW XKAME NECXK AMENE CXDIV XKDRX |
Unint els mensages, i usant les X com a espais (alguns espais falten en el mensage original), i algunes abreviatures (entre corchetes) queda:
AUFKL[AERUNGS-]ABTEILUNG VON KURTINOWA KURTINOWA NORDWESTL[ICH] SEBEZ SEBEZ AUF FLIEGERSTRASZE RIQTUNG DUBROWKI DUBROWKI OPOTSCHKA OPOTSCHKA UM EINS AQT DREI NULL UHR ANGETRETEN ANGRIFF INF RGT DREI GEHT LANGSAM ABER SIQER VORWAERTS EINS SIEBEN NULL SEQS UHR ROEM[ISCH] EINS INF RGT DREI AUF FLIEGERSTRASZE MIT ANFANG EINS SEQS KM KM OSTW[AERTS] KAMENEC KAMENEC DIV KDR |
Els noms propis es posaven dos voltes seguides (per eixemple, KURTINOWA), i algunes combinacions de lletres se substituïen, per eixemple, CH per Q (en SIQER, que és sicher), i els números devien escriure's en lletres. El text traduït seria:
Unitat de reconeiximent de Kurtinowa, noroest de Sebez en el corredor de vol en direcció a Dubrowki, Opotschka. Va escomençar a moure's a les 18:30. Atac. Regiment d'infanteria 3 alvança despacio pero segur. Hora 17:06, I (número romà) Regiment d'infanteria 3 en el corredor de vol començant a 16 km cap a l'est de Kamenec. Comandant de la divisió. |
Guerra civil espanyola
[editar | editar còdic]Durant la guerra civil espanyola, el bando sublevat va dispondre d'a lo manco vint màquines Enigma que li varen permetre al general Franco mantindre una comunicació secreta i permanent en els seus generals. Les dèu primeres varen ser venudes pels nazis al bando sublevat en novembre de 1936 quan l'alvanç franquiste es va detindre a les portes de Madrit. No obstant, no es tractava del model més alvançat (era el D de la gama comercial), ya que als alemans els preocupava que alguna d'elles poguera caure en mans dels soviètics, que recolzaven als republicans, o dels servicis secrets britànics desplegats en Espanya. L'encarregat de l'adestrament dels militars que anaven a utilisar-la va ser el comandant Antonio Sarmiento —membre de l'Estat Major i cap de l'Oficina d'Escoltes i Dessifrat del Quarter General del Generalísimo—, qui en un informe redactat en Salamanca en novembre de 1936 afirmava: «Per a donar una idea del grau de seguritat que es conseguix en estes màquines basta dir que el número de combinacions possibles d'acordar s'eleva a la fabulosa sifra d'1 252 962 387 456». A principis de 1937 es varen comprar dèu màquines més del mateix model. Actualment una de les màquines forma part de la colecció estable del Museu Històric Militar de Sevilla. La màquina data de decembre de 1938, quan va recalar en Sevilla, assignada a l'Eixèrcit del Sur. Posteriorment, en juliol de 1939, va passar a l'Estat Major de la Segona Regió Militar en Sevilla.[10]
La presència d'estes màquines en ajuda del front sublevat va obligar al govern de la República a fer-li front en la lluita. Sèt criptógrafos espanyols procedents del servici secret de la República i exiliats en França, entre ells el vallisoletà Antonio Camazón, varen treballar junt en francesos i polacs en el dessifrat dels mensages de la màquina Enigma. El seu treball va ser expost en el documental Equip D: els còdics oblidats de Jorge Laplace.[11][12]
Vore també
[editar | editar còdic]Referències
[editar | editar còdic]- ↑ Universitat de Granada (ed.): «Enigma». Archivat des d'el original, el 4 de maig de 2025. Consultat el 4 de maig de 2025.
- ↑ Prim, Juan Manuel. «[1]». Consultat el 4 de maig de 2025.
- ↑ Escola Superior d'Economia i Administració d'empreses (ESEADE) (ed.): «L'art de la criptografia». Archivat des d'el original, el 4 de maig de 2025. Consultat el 4 de maig de 2025.
- ↑ Crypto Museum (ed.): «History of the Enigma». Archivat des d'el original, el 1 d'abril 2025. Consultat el 4 de maig de 2025.
- ↑ The Code Book: The Science of Secrecy from Ancient Egypt to Quàntum Cryptography, Knopf Doubleday Publishing Group. ISBN 978-0-307-78784-2.
- ↑ «1937 Enigma Manual by: Jasper Roser – English Translation». Archivat des d'el original, el 16 d'octubre de 2006. Consultat el 20 de giner de 2018.
- ↑ «[2]». Consultat el 4 de maig de 2025.
- ↑ Kahn, 1991.
- ↑ Stripp, 1993.
- ↑ «[3]», El País. Consultat el 20 de giner de 2017.
- ↑ «dessifrar-els-codigos-de-enigma-1340578.html Els criptógrafos espanyols que varen dessifrar els còdics d'Enigma». Heralt d'Aragó.
- ↑ «El secret d'Enigma descansa en Jaca». Heralt d'Aragó.
Bibliografia
[editar | editar còdic]- Kahn, David (1991). Seizing the Enigma: The Race to Break the German U-Boats Codes, 1939–1943. ISBN 0-395-42739-8.
- (1993) The Enigma Machine: Its Mechanism and Use.
Referències
[editar | editar còdic]
- Este artícul conté una traducció derivada de «Enigma (máquina)» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.