Máquina Enigma

septiembre 19, 2019

Máquina Enigma

La criptografía, palabra que procede del griepo krypto - oculto y graphos - escritura, es la disciplina científica que se encarga del cifrado y descifrado de mensajes, es decir, enmascarar mensajes mediante un algoritmo de ofuscación que, además, debe permitir devolver el mensaje a su estado original.

Históricamente, ha estado vinculada a las campañas militares y los secretos de los gobiernos, de hecho, se dice que la primera técnica criptográfica se usó en el siglo V a.C en la antigua Grecia e incluso, posteriormente, por Julio César en sus campañas militares. Pero si hay un período donde la criptografía tomó una vital importancia fue en la Segunda Guerra Mundial, en la que el cifrado y el descifrado de códigos se convirtió en otro frente más de lucha.

Máquina Enigma

Hubo un sistema de cifrado que fue usado por Alemania y que tuvo en jaque a los aliados, sobre todo, en el Atlántico Norte, donde los convoys de material procedente de Estados Unidos caían presa de los submarinos alemanes que se comunicaban entre sí utilizando el código que generaba uno de los inventos más fascinantes de esa época.

Fue inventada por un ingeniero alemán, Arthur Scherbius, un experto en electromecánica que, tras la Primera Guerra Mundial, quiso aplicar la tecnología existente para mejorar los sistemas de criptografía de los ejércitos.

Su idea, patentada en febrero de 1918, consistía en aplicar el Cifrado de Vigenère o, dicho de otra forma, se aplicaba un algoritmo de sustitución de unas letras por otras. Como Scherbius no contaba con recursos para fabricarla, se asoció con Willie Korn que tenía una compañía llamada Enigma Chiffiermaschinen AG en Berlín. Ambos mejoraron el diseño y en 1923 la presentaron en la Exhibición Postal Internacional de Berlín para el cifrado de secretos comerciales.

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Figura 1. Esquema de la Máquina Enigma Figura 2. Máquina Enigma

Era un dispositivo electromecánico, es decir, tenía una parte eléctrica y otra mecánica. El mecanismo consistía en una serie de teclas, con las letras del alfabeto, al igual que una máquina de escribir, que en realidad eran interruptores que accionaban los dispositivos eléctricos y hacían mover unos cilindros rotatorios.

El funcionamiento, cara al usuario, era bastante sencillo. El operador tenía que teclear las letras de su mensaje y anotar las letras que devolvía la máquina (a través de un alfabeto que se iba iluminando). El código a usar se fijaba con las posiciones de los cilindros que constaban, cada uno, de 26 cables que se conectaban al teclado pero, con la particularidad, que el primer cilindro giraba un veintiseisavo de vuelta después de cada pulsación, de tal manera que la posición de las conexiones iba cambiando con cada entrada del teclado, obteniendo un cifrado polialfabético.

Además, para dar mayor robustez, el segundo cilindro sólo daba un giro cuando el primero había completado 26 giros y el tercero cuando el segundo había dado sus correspondientes 26 y añadió la posibilidad de que los rodillos pudiesen ser intercambiados de posición, de manera que el número de posibilidades aumentase hasta tener 105.456 alfabetos.

El descifrado de la máquina Enigma

En Bletchley Park, sede de la Escuela Gubernamental de Códigos y Cifras, situada en el condado de Buckinghamshire, conocían en otoño de 1939 las características de Enigma y dominaban las técnicas de Polonia que les permitían descubrir en horas la clave del día. Creían, sin embargo, que se acabaría la repetición de las claves y necesitaban encontrar nuevas alternativas a la idea de Rejewsky.

En septiembre de 1939 llegaba Alan Turing a Bletchley Park para incorporarse al equipo de criptoanalistas. Turing enseguida intuyó, que de entre toda la información que tenían acumulada, se podían beneficiar de los puntales, fragmentos de texto que se pensaba estaban en el mensaje (con mucha probabilidad), como wetter (tiempo en alemán). Y dentro de los puntales se fijó en los rizos, cadenas de pares de letras (en claro - cifrada) que formaban ciclos. Así, en el siguiente ejemplo se tiene el rizo: W-T, T-E, E-W.

Posición Enigma S S+1 S+2 S+3 S+4 S+5

Texto en claro W E T T E R

Texto cifrado T W P E B Y

Según el funcionamiemto de Enigma, cada letra corresponde a una posición distinta de los rotores, de manera que si para la primera letra suponemos que los rotores se encuentran en una posición S, para la siguiente habría que desplazar una posición el rotor más rápido y así sucesivamente. Entonces Turing tuvo una de las ideas más geniales. Imaginó una nueva máquina formada por tres máquinas Enigma con las posiciones de los rotores desplazadas según el rizo interconectadas de manera que se anulara el efecto del clavijero