La maquina Enigma


Las máquinas Enigma son una serie de máquinas de cifrado con rotor electromecánico, desarrolladas y utilizadas principalmente desde principios hasta mediados del siglo XX para proteger las comunicaciones comerciales, diplomáticas y militares.

Enigma fue inventado por el ingeniero alemán Arthur Scherbius al final de la Primera Guerra Mundial. Los primeros modelos se utilizaron comercialmente desde principios de la década de 1920 y fueron adoptados por los servicios militares y gubernamentales de varios países, especialmente la Alemania nazi antes y durante la Segunda Guerra Mundial.

Se produjeron varios modelos diferentes de Enigma, pero los modelos militares alemanes, con un tablero de conexiones, fueron los más complejos. Los modelos japoneses e italianos también estaban en uso.

La historia de la Segunda Guerra Mundial reúne infinidad de relatos sobre hechos notables en los cuales participaron agentes secretos y sobre los que reinó el misterio, incluso muchos años después de concluido aquél conflicto.

Aunque Enigma tenía algunas debilidades criptográficas, en la práctica se trataba de fallas de procedimientos alemanas, errores de los operadores, fallas en la introducción sistemática de cambios en los procedimientos de cifrado y la captura aliada de tablas y hardware clave que, durante la guerra, permitieron que los criptólogos aliados tuvieran éxito en favor de los aliados.

Algunos de los eventos que pudierón decifrar:

  •  Anticipar, en 1940 la retirada de Dunkerque al conocer que Hitler había ordenado acelerar el cerco de las fuerzas anglo-francesas situadas en el borde mismo del Canal de la Mancha. 
  •  Decidir la Batalla de Inglaterra, lanzada por la Luftwaffe al descubrir con antelación los blancos elegidos por los pilotos alemanes, lo que permitió movilizar y dispersar a los aviones de las Reales Fuerzas Aéreas (RAF), de una base a otra para evitar su destrucción y activando a tiempo, además, las defensas antiaérea y 
  • Desalentar la planeada invasión del Reino Unido, la Operación León Marino, al señalar las bases de concentración de las tropas alemanas en la costa francesa. 
  • Planificar y llevar a cabo con absoluto éxito los desembarcos en el Norte de África (Operación Torch), en Sicilia (Operación Husky), en Italia peninsular (Operación Avalancha), y en la Europa atlántica (Operación Overlord), así como las decisivas batallas de Normandía (Arromanches y La Falaise), junto con otras grandes operaciones y batallas que culminarían con el cruce del Rhin y la derrota germana en el frente occidental. 

El Enigma equipado con tablero eléctrico se convirtió en el principal sistema criptográfico de la Alemania nazi. Fue roto por la Oficina de Cifrado del Estado Mayor de Polonia en diciembre de 1932, con la ayuda de material de inteligencia suministrado por un francés obtenido de un espía alemán.

Un mes antes del estallido de la Segunda Guerra Mundial, en una conferencia celebrada cerca de Varsovia, la Oficina de cifrado polaca compartió sus técnicas y tecnología para romper el enigma con los franceses y los británicos. Durante la invasión alemana de Polonia, el personal central de la Oficina de cifrado polaco fue evacuado, a través de Rumania, a Francia, donde establecieron la estación de inteligencia de señales PC Bruno con el apoyo de las instalaciones francesas.

La cooperación exitosa entre los polacos, los franceses y los británicos en Bletchley Park continuó hasta junio de 1940, cuando Francia se rindió a los alemanes.

Desde este comienzo, el Código de Gobierno británico y la Escuela de cifrado (GC&CS) en Bletchley Park desarrollaron una amplia capacidad criptoanalítica. Inicialmente, el descifrado fue principalmente de Luftwaffe (fuerza aérea alemana) y algunos mensajes de Heer (ejército alemán), ya que la Kriegsmarine (marina alemana) empleó procedimientos mucho más seguros para usar Enigma.

Alan Turing, un matemático y lógico de la Universidad de Cambridge, aportó gran parte del pensamiento original que condujo al diseño de las máquinas de bombeo criptoanalítico que contribuyeron a romper el Enigma naval. Sin embargo, Kriegsmarine introdujo una versión Enigma con un cuarto rotor para sus U-boats, lo que resultó en un período prolongado en el que estos mensajes no pudieron ser descifrados.

Con la captura de claves de cifrado relevantes y el uso de bombas mucho más rápidas de la Marina de los EE. UU., Se reanudó la lectura regular y rápida de los mensajes de submarinos.

Las máquinas Enigma produjeron un cifrado de sustitución polialfabética. Durante la Primera Guerra Mundial, los inventores en varios países se dieron cuenta de que una secuencia de clave puramente aleatoria, que no contenía un patrón repetitivo, haría, en principio, un cifrado polifabético de sustitución irrompible. 

Esto llevó al desarrollo de máquinas de cifrado de rotor que alteran cada carácter en el texto llano para producir el texto cifrado, por medio de un aleatorizador que comprende un conjunto de rotores que alteran la ruta eléctrica de carácter a carácter, entre el dispositivo de entrada y el dispositivo de salida. Esta alteración constante de la vía eléctrica produce un período muy largo antes de que se repita el patrón, la secuencia de teclas o el alfabeto de sustitución.

Descifrar mensajes cifrados implica tres etapas, definidas de manera algo diferente en esa era que en la criptografía moderna. Primero, está la identificación del sistema en uso, en este caso Enigma; segundo, romper el sistema estableciendo exactamente cómo se realiza el cifrado, y tercero, resolver, lo que implica encontrar la forma en que la máquina se configuró para un mensaje individual, es decir, la clave del mensaje.

Hoy en día, a menudo se asume que un atacante sabe cómo funciona el proceso de cifrado (consulte el principio de Kerckhoffs) y la ruptura se usa a menudo para resolver una clave. Las máquinas Enigma, sin embargo, tenían tantos posibles estados de cableado interno que la reconstrucción de la máquina, independientemente de las configuraciones particulares, era una tarea muy difícil.

El mecanismo del Enigma consistía en un teclado conectado a una batería y una placa o rueda de entrada actual (alemán: Eintrittswalze), en el extremo derecho del aleatorizador (generalmente a través de un panel de conexión en las versiones militares). 

Los textos eran compuestos mediante 26 teclas dispuestas en 3 hileras, en forma semejante a los teclados de las máquinas de escribir alemanas, y a cada tecla le correspondía una bombilla eléctrica tipo linterna de 3,8 v a 0,20 a, que al accionarse la tecla se encendía y señalaba el nuevo valor de la letra cifrada.

Esos primeros ejemplares utilizaban tres rodillos cifradores, conteniendo otros tantos alfabetos integrados por las 26 letras del alfabeto telegráfico internacional, lo cual autorizaba trabajar con 26x26x26 combinaciones alfabéticas distintas, osea 17.576 combinaciones diferentes. Dicho de otra forma: podían combinarse y usar 17.576 alfabetos incoherentes y recíprocos sucesivos antes de que se repitiese en el texto un mismo valor para una letra cifrada.

Los alfabetos eran inversos y recíprocos porque, por ejemplo, si se apretaba la tecla cifradora A y se encendía la bombilla de ciframiento M, recíprocamente en el mismo alfabeto si se apretaba la tecla M, la máquina respondía encendiendo la letra A en el otro alfabeto. Así mismo, eran incoherentes porque el orden de las letras de los alfabetos no seguían el orden de los alfabetos normales, sino otra  sucesión distinta como, por ejemplo: M, Z, K, L, O...

Si bien los ocho rodillos proporcionaban 209 millones de opciones, finalmente los alemanes sucesores de Arthur  Scherbius —quien murió en 1929 al ser arrollado por un caballo desbocado—, decidieron en 1942, en plena Segunda Guerra Mundial, modificar las Enigma introduciéndoles un rodillo cifrador más —cuatro en total— e insistir en la alteración del cableado, con lo que lograron un equipo muy semejante al anterior, pero con la increíble capacidad de 150 billones de combinaciones cifradoras.