La máquina Enigma

Introducción

Enigma era una máquina de encriptación electromecánica con rotores. Utilizado tanto para cifrar como para descifrar códigos de guerra, se utilizó de diversas formas en Europa a partir de los años 20.

Su fama proviene de su adaptación por parte de la mayoría de las fuerzas militares alemanas desde aproximadamente 1930. La facilidad de uso y la supuesta indescifrabilidad del código fueron las principales razones de su popularidad.

Sin embargo, el código fue descifrado, y la información contenida en los mensajes que no pudo proteger se considera generalmente responsable de adelantar el final de la Segunda Guerra Mundial al menos un año.

Historia

Enigma fue patentado por Arthur Scherbius en 1918. Los primeros modelos (Enigma modelo A) se expusieron en los congresos de la Unión Postal Universal de 1923 y 1924. Era un modelo parecido a una máquina de escribir, que medía 65x45x35 cm y pesaba unos 50 kg.

Le siguieron otras tres versiones comerciales, y la Enigma-D se convirtió en el modelo más popular tras atraer el interés de la marina alemana en 1926. La marina alemana se interesó por el Enigma y compró algunos ejemplares, adaptándolos para su uso en 1926. Estas primeras máquinas de uso militar se llamaron Funkschlüssel C.

En 1928, el ejército desarrolló su propia versión: la Enigma G. A partir de ese momento, su uso se extiende a toda la organización militar alemana y a gran parte de la jerarquía nazi. La marina llama a Enigma la máquina M.

Durante la Segunda Guerra Mundial, se utilizan versiones de Enigma para prácticamente todas las comunicaciones de radio alemanas (y las de otras potencias del Eje también), así como para las comunicaciones telegráficas. Incluso los informes meteorológicos están codificados con Enigma.

Los españoles (durante la guerra civil española) y los italianos (durante la Segunda Guerra Mundial) utilizan una de las versiones comerciales de la máquina, sin cambios, para sus comunicaciones militares. Esta imprudencia beneficia a los británicos, que criptoanalizan el código más rápidamente.

De hecho, el código fue descifrado en 1933 por matemáticos polacos (Marian Rejewski, Jerzy Różycki y Henryk Zygalski) con la ayuda de medios electromecánicos (las “bombas”).

Uno de los servicios secretos franceses consigue comprar a Hans-Thilo Schmidt, hermano del teniente coronel Rudolf Schmidt, que será en mayo y junio de 1940 el superior directo del general Erwin Rommel, las claves mensuales de Enigma, que fueron compartidas con los polacos. Las versiones mejoradas de las “bombas” polacas creadas por los británicos en Bletchley Park, bajo la dirección del matemático Alan Turing, aceleraron el proceso de descodificación de los Enigmas utilizados por la marina alemana.

Sin embargo, no bastaba con descifrar todas las comunicaciones secretas del enemigo: era necesario hacerlo de tal manera que lo ignorara. La destrucción de cada barco alemán del que se conocía la posición iba precedida del envío de un avión de reconocimiento que sobrevolaba el lugar para que pareciera accidental. Esto se hizo claramente visible, y entonces se pudo realizar el ataque sin alertar al estado mayor enemigo.

En 2021 se calcula que hay 318 máquinas Enigma, 284 de las cuales estaban en uso durante la Segunda Guerra Mundial o antes.

Funcionamiento

Como otras máquinas con rotores, la Máquina Enigma es una combinación de sistemas mecánicos y eléctricos. El mecanismo consiste en un teclado, un conjunto de discos giratorios llamados rotores, dispuestos en fila; y un mecanismo de alimentación que mueve algunos rotores una posición cuando se pulsa una tecla.

El mecanismo varía entre las distintas versiones de la máquina, pero lo más habitual es que el rotor de la derecha avance una posición con cada tecla pulsada, y ocasionalmente desencadene el movimiento giratorio de los otros rotores de su izquierda, de forma similar al mecanismo del cuentakilómetros de un coche. El movimiento continuo de los rotores provoca diferentes combinaciones en el cifrado.

Cifrado de un texto

La parte mecánica funciona de forma que varía un circuito eléctrico que encripta cada letra pulsada en el teclado.

Cuando se pulsa una tecla, el circuito se completa: la corriente eléctrica fluye a través de los distintos componentes (en orden teclado, conexiones para el intercambio de cifrado, rotores, espejo-rotor, rotores en orden inverso y placa luminosa).

La luz que se enciende al final del proceso codifica la letra pulsada en el teclado. Por ejemplo, al codificar el mensaje RET… …, el operador pulsa primero la R, se enciende una luz, por ejemplo la T, que será la primera letra del cifrado resultante. El operador continúa tecleando E, se enciende otra luz, y así sucesivamente.

Rotores

Los rotores (también llamados ruedas o tamboresWalzen en alemán) son el corazón de la máquina Enigma. De unos 10 cm de diámetro, cada uno de ellos es un disco de goma dura o baquelita con una serie de clavijas metálicas que sobresalen y que están dispuestas en círculo en un lado; en el otro lado hay una serie de contactos eléctricos. Las clavijas y los contactos eléctricos representan el alfabeto, normalmente las 26 letras de la A a la Z.

Cuando se colocan uno al lado del otro, las clavijas de un rotor tocan los contactos del rotor vecino, formando un circuito eléctrico. En el interior de cada rotor, un conjunto de 26 cables eléctricos conecta cada clavija de un lado con un contacto eléctrico del otro en un complejo patrón fijo. Cada rotor tiene una disposición diferente de estos.

Por sí mismo, un rotor no puede hacer más que criptografía simple: un cifrado de sustitución. Por ejemplo, la clavija correspondiente a la letra E puede conectarse al contacto de la letra T del lado opuesto. La complejidad se debe al uso de varios rotores en secuencia (normalmente tres o más) y al movimiento regular de los rotores. Esto conduce a una criptografía mucho más compleja y robusta.

Cuando se coloca en la máquina, un rotor puede tener una de las 26 posiciones. Se puede girar a mano mediante una rueda dentada que sale de la caja cerrada a través de una ranura, suficiente para poder moverla con un dedo.

Así, si un operario conoce la posición de inicio, coloca cada rotor en la posición correcta para formar ese código de inicio. Cuando llega a la posición del anillo dentado, el mecanismo de la ranura hace girar al rotor vecino, de forma similar a los cuentakilómetros mecánicos de los coches.

Las máquinas Enigma del ejército y la fuerza aérea alemanes estaban equipadas con varios rotores; en la primera versión había tres. El 15 de diciembre de 1938 se cambió a cinco, de los cuales se eligieron tres para introducirlos en la máquina.

Estos rotores estaban numerados (según los números romanos) para que fuera fácil distinguirlos. Las máquinas de la marina alemana tenían desde el principio cinco rotores, y más tarde ampliaron la colección a siete, y luego a ocho.

Todos los rotores del I al VIII tenían diferentes esquemas de conexión interna (entre clavijas y contactos). Además, algunos rotores podían tener más de una ranura, lo que hacía que los rotores giraran con más frecuencia.

La marina alemana (M4) tenía una máquina con cuatro rotores, colocados en el espacio previsto para tres. Esto se consiguió sustituyendo el reflector original por uno más fino y añadiendo el cuarto rotor, fijo pero configurable en cualquiera de las 26 posiciones.

Otras máquinas de cifrado similares

La máquina criptográfica británica Typex y varias americanas, como la SIGABA o la M-134-C, eran similares a Enigma en sus principios básicos, pero mucho más seguras. La primera máquina criptográfica moderna de rotor, creada por Edward Hebern, era considerablemente menos segura, lo que fue señalado por William F. Friedman cuando se la ofreció al gobierno de EE. UU.