Enigma Uhr Selector de enchufes

Contenido Descripción Enigma Steckerbrett Descripción técnica Reciprocidad Cableado Descifrando mensajes del Uhr El misterio Abdulla Fag Enviando mensajes Artesanía alemana Referencias Más información

 

Descripción

El Enigma Uhr (reloj) era un dispositivo adicional para la máquina de cifrado Enigma-I, desarrollada durante la Segunda Guerra Mundial e introducido en julio de 1944 por la Fuerza Aérea Alemana (Luftwaffe) en un intento de mejorar la seguridad de cifrado de la Enigma. Fue construido por Konski und Kruger en Berlín (Alemania) y reemplaza los cables de conexión en la placa de conexión (Steckerbrett). Su código fue roto por los descifradores de códigos en Bletchley Park unos días después de su presentación. El Enigma-Uhr también se conoce como Steckeruhr (reloj de enchufe) y, según su propia insignia de número de serie, como Gerät EU (dispositivo EU).

Durante el curso de la guerra, los alemanes hicieron varios intentos para hacer la Enigma más segura. Introdujeron, por ejemplo, el UKW-C (una alternativa para el estándar UKW-B) y el más peligroso ** UKW-D **, un reflector recableable. En julio de 1944, la Luftwaffe alemana introdujo el Enigma Uhr sin previo aviso de ningún tipo. Ni siquiera lo insinúa en los mensajes interceptados. Los primeros mensajes codificados con el nuevo dispositivo fueron recibidos por Bletchley Park (BP) el 10 de julio de 1944 y tenían una cosa en común: todos comenzaron con un número escrito en su totalidad (por ejemplo, dreineun ) después del cual el mensaje se convertiría en Qwatsch ( disparates). Inmediatamente quedó claro que el sin sentido representaba un código dentro de un código y que diferentes códigos estaban en uso, dado el hecho de que se encontraron diferentes números al comienzo de cada mensaje. Por lo que sabemos, el Uhr solo fue utilizado por la Luftwaffe. Se vio por primera vez en los códigos Jaguar y Grillo y, en menor medida en el código rojo, si se usó en combinación con el **UKW-D **. Durante la exposición Mensajes secretos de Crypto Museum 2008/2009, el coleccionista holandés Arthur Bauer [6] le dejo, a Crypto Museum, un Enigma Uhr y pudieron echar un vistazo más de cerca y tomar las fotografías presentadas en esta página. A continuación se muestran algunas fotografías adicionales del Enigma Uhr. Haga clic en cualquiera de ellas para agrandar. Para el técnico, el funcionamiento del Uhr se explica en detalle a continuación. El texto ha sido extraído del capítulo Historial del manual de instrucciones del UhrBox-E de Crypto Museum. ? Enigma Uhr courtesy Arthur Bauer [6]

 

Imagenes propiedad de Crypto Museum

Los usuarios del kit Auto-build Enigma-E podrían estar interesados ??en saber que ahora también hay un UhrBox-E autoconstruido. Se puede conectar a kits Enigma-E existentes y viene con una nueva versión de software para Enigma-E. ? Más sobre los kits de autoconstrucción de Cryto Museum

Enigma Steckerbrett El Enigma Steckerbrett panel de conexión) contiene 26 enchufes, uno para cada letra del alfabeto. En teoría, se podría usar cualquier número de cables de conexión en el Steckerbrett, entre ninguno y 13 con el óptimo matemático en 11 cables. Sin embargo, en la práctica, la mayoría de los procedimientos alemanes dictaron el uso de 10 cables de conexión en todo momento. Esto significaba que se intercambiaron exactamente 10 pares de letras. Las 6 tomas restantes se dejaron vacías (es decir, auto conectadas). Después de configurar los rotores (Walzen) en la letra diaria, el operador conectará los enchufes (Steckern) en el orden indicado en el libro de códigos, por ejemplo: AZ BN GI KL PC ED QT HV MF JR Esto significa que un cable de conexión está conectado entre 'A' y 'Z', otro cable está conectado entre 'B' y 'N', etc. Como cada cable de conexión consta de dos líneas de conexión cruzada, simplemente intercambia pares de letras. Cada Stecker tiene dos clavijas de diferentes diámetros para evitar insertarlas al revés. El pin superior tiene un diámetro de 4 mm, mientras que el inferior es de 3 mm. En el ejemplo anterior, el Steckerbrett 'traduce' la letra 'A' a 'Z'. Debido a que los cables están cableados, esto significa que el reverso también es verdadero, es decir, 'Z' se convierte en 'A'. El Steckerbrett es por lo tanto recíproco , una característica que ayudó a Bletchley Park a romper los códigos Enigma más fácilmente. Fue el principio en el que se basó el tablero diagonal de la Bombe Turing-Welchman.

 

Descripción técnica

El Uhr está alojado en una caja de madera que mide 15 x 19.5 x 12.5 cm, y está pintado en color beige sahara (a veces denominado 'color arena'). La caja consta de dos mitades que se mantienen juntas con dos bisagras metálicas y una cerradura que es idéntica a la utilizada en la caja Enigma. Cuando se abre, la caja revela 20 cables largos encapsulados con material textil, cada uno con un Stecker de dos pines (enchufe) en un extremo. Curiosamente, el cable entra en el Stecker en la parte superior, mientras que un Stecker estándar tiene el cable en la parte inferior. Los enchufes se almacenan cuidadosamente dentro de la tapa superior mientras que el otro lado de los cables se guardan el el interior de la caja del Uhr. El Uhr tiene dos soportes de metal que permiten sujetarlo al lado derecho del Enigma. Se utilizan cables largos con 20 Steckern (10 pares) para conectar el Uhr al Steckerbrett de la Enigma. Toma el lugar de los 10 cables de conexión estándar. Se usa un interruptor de 40 posiciones en el Uhr para conectar los 10 pares de una manera codificada (pero fija). Las posiciones están marcadas 00-39.

Cada uno de los enchufes está marcado con una letra ('a' o 'b') y un número (1-10). La mitad del número de enchufes lleva la letra "a" y están marcados en rojo (a1, a2, a3, ... a10). La otra mitad lleva la letra 'b' y está marcada en negro (b1, b2, b3, ... b10). El Uhr se configuró junto con la clave diaria. El Steckern en la llave fue reemplazado por el Uhr de tal manera que en la posición 00 se comportaría como un cable ordinario. Esto permitió la comunicación con usuarios que no disponian del Uhr. Si tomamos el ejemplo anterior , a1 se conectaría a A en el Enigma Steckerbrett, b1 se conectó a Z , a2 a B , b2 a N , y así sucesivamente, hasta que se hicieron las 10 conexiones. En el centro del Uhr hay una gran perilla de madera que permite colocar un interruptor giratorio en cualquiera de las 40 posiciones. La posición actual se puede leer a través de una pequeña ventana justo encima de la perilla. El interruptor giratorio es el codificador real del Uhr. Consiste en un gran disco de baquelita con dos círculos concéntricos de 40 contactos cada uno. Cada contacto del anillo exterior está conectado a uno de los contactos en el anillo interior por medio de un cable que está soldado entre ellos. El disco tiene 40 dientes alrededor de su perímetro, lo que permite 40 posiciones, y una rueda con resorte se utiliza para bloquear el disco en su posición actual. Los 80 contactos en el lado superior del disco se extienden hasta la parte inferior, donde se encuentran con los 40 contactos de un disco estático. Los contactos del disco estático están cableados (en la parte inferior) directamente a los cables de conexión. Una vista de despiece de un Uhr real se muestra a la derecha. En la parte inferior hay un gran disco estático de baquelita con 40 contactos de resorte que se conectan directamente al 20 Steckern (cables de conexión). El disco aleatorizador (que se muestra aquí sin su cableado) se encuentra en la parte superior del disco estático y se mantiene en su lugar mediante un eje. Un disco de metal grande con los números 00 a 39 en su perímetro está atornillado al disco codificador. Para proteger el disco del codificador de cortocircuitos, se inserta material aislante de papel entre el disco del codificador y el disco numérico. Una gran perilla de madera está insertada en el disco numérico y permite girar el codificador en cualquiera de sus 40 posiciones.

 

 

Reciprocidad La codificación y decodificación de mensajes en una máquina Enigma a menudo se denomina operación recíproca. Esto significa que todo el proceso es reversible. Si, por ejemplo, la letra "E" está codificada en una "R", esto significa que "R" produciría "E" en el mismo ajuste de Enigma. Como resultado, la configuración básica de la máquina para la codificación es idéntica a la configuración necesaria para la decodificación. Debido a la forma en que se construyó el Uhr, 10 posiciones produjeron una sustitución recíproca (cada 4ª posición, comenzando en 00). Las 30 posiciones restantes produjeron una sustitución no recíproca. A veces se sugiere que esto hizo que la Enigma no fuera recíproca también. Sin embargo, este no es el caso. El Uhr solo hace que el Steckerbrett no sea recíproco (del mismo modo que un rotor de Enigma produce una sustitución no recíproca), pero la reciprocidad de todo el sistema (es decir, la Enigma como un todo) no se ve afectada, ya que esa reciprocidad es causada mediante el uso de un Umkehrwalze o UKW (reflector). La naturaleza no recíproca del Uhr impidió el uso de la tabla diagonal de Welchman en Bletchley's Bombes. Sin embargo, no impidió el uso de las propias Bombes, siempre con cunas largas y menús suficientemente fuertes disponibles. Después de todo, las Bombes estándar ya se usaban para romper los códigos Enigma antes de que se introdujera la placa diagonal.

 

Cableado Las imágenes a continuación muestran el cableado del Uhr cuando el aleatorizador se establece en la posición 00 (izquierda). Para mostrar el efecto de girar el disco del aleatorizador, también hemos mostrado el cableado cuando el Uhr se establece en la posición 03 . Consideremos primero el disco del codificador establecido a 00 (izquierda). Los enchufes marcados como 'a' (rojo) están conectados a los contactos externos del disco estático, mientras que los enchufes 'b' (negros) están conectados a los contactos internos. Tenga en cuenta que cada enchufe tiene dos clavijas de diferentes diámetros, para evitar que se inserten al revés. El disco del codificador tiene el doble de contactos que el disco estático, lo que da como resultado un patrón bastante interesante de conexiones cuando se gira el disco.

Como la posición 00 se usa para la compatibilidad con una Enigma sin Uhr, significa que en esta posición el Uhr debe mantener la reciprocidad del Enigma Steckerbrett. El enchufe 1a está conectado a 1b (00-06) y 1b está conectado a 1a (04-02). Si observa detenidamente el dibujo a continuación, verá una conexión cruzada entre cada par a / b . Como resultado, cada 4ta posición , por lo tanto, producirá una sustitución recíproca . Todas las otras configuraciones producen una sustitución no recíproca. Ahora consideremos el efecto de girar el disco del aleatorizador cuando el dial está en la posición 03 (derecha). El cableado del disco codificador se desplaza 3 posiciones hacia arriba, de modo que el contacto 03 se encuentra ahora en la parte superior. Los contactos 00 a 02 están envueltos para que ahora aparezcan en la parte inferior. En este caso, 1a está conectado a 5b (03-29), pero 5b está conectado a 4a (27-17), que es una sustitución no recíproca . Los contactos de Stecker en el lado izquierdo (rojo) están ordenados muy bien 1 ... 10, mientras que los contactos en el lado derecho están en algún orden codificado. La razón de esto es simple. Si los contactos en el lado derecho se colocaron en el mismo orden que los contactos de la izquierda (1 ... 10), el cableado de la rueda sería mucho más simple, pero se producirían varias repeticiones. Por ejemplo, cada 4ta posición produciría la misma sustitución que la posición 00. El orden de los contactos de la derecha se ha elegido cuidadosamente, de modo que no se repitan en absoluto.

Disco de aleatorizador configurado en 00

Disco de aleatorizador configurado en 03

 

Descifrando mensajes del Uhr Aunque en teoría el Uhr podría haber representado una seria amenaza para los descifradores en BP, en realidad se rompió el código muy poco después de su introducción. Después de investigar los mensajes iniciales, los descifradores de código se dieron cuenta de que se usaba algún tipo de tabla de sustitución no recíproca junto con la clave Enigma básica. Supusieron que se usaron 40 mesas de sustitución diferentes, ya que el número más alto registrado fue de 39. También notaron que las 6 letras autoestiradas en el Enigma Steckerbrett permanecieron inalteradas y que el Uhr solo afectó a las 20 letras de la llave enredadas. Se leyeron los mensajes entre los operadores alemanes, en los que discutieron el uso de 'Enigma Uhr'. Esto llevó a la suposición de que los alemanes habían conectado algún tipo de dispositivo externo al Steckerbrett. Aparentemente, algunos operadores de Enigma no estaban al tanto del nuevo procedimiento y los mensajes se volvieron a enviar utilizando la clave Enigma básica (es decir, una recodificación). La primera ruptura en Uhr se logró de esta manera y BP no tardó en encontrar las relaciones entre las configuraciones. Finalmente, pudieron predecir el efecto de las 40 configuraciones, una vez que se descifró una configuración única. El Uhr a veces se usa junto con el ** UKW-D **, otro intento de hacer que la Enigma sea más segura. El UKW-D era un reflector que se podía recablear y que, de ser utilizado por todas las máquinas Enigma, habría representado una amenaza real (si no mortal) para Bletchley Park. Sin embargo, el UKW-D no se distribuyó ampliamente y era difícil de operar. Por lo tanto, solo se usó para mensajes importantes. Al igual que con el Uhr, los alemanes tenían que poder intercambiar mensajes con los usuarios de UKW-D y de UKW-D, por lo que mezclaron mensajes con y sin los dispositivos, utilizando la misma clave básica. Esto hizo que descifrar Uhr y UKW-D fuera muy fácil una vez que la llave básica se había roto.

 

El misterio Abdulla Fag El 2 de noviembre de 1944, la unidad alemana 'Abdulla Fag' ( Gefechtsverband Hallensleben ) causó cierta consternación en BP cuando se le ordenó usar el Uhr. Durante el mes pasado, Abdulla Fag había sido una fuente sólida de cunas para la llave Jaguar, que BP odiaría perder. Peor aún: una vez que la unidad se cambió a Uhr, sus mensajes se volvieron completamente ilegibles. Finalmente, la pesadilla se completó cuando los mensajes de otras redes que usaban Uhr también se volvieron ilegibles. Los alemanes habían cambiado repentinamente el método de indicar el ajuste Uhr, dejando a BP en la oscuridad. Se investigaron y rechazaron varias causas posibles, hasta que finalmente se probó un mensaje en la clave Enigma básica con las 40 posiciones del Uhr. En el ajuste 28 se decodificó, pero solo desde la quinta letra en adelante. Aparentemente, las primeras 4 letras se usaron como un nuevo indicador. De las repeticiones, BP descubrió que las 4 letras representaban 2 bigramas , uno para cada dígito de la configuración Uhr. 1er bigrama (por 1er dígito) A B C D E F GHIJKLM NOPQRS TUVWXYZ 0 1 2 3   2º bigrama (para el 2º dígito) A B C Delaware FGH IJ KLM NO PQR S T UVW XYZ 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9   Por un lado, BP tuvo la suerte de que los alemanes no usaron el código de 4 letras cuando introdujeron el Uhr, ya que tal vez nunca se hubiera descifrado. Por otro lado, una vez que se descifró, el código de 4 letras les facilitó las cosas, ya que había menos incertidumbre sobre la posición de una posible cuna en un mensaje (deletrear los resultados de los números en un texto de longitud variable).

 

Enviando mensajes Al intercambiar mensajes con el usuario de otro Uhr, el operador probablemente seleccionó una configuración diferente para cada mensaje individual. Para un mensaje de varias partes, el operador usaría una nueva configuración para cada una de las partes. Como el ajuste del Uhr fue elegido "al azar", el operador necesitaba una forma de informar a su contraparte en el otro extremo. Inicialmente, esto se hizo deletreando los números completos al comienzo del mensaje, como hemos visto en otra parte de esta página. Los alemanes tuvieron bastantes problemas con el Uhr e incluso pospusieron su uso durante varios meses. El 2 de noviembre de 1944, se abandonó el método de deletrear el ajuste Uhr al comienzo de un mensaje. Fue reemplazado por un código de 4 letras que se insertó al comienzo de un mensaje (consulte las tablas de bigrama anteriores).

Este código de 4 letras no era muy sofisticado. El ajuste consistía en 2 dígitos (por ejemplo, '28'), y cada dígito estaba representado por 2 letras (bigrama); un total de 4 letras. Para cada dígito, el operador eligió dos letras del mismo rango . El motivo por el que se codifica cada dígito dos veces fue probablemente para protegerse de los juegos ilegibles. Los bigramas se crearon a partir de una tabla dentro de la tapa superior del Uhr. El primer dígito fue tomado del alfabeto I y el segundo del alfabeto II . Por ejemplo, la posición 28 podría codificarse como NSUW , pero también como PRVW . La imagen derecha muestra el interior de la tapa superior de un Uhr típico. La etiqueta más baja (Zur Beachtung) se imprimió con serigrafía directamente sobre la madera, mientras que la mesa de bigrama se agregó claramente en una etapa posterior. Es un pequeño trozo de papel en un sobre de plástico, clavado a la tapa por medio de 4 puntas pequeñas. Haga click en la imagen para un primer plano.

 

Artesanía alemana A diferencia de la máquina Enigma, que está construida según los más altos estándares de la artesanía alemana, la Uhr es de muy mala calidad. La caja está hecha de madera 'barata' y no es tan bonita como el estuche de una Enigma. La calidad de los contactos accionados por resorte en el disco estático es deficiente y los cables de conexión se sueldan directamente a sus resortes de tal forma que se desprenden fácilmente cuando se desmonta el Uhr. Una posible explicación para el bajo estándar de calidad de este dispositivo es el hecho de que fue introducido bastante tarde en la guerra (1944) en un momento en que había escasez de casi cualquier tipo de material, desde madera hasta metal. Sin embargo, una explicación más plausible puede ser dada por la nota de advertencia en la placa de cubierta metálica: Bei drohender Feindgefahr Verdrahtung der Rasterscheibe zerstören! Cuando existía el riesgo de caer en manos enemigas, el operador recibió instrucciones de destruir el cableado del disco codificador. Probablemente sujetaría el Uhr con una mano y sacaría los 20 cables de la caja con la otra mano. Mirando la forma en que los cables están soldados al fondo de los contactos cargados por resorte del disco estático, esto es completamente posible. Uno no tiene que tirar muy duro para inutilizar por completo el Uhr. Cuando el Uhr no está en uso, losl Steckern (enchufes) puede almacenarse dentro de la tapa superior. Los agujeros adecuados están presentes en la tapa para mantenerlos en su lugar. Los 20 cables de conexión largos deben plegarse de manera que la caja se pueda cerrar. Esto es bastante difícil ya que los cables no son muy flexibles y apenas hay suficiente espacio para ellos.

 

Referencias Crypto Museum Enigma Uhr Plugboard selector Frode Weierud, Notas sobre el Enigma Uhr Partes de los informes F F-62, F-64 y F-112 sobre el descubrimiento y uso de Enigma Uhr, por Walter J. Fried y Sir Stuart Milner-Barry. NARA, RG 457, Colección histórica de NSA. Tony Sale, 2001, The Bletchley Park 1944 Criptographic Dictionary Formateado por Tony Sale. Un diccionario criptográfico, NR 4559. NARA, RG 457, Colección criptográfica histórica. Paul Reuvers y Marc Simons, Gebrauchsanleitung für die Enigma Uhr Manual de instrucciones de UhrBox-E (inglés). El texto de esta página se extrajo de ese manual, que contiene más información y referencias. Gordon Welchman, The Hut Six Story 1982. ISBN 0-947712-34-8 Arthur O Bauer, Funkpeilung als alliierte Waffe gegen Deutsche U-Boote 1939-1945 1997. ISBN 3-00-002142-6 Philips Marks, 2001, Umkehrwalze D: Reflector reable de Enigma - Parte 1 Cryptologia Volumen XXV, Número 2, abril de 2001, p. 101-141. Heinz Ulbricht, Enigma Uhr Cryptologia Volumen XXIII, Número 3, julio de 1999, p. 193-205.

 

Más información Enigma-Uhr en Wikipedia (alemán) Principio de funcionamiento de Enigma Kit electrónico de autoconstrucción de Enigma Uhr en Crypto Museum Página principal de Enigma