Historia de la máquina Enigma

D. Rijmenants

 

La historia de la famosa máquina de cifrado Enigma combina tecnología ingeniosa, historia militar y el misterioso mundo del espionaje, codificadores e inteligencia en un verdadero thriller. Nunca antes el destino de tantas vidas había sido tan influenciado por una máquina criptográfica, como en la Segunda Guerra Mundial. Enigma es el ejemplo más famoso y atractivo de la batalla entre codemakers y codebreakers. Enigma mostró la importancia de la criptografía para la inteligencia militar y civil.

Origenes de la máquina Enigma - Las máquinas de cifrado basadas en rotor

Edward Hugh Hebern

La necesidad de comunicaciones seguras tanto para el uso militar como civil se hizo evidente a principios de los años 1900, con el aumento de la comunicación inalámbrica. Comenzó la búsqueda para reemplazar los impracticables y tardíos cifrados de mano. La historia del Enigma comienza alrededor de 1915, con la invención de la máquina de cifrado basada en el rotor. Como de costumbre en la historia, la máquina de rotor se inventó más o menos simultáneamente en diferentes partes del mundo. En 1917 había inventos de Edward Hebern en los EEUU, de Arvid Damm en Suecia, de Hugo Koch en los Países Bajos y de Arthur Scherbius en Alemania. En 1918, el ingeniero Arthur Scherbius patentó una máquina de cifrado usando rotores. La Marina Alemana y las Oficinas Exteriores se acercaron, pero sin mostrar interes debido a su tamaño y peso. En 1923, los derechos de las patentes fueron para Chiffriermaschinen-AG, una empresa con Scherbius en el consejo de administración, que comercializó la máquina. En 1927, Scherbius compró la patente 1919 de una máquina similar del holandés Hugo Koch, para asegurar su propia patente, aprobada en 1925.

Arthur Scherbius

La primera máquina de cifrado, Enigma A, llegó al mercado en 1923. Era una máquina grande y pesada de tipo máquina de escribir y pesaba unos 50 Kg. Poco después de la introducción de la Enigma B, una máquina muy similar. El peso y el tamaño de estas máquinas las hacían poco atractivas para uso militar. El desarrollo del reflector, una idea del colega de Scherbius Willi Korn, permitió diseñar la compacta y mucho más ligera Enigma C. También, la parte del carro de escribir fue substituida por un panel de lámparas. En 1927, la Enigma D fue introducida y comercializada en varias versiones con diferentes cableados de rotor, y vendida en toda Europa a los servicios militares y diplomáticos. La Enigma D tenía tres rotores normales y un reflector que se podía establecer en una de las 26 posiciones. Varios servicios de inteligencia lograron romper el cifrado de las versiones civiles y militares de Enigma, todas ellas basadas en el modelo comercial D. La Enigma D no tenía ningún plugboard, una característica militar que aumentaría considerablemente la seguridad a partir de 1935. La Marina italiana compró la Enigma comercial D, al igual que España durante la Guerra Civil Española. El ejército suizo utilizó la Enigma K, una versión ligeramente modificada de la Enigma D. Japón usó la Enigma T, también llamada Enigma Tirpiz, una Enigma D adaptada con conexiones de rotor de entrada modificadas. Japón también desarrolló su propia versión de la T, con rotores colocados horizontalmente. También se rompió el cifrado de los mensajes en los modelos T y K. La Enigma Railway, otro clon D que fue utilizado por la Reichsbahn alemana en Europa del Este, se descifró parcialmente desde 1941 en adelante.

Enigma Wehrmacht alemana

 

Versión Militar

En 1926, la Enigma comercial fue comprada por la Marina Alemana y adaptada para uso militar. Chiffriermaschinen-AG desarrolló una Enigma especial con rotores que tienen la misma alineación de contacto que los rotores D, pero con dientes, múltiples muescas y que avanzan por ruedas dentadas en lugar de trinquetes y trinquetes (consulte el dibujo de patentes a la izquierda ). También tenía un reflector giratorio y un contador a su izquierda. Sólo se sabe de la existencia de una a fecha de hoy. Este modelo probablemente experimental, presentado en 1928, pero excepcionalmente sólo patentado en 1931, condujo a la Enigma G. La Enigma G tenía rotores diferentes con una colocación de pasador en zigzag y el contador a su derecha. Sus rotores, que también tenían múltiples muescas, fueron movidos por un sistema de engranajes, similar al predecesor especial de 1928. Ya en 1928, el alemán Abwehr (Servicio Secreto) compró la Enigma G de 12 Kg de panel de lámparas, también llamada Enigma Zahlwerk (clock-work) debido a su contador en el panel frontal. La Enigma G fue utilizada exclusivamente por Abwehr. En 1932, la Wehrmacht revisó la Enigma D comercial y añadió el tablero en la parte delantera de la máquina. Esta versión, la Enigma I, se conocía como la Enigma Wehrmacht y se introdujo en gran escala en el Heer (Ejército) y las autoridades públicas. La Luftwaffe (Fuerza Aérea) siguió la dirección de Heer en 1935. La Enigma Wehrmacht llegó inicialmente con tres rotores. A partir de 1939 fueron equipadas con cinco rotores. En 1934, La Kriegsmarine (marina de guerra alemana) adoptó el modelo de Wehrmacht, con la seguridad del teclado, y extendió el sistema de rotores a ocho. La máquina de la Marina se llamaba Funkschlüssel M o M3. En 1941, aunque Abwehr aseguró que la Enigma M3 era indescifrable, el Almirante Karl Dönitz insistió en la mejora de la Enigma Kriegsmarine. A principios de 1942, el famoso modelo de cuatro rotores M4 fue introducido en la Kriegsmarine.

Durante la guerra, se introdujeron diferentes tipos de reflectores. El reflector B y C se utilizaron en los modelos Heer y Luftwaffe, y también en la Kriegsmarine M3. La Kriegsmarine M4 utilizó una versión delgada de reflector B y C, para caber en la máquina de 4 rotores, con otros cableados, pero cuando el cuarto rotor se coloca en la posición A, la máquina es compatible con la versión Heer y Luftwaffe. Al final de la guerra, el mando alemán introdujo un nuevo reflector tipo D. El uso temprano de este reflector planteó un problema significativo a los codebreakers aliados, pero los problemas en la distribución de este reflector y sus hojas clave impidieron un uso generalizado del reflector D. Otro accesorio militar, presentado en 1944 por la Luftwaffe, era un interruptor adicional del plugboard, llamado Uhr (reloj), que era un interruptor con 40 posiciones, y cada posición tiene como resultado una diversa combinación del cableado que va enchufado all plugboard. Para obtener más información sobre los libros de códigos de Enigma y los procedimientos de mensajes, visite Procedimientos de Enigma. La página de Detalles Técnicos explica cómo funciona la Enigma y muestra el interior de la máquina. A la derecha Uhr conectado a Enigma

 

Se calcula un total de 100.000 máquinas Enigma. Aunque generalmente se conoce como Enigma, sólo había unas pocas máquinas que en realidad llevaban el nombre Enigma y el logotipo. La mayoría de las máquinas sólo tenían un número de serie y código de fabricación. Las máquinas fueron producidas en diferentes fábricas en varios lugares como Ertel-Werk für Feinmechanik en München, Olympia Büromaschinenwerke en Erfurt, Chiffriermaschinengesellschaft Heimsoeth & Rinke en Berlin, Atlas-Werke Maschinenfabrik en Bremen y Konski & Krüger en Berlin. Las máquinas que sobrevivieron a la guerra fueron confiscadas por los aliados y vendidas en su mayoría a otros países. Los rotores de estas máquinas eran a menudo rewired. Por supuesto, se olvidaron de mencionar que fueron capaces de descifrarlas.

Antigua Enigma	Rotores Wehrmacht extraídos en su eje	Enigma M4 con la tapa abierta

 

Descifrando el código

Cuando la Wehrmacht introdujo el plugboard en la Enigma militar, agregó un número astronómico de posibles pasos clave. La idea general era que esta Enigma militar, a diferencia de los tipos comerciales, sería imposible de descifrar. Nadie trató de descifrarla. Sin embargo, en 1932, el polaco Biuro Szyfrow (Cipher Bureau) inició intentos de analizar y descifrar los mensajes de Enigma. Aunque el jefe de esta Oficina recibió copias de libros de códigos vendidos por el espía alemán Hans-Thilo Schmidt, no los entregó a sus codebreakers y pensó que mantener esta información en secreto podría estimular sus esfuerzos.

Marian Rejewski, Henryk Zygalski y Jerzy Rozicki estaban convencidos de que las matemáticas podían resolver el problema y lograron descifrar los mensajes de Enigma. También desarrollaron una máquina electro-mecánica, llamada Bomba, para acelerar el proceso de codebreaking. Dos fallos de seguridad principales en los procedimientos de Enigma alemanes fueron el groundsetting global y el mensaje-key codificado dos veces, un procedimiento para excluir errores. Estos defectos abrieron la puerta al criptoanálisis. En 1939 la Oficina ya no era capaz de romper los códigos debido a la sofisticación creciente en el diseño, los nuevos procedimientos y la falta de fondos para los interruptores de código. Cuando Alemania invadió Polonia, el polaco Biuro Szyfrow pasó sus conocimientos secretos y varias réplicas de máquinas Enigma a la desconcertada inteligencia francesa y británica. El trabajo del Biuro Szyfrow fue vital, no sólo por su propio trabajo pionero, sino también porque convenció a otras agencias de cifrado de que era posible romper la Enigma.

Bletchley Park El Gobierno y la Escuela de Código y Cifrado (GC & CS) en Bletchley Park inicialmente descifraron Enigma a mano. En agosto de 1940 comenzaron a usar sus propias máquinas Bombes, diseñados por Alan Turing y Gordon Welchman.También era un dispositivo electromecánico rotatorio, pero funcionaba en un principio completamente diferente a la Bomba de Jerewski. La Turing Bombe buscó los ajustes de enigma para una pieza dada de texto simple y cifrado.

Cuando se interceptó un mensaje Enigma, los codebreakers tuvieron que buscar los llamados cribs. Estas cunas se presumían piezas de texto sin formato dentro del mensaje encriptado. Esto podría ser "An Der Oberbefehlshaber", "An Gruppe", "Es Lebe Den Fuhrer" o cualquier otro código estandarizado (de libros de código) o fragmento de texto. Una vez que se localizó una cuna (con las técnicas especiales que existían para hacer esto) las asociaciones entre las letras del texto cifrado y su versión llana fueron incorporadas en la Bombe. La Bombe, que contiene un gran número de tambores, cada uno replicando los rotores de la Enigma, hace un análisis de todos los ajustes posibles para encontrar los ajustes de clave que pertenecen a las piezas dadas de cifrado y texto sin formato. Una vez que se encontraron estas configuraciones, todos los mensajes, cifrados con estos ajustes, podían ser descifrados. Toda la información recuperada por criptoanálisis, el desciframiento de los códigos, tenía el nombre en clave "Ultra" y desempeñó un papel muy importante y a menudo decisivo durante la guerra, principalmente en la Batalla del Atlántico. Toda la información Ultra se utilizó con mucho cuidado, para evitar sospechas entre las fuerzas alemanas. Se colocaron en la Sede y en otros lugares estratégicos oficiales de enlace especiales, capacitados para tratar este valioso pero delicado conocimiento. Por otra parte, Ultra nunca se utilizó a menos que podría ser confirmado por una segunda fuente a fin de evitar dar la razón del comando alemán para sospechar que su seguridad de las comunicaciones podría ser descifrada.

 

La Kriegsmarine La Kriegsmarine (marina de guerra alemana) tuvo mucho éxito en la aplicación de su Rudeltaktik o "Wolfpack Tactics" con U-boats (Submarinos de guerra alemanes). Cazaban individualmente convoye. Si un convoy era visto, lo sombreaban y llamaban a otros submarinos a la batalla. Una vez que todos los submarinos estaban en el lugar, hundian el convoy con un ataque muy coordinado. Esta técnica era tan devastadora para los suministros aliados que casi decidió el resultado de la guerra. La comunicación fue la palabra clave y los submarinos utilizaron Enigma para enviar mensajes y coordinar sus ataques. Después de algunos tiempos difíciles iniciales, Bletchley Park descifró los códigos navales casi continuamente. La disminución de la efectividad de sus submarinos hizo sospechar al almirante Donitz y, aunque asegurado por la inteligencia alemana de que el código Enigma estaba seguro, insistió en mejorar la seguridad de la Enigma. A principios de 1942 la famosa máquina de 4 ruedas fue introducida en la Kriegmarine y los complicados códigos 'Shark' causaron una gran crisis en Bletchley Park. La Kriegmarine se refirió a la primavera de 1942 como el "Happy Times" porque las fuerzas aliadas eran incapaces de descifrar los códigos y los submarinos eran capaces de continuar hundiendo barcos sin mucha interferencia. Más información en Enigma y la guerra U-boat. A la derecha imagen de la Enigma Kriegsmarine M4

 

Un giro radical Los codebreakers en Blechtley Park descubrieron por criptoanálisis que un cuarto rotor había entrado en el campo de batalla de los códigos. Después de diez meses de grandes pérdidas, Bletchley Park logró descifrar los códigos 'Shark'. La razón principal de este éxito fue la captura de los libros de códigos de Kurzsignal por la Marina Británica en buques meteorológicos alemanes y los ataques a submarinos como el U-559 del Kapitan Heidtmann por HMS Petard. Estos embarques no eran para robar máquinas de Enigma o hojas clave, como a menudo podemos ver mal representado en películas y libros (pues ya tenían réplicas de la Enigma de Biuro Szyfrow). Las hojas clave de Enigma sólo daban acceso a una red de radio particular y área por un solo mes. Enlaces relacionado -> Golpe al sistema Shark Enlaces relacionado -> U-559 - Historia Sin embargo, sólo dos ediciones del libro de códigos de Kurzsignal, expedidas a todos los submarinos, fueron impresas durante la guerra. Estos codificadores codificaban el tiempo y los informes operativos en códigos de cuatro letras, antes de encriptarlos con Enigma. Al aprovecharlos, Bletchley Park podría usar estos códigos de cuatro letras como cunas nuevas para atacar todas las configuraciones futuras de Enigma. Además, se desarrollaron nuevas Bombes para hacer frente a la Enigma de cuatro rotores y, a finales de 1943, otras cincuenta de estas Bombes entraron en funcionamiento en la Marina de los Estados Unidos. Más información sobre los libros de códigos se puede encontrar en los Procedimientos de Enigma y Kurzsignale en submarinos alemanes La técnica de guerra de submarinos U-boat había sufrido un giro radical. Excepto por algunos breves períodos, todo el sistema de comunicación fue interceptado por un gran número de estaciones de escucha, y los mensajes se descifraron en Bletchley Park, que empleó a más de 7000 trabajadores en su apogeo. Con las posiciones de los submarinos desveladas, los barcos aliados podían ahora evadir los submarinos y los aliados cazaban activamente los submarinos. El arma de élite de la Kriegsmarine se diezmó, con grandes pérdidas entre las tripulaciones de U-boat. Unos 700 submarinos y 30.000 tripulantes se perdieron en el mar. El comando U-boat nunca sospechó un criptoanálisis de la Enigma, relacionando estas pérdidas con nuevas técnicas de detección de submarinos aliados como sonar ASDIC, radar de superficie, búsqueda de dirección HF (localización por triangulación de la antena de transmisión de radio) y aviones anti-submarinos. Todas las mejoras, introducidas por las fuerzas alemanas, fueron abordadas con éxito por los codebreakers. La introducción del reflector D rewireable, con sus cambios clave cada diez días, resultó ser un gran problema para los codebreakers. Un uso generalizado del reflector D requeriría de cinco a diez días para romper una clave particular, lo que haría inútil la información táctica. Sin el reflector D, las llaves se descifraban en unas 24 horas. Afortunadamente, los problemas logísticos impidieron el uso general del reflector D en las fuerzas alemanas. Además, los operadores alemanes eran reacios a usar el reflector D y lo encontraban demasiado elaborado para programar en situaciones tácticas. En cambio, el reflector B permaneció como el reflector por defecto y el reflector D se utilizó sólo para mensajes importantes, en las mismas máquinas con los mismos ajustes básicos de la máquina para rotores y placas de enchufe. Sin embargo, con la clave ya rota para estas máquinas con el reflector B, el codebreaker solo tuvo que recuperar el cableado desconocido del reflector D, usado en las mismas máquinas. Una obra que se realizó a mano. El uso mixto fatal de los reflectores B y D permitió a los codebreakers seguir leyendo los temibles mensajes de reflector D. El Enigma Uhr (reloj), utilizado por la Luftwaffe, fue otro esfuerzo inútil de los alemanes para aumentar la seguridad del Enigma. El Uhr era un interruptor que reemplazó los enchufes del Enigma y proporcionó 40 cableados diferentes del enchufe. Sin embargo, el diseño único de las bombes aliadas, utilizadas para recuperar los ajustes clave de la Enigma, excluyó el cableado del panel. Por lo tanto, el Enigma Uhr tuvo poco o ningún efecto en los resultados del codebreaking. La información ULTRA se mantuvo muy en secreto durante toda la guerra y desempeñó un papel decisivo. Romper los mensajes de Heer y Luftwaffe también proporcionó información táctica crucial. Los codebreakers expusieron la debilidad del notorio Afrika Korps del mariscal de campo Rommel. La velocidad y el éxito del Afrika Korps crearon largas extensiones de líneas de suministro mal defendidas. La información ULTRA reveló sus problemas logísticos y proporcionó al mariscal de campo Montgomery una ventaja táctica vital. En los días previos a la invasión de Normandía, la Wehrmacht, sin darse cuenta, proporcionó a los Aliados una enorme cantidad de información detallada sobre las defensas costeras, la ubicación y la fuerza de todas las divisiones de tanques alemanas y el movimiento de tropas en Francia. Los expertos estiman que la ruptura de Enigma acortó la guerra en unos tres años. El número de vidas salvadas es innumerable. La ruptura a gran escala de las comunicaciones alemanas fue uno de los secretos mejor guardados de la Segunda Guerra Mundial. Las fuerzas armadas alemanas siguieron utilizando Enigma durante toda la guerra sin ninguna sospecha
	Kriegsmarine M4 para almacenar los cinco rotores anormales usados y un Beta o Rotor gamma
	Caja para almacenar los dos rotores no utilizados de un conjunto De cinco rotores
	Vista izquierda de un rotor Enigma

 

Seguridad Teórica versus Seguridad Práctica

¿Qué tan segura era la máquina Enigma en realidad y por qué terminó siendo el talón de Aquiles de la máquina de guerra superior alemana? Durante una operación secreta de los Aliados en los últimos días de la guerra, equipos TICOM especiales reúnen criptólogos alemanes y personal de Inteligencia de Señales. La respuesta a nuestra pregunta se encuentra en sus únicos informes de TICOM recientemente desclasificados, vol. 2, "Notas sobre la criptografía de alto nivel alemana y el criptoanálisis" (ver este enlace en el sitio web de la NSA).

En resumen, se trata de esto: para crear un dispositivo de cifrado seguro que necesita tanto codificadores excelentes y codebreaker. No se puede evaluar efectivamente la seguridad de una máquina criptográfica a menos que la pruebe tratando de descifrarla. De acuerdo con TICOM, Alemania tenía criptólogos muy capaces y desarrolló algunas excelentes máquinas criptográficas. Por desgracia, sus habilidades de codebreaking, aunque excelente, no estaban a la par con sus brillantes polacos, británicos y estadounidenses.

Fue esta pequeña diferencia en las habilidades de codebreaking que convencieron a los alemanes de que Enigma estaba segura. Sus estudios sólo revelaron debilidades teóricas. Era la misma pequeña diferencia de habilidades que permitía a los Aliados encontrar una solución práctica a las debilidades teóricas de la máquina Enigma. Los criptólogos alemanes continuaron desarrollando varias mejoras a Enigma y otras máquinas criptográficas durante la guerra, algunas de las cuales, según informes de TICOM, resultarían imposibles de descifrar por los aliados en ese momento. Afortunadamente, a medida que avanzaba la guerra, los problemas logísticos, la escasez de materias primas y la falta de tiempo y dinero impedían que estas nuevas máquinas entraran en servicio.

 

La herencia de Enigma

Después de la Segunda Guerra Mundial, Enigma fue la base de muchas más sofisticadas máquinas de cifrado de rotor como lal NEMA de Suiza, la americana KL-7 ADONIS y hasta hace poco el secreto ruso M-125 FIALKA. Aunque Enigma estaba muy bien diseñada y había ofrecido, por esos días, una seguridad inquebrantable, el uso negligente en las Fuerzas Armadas alemanas y el libro de código habilitado a los codebreakers convirtieron el secreto mejor guardado de la guerra en un caballo de Troya y sirvió para que fuese descifrado por la inteligencia criptográfica. Hoy, la inteligencia se considera una parte vital de la batalla moderna.

 

Más información

Historia Cryto Museum Enigma sobre el origen