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IntroducciónIntroducción a las máquinas de cifrado Enigma
Ult. rev. 13-02-2023
Ninguna máquina criptográfica han causado tanta fascinación ni ha hecho correr tantos ríos de tinta como la Enigma, pero el motivo de tal interés no es tanto por el uso masivo que hicieron de ella los nazis durante la guerra, sino porque la rotura de sus claves fue precisamente uno de los principales factores que provocaron su derrota. Y realmente no es que la Enigma fuera una mala máquina de cifrado, porque en verdad era excelente y durante más de quince años puso en jaque el ingenio de los mayores expertos mundiales en seguridad criptográfica, hasta el punto que polacos, franceses, ingleses y americanos tuvieron de que dedicar a la tarea a sus mejores mentes, cientos de matemáticos, científicos y analistas, ayudados por un verdadero ejército de ingenieros, mecánicos, oficinistas y expertos en radioescucha, y también por las primeras máquinas de proceso de datos que se fabricaron durante la Segunda Guerra Mundial.
La máquina Enigma fue el eje de incontables intrigas durante la contienda y desde entonces ha aparecido en infinidad de películas, novelas y artículos de todo tipo, y sin embargo la idea que se tiene sobre ella sigue llena de lagunas y equivocaciones. Tal vez el motivo sea el desconocimiento general que se tiene sobre las bases del cifrado mecánico, o también por la costumbre de hablar superficialmente de la Enigma como si fuera una sola máquina, cuando en realidad hubo veinticinco modelos distintos, con distintas características y grandes diferencias en la fortaleza de su cifrado. [1]
Enigma es la marca de una serie de máquinas electromecánicas que disponían de un mecanismo de cifrado rotatorio, que permitía usarla tanto para cifrar como para descifrar mensajes, desarrolladas antes y durante la Segunda Guerra Mundial, siendo algunas compatibles entre sí y otras no.
En principio estaba orientada a los hombres de negocios para poder transmitir secretos comerciales , pero principalmente se utilizó por los alemanes en la segunda guerra mundial para codificar sus transmisiones.
Diferenciamos dos tipos de máquinas Enigma:
- Modelos de impresión - Schreibende
- Modelos con panel de lámparas - Glühlampen
Las primeras Enigmas (Schreibende - la máquina imprime su salida directamente en una hoja de papel) eran máquinas de considerable tamaño, pesadas y muy caras, necesitaban corriente eléctrica de la red de distribución y un bastidor sólido que pudiera soportar sus más de 50 Kg de peso. A la vez tenían una parte mecánica muy compleja y ello causaba bastantes problemas de funcionamiento, especialmente en el sistema de impresión en papel, que solía bloquearse con frecuencia. Esta filosofía comenzó con la los modelos Die Handelsmaschine y Die Schreibende se prolongó hasta 1929 con la Enigma H, que fue la última de las llamadas Screibende (impresoras), pero en 1924, al poco de salir al mercado el modelo Die Schreibende, la empresa Chiffriermaschinen Aktien-Gesellschaft, presentó otra máquina de cifrado de concepción mucho más sencilla, ligera, manejable y asequible con un precio muy inferior, que denominaron Enigma A, la primer máquina con panel de lámparas (Glühlampen)
Básicamente, la máquina con el panel de lamparas (Glühlampen), consta de un teclado con las veintiseis letras del alfabeto, un reflector, tres rotores o cuatro en la versión M4 de los submarinos de la Kriegsmarine y un panel con las correspondientes veintiseis letras con una pequeña bombilla cada una para señalar el cifrado de salida.
Algunos modelos de Enigma fueron muy utilizados en varios países de Europa (entre los que se incluye a España con máquinas Enigma K) desde inicios de los años 1920.
Su fama se debe a haber sido adoptada por las fuerzas militares de Alemania desde 1930. La máquina con el panel de lámparas (Glühlampen) fue la mas utilizada en diferentes variantes. Su facilidad de manejo y supuesta inviolabilidad fueron las principales razones para su amplio uso. Su sistema de cifrado fue finalmente descifrado y la lectura de la información que contenían los mensajes supuestamente protegidos es considerado, a veces, como la causa de haber podido concluir la Segunda Guerra Mundial al menos dos años antes de lo que hubiera acaecido sin su descifrado.
Antes y durante la Segunda Guerra Mundial, Enigma ha sido la inspiración para muchos otros diseños de máquinas de cifrado de rotor, como la británica Typex y la americana Sigaba (o M-135-C en el ejército). Incluso después de la Segunda Guerra Mundial, algunas máquinas de cifrado se basaban en el mismo principio, como la KL-7 estadounidense, la Fialka rusa o la Nema suiza.
La primera máquina moderna de cifrado rotatorio, del norteamericano Edward Hebern, era considerablemente menos segura, hecho constatado por William F. Friedman cuando fue ofrecida al gobierno de Estados Unidos.
Un extraño enigma sobre los orígenes de la máquina de rotores
Sherbius y Ritter no fueron los únicos que a principios del siglo XX se preocuparon por desarrollar procedimientos criptográficos más o menos automáticos. Tanto en las obras de autores reconocidos como David Kahn o Simon Singh, como en los cientos de webs que tratan estos temas, se explica que el problema del cifrado electromecánico había sido abordado de forma casi paralela por Edward H. Hebern en Estados Unidos, por Hugo Alexander Koch en Holanda y por Gerhard Damm en Suecia. Algunos aseguran incluso que Scherbius y Ritter se habrían inspirado en los trabajos de Koch para crear la Enigma... Y sin embargo, como descubrió otro experto llamado Karl de Leeuw, puede que la realidad sobre el origen de estas máquinas sea algo más compleja.
El americano Edward H. Hebern y su máquina de rotores de principios de los años 20
El sueco Gerhard Damm y una de sus máquinas cifradoras de sustitución polialfabética
Investigaciones más recientes indican que la primera máquina cifradora eléctrica de rotores fue en realidad diseñada en 1915, en plena Primera Guerra Mundial, por dos oficiales coloniales holandeses llamados Theo Van Spengler y R. Spengler, que encargaron al ingeniero mecánico W.K. Maurits la construcción de dos prototipos que fueron utilizados hasta 1918 en las comunicaciones con las Indias Occidentales. Por desgracia, ni los planos ni ninguna de estas máquinas se han conservado, pero existen referencias que sugieren una gran semejanza en el modo de funcionamiento de la Enigma A.
Al acabar la guerra en Europa estos militares recibieron incluso alabanzas públicas desde las altas instancias de su gobierno y por tanto esperaban que el ejército y la marina holandesa aprovecharían de forma entusiasta la seguridad que brindaba su invento. Pero como ocurre en muchos casos al tratar con organismos oficiales, una vez disipados los ecos de los últimos elogios sólo consiguieron silencio administrativo y desinterés. Por este motivo, después de un año y medio de insistencias, en septiembre de 1919 Spengler y Van Hengel decidieron seguir su propio camino y patentar la máquina para producirla comercialmente, pero entonces la misma Armada que la había rechazado hizo pública su oposición a que se formalizara el registro, iniciando una campaña de prensa que incluía unas inusitadas declaraciones del Ministro de Marina contra la "deslealdad" de los militares implicados. Tal oposición paralizó el trámite legal, pero sólo un mes más tarde, cuando hacía pocos días que un tal Hugo Alexander Koch había patentado una máquina semejante, la Armada cambió de postura y autorizó el procedimiento.
Al saber que otro se les había adelantado por tan poco tiempo, la sorpresa de Spengler y Van Hengel fue mayúscula, pero la sensación se trocó muy pronto en estupor y enfado cuando, según sus declaraciones, descubrieron que en realidad la máquina de Koch no era únicamente semejante, sino que era la misma que ellos habían presentado.
A partir de las sólidas sospechas que este personaje hubiera podido robar el invento a los militares, medio siglo más tarde, el matemático de la Universidad de Stanford Karl de Leeuw descubrió una serie de datos esclarecedores, como que Koch sólo era un aficionado a la mecánica, y ninguno de sus familiares o allegados tenía noticias que hubiera estado trabajando en algo relacionado con el cifrado de mensajes, así como tampoco que construyera ningún prototipo ni parte alguna de la compleja máquina cuyos planos había registrado. Y a todo eso sumó la reveladora casualidad que Koch resultó ser cuñado de Huybrecht Verhagen, uno de los abogados del bufete Vereenigde Octrooibureaux que tramitaba la patente Spengler-Hengel y que por tanto podía haber tenido pleno acceso a los planos y a la memoria descriptiva. Este detalle abre dos posibilidades en las cuales Hugo Koch, al menos en su inicio, sólo habría sido un testaferro a cambio de una comisión: o bien el abogado sugirió a los dos militares este engaño para sortear la oposición inicial de la Armada, o bien el letrado pretendió apropiarse en su propio beneficio del invento, asegurándose que los secretos y las ganancias se quedaran en la familia.
Fuera uno u otro caso parece que Koch vio la oportunidad de quedarse con todo el pastel y retuvo la autoría legal de la máquina de cifrado, e incluso en 1923 ganó a Spengler y Hengel un pleito en última instancia por la paternidad de la máquina. El hecho que el presidente del Tribunal de Apelación era la misma persona que cuatro años antes ocupaba la cartera de Ministro de Marina cuando se opuso a permitir la patente del invento hasta que estuvo en manos de Koch, y que el bufete de abogados implicado tenía entre sus principales clientes a este ministerio, añade más elementos de sospecha a esta extraña historia, pero... ¿la cosa acabó aquí?
...Pues no, porque entonces surgió un factor imprevisto en que los alemanes tuvieron algo que ver. Resulta que el 5 de mayo de 1922 Koch vendió la patente a una empresa constituida justo el día anterior, la N. V. Ingenieursbureau Securitas, de la que él aparecía con una propiedad del 40%, pero el control de 60% restante y por tanto de la propia empresa estaba a nombre de inversores alemanes, que eran, como no, la Gewerkschaft Securitas ligada a Arthur Scherbius.
Esta relación entre personas y empresas en el contexto de una Alemania seriamente limitada por el tratado de Versalles respecto a tecnologías de posible uso militar, es compleja y abierta a varias opciones, ninguna de ellas forzosamente exclusiva. Puede que los alemanes le compraran a Koch la idea de la futura Enigma, o que simplemente participaran en el negocio para controlar los movimientos del holandés y evitar una posible competencia en el extranjero, pero también es posible que Scherbius hubiera "escondido" algunas de sus patentes en Holanda a nombre de Koch, quien primero se habría apropiado de la máquina de Spengler y Hengel, y una vez metido en el negocio se habría convertido en depositario legal de los desarrollos alemanes.
Naturalmente, ha pasado mucho tiempo y todas estas suposiciones, defendidas por distintos autores, son difíciles de certificar. En todo caso hay constancia de algunas patentes de la Gewerkschaft Securitas y de su descendiente la Chiffriermaschinen AG en Alemania coinciden línea a línea con las respectivas holandesas de la N. V. Ingenieursbureau mucho antes de 1927, cuando fueron adquiridas oficialmente por Scherbius. Como explica el profesor español Arturo Quirantes en uno de sus excelentes boletines de criptografía, la pista de esta relación llega incluso a España, donde entre el 19 y el 24 de mayo de 1924 un agente de la propiedad industrial llamado Leocadio López presentó tres solicitudes a la oficina de registro de Madrid. Dos de ellas eran a nombre de la holandesa N. V. Ingenieursbureau Securitas y la otra de la alemana Chiffriermaschinen A.G que en este caso mostraba una extraña Enigma de dos rotores que nunca fue producida. Y se da la cirscunstancia que las dos primeras patentes españolas de Koch (que al no ser renovadas caducaron en 1931) también fueron presentadas en Estados Unidos en 1928, pero en este caso ya directamente a nombre de la firma alemana de Arthur Scherbius. [1]
Patentes registradas en España por la N. V. Ingenieursbureau Securitas de Hugo Kock en mayo de 1924, idénticas a las presentadas en 1928 en Estados Unidos a nombre de Arthur Scherbius. (imágenes del Taller de Criptografía de Arturo Quirantes)
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