Enigma C - 1925

Glow lamp Enigma machine - Máquina Enigma de lámparas incandescentes

Ult. rev. 05-03-2023

 

Enigma C era una máquina de cifrado electromecánica basada en rotores, introducida a mediados de 1925 por Chiffriermaschinen Aktiengesellschaft (ChiMaAG) en Berlín (Alemania). Al igual que sus predecesoras, la Enigma A y la Enigma B, utilizaba bombillas para su funcionamiento, por lo que se la conocía como Glühlampenchiffriermaschine (máquina de cifrado con lámpara incandescente). En 1926 le sucedió la Enigma D.
 
La Enigma C es muy similar a la Enigma B Mark II, y tiene la disposición común del panel de control, con el teclado en la parte delantera, el panel de lámparas justo detrás y los rotores hacia la parte trasera.

Al igual que en la Enigma B, el teclado no está dispuesto como en una máquina de escribir normal, sino en el orden del alfabeto. Sería la última máquina Enigma con esta disposición. Se sabe que existieron diferentes versiones de la Enigma C, incluida una variante con 28 puntos de contacto (en lugar de 26) y otra con 29 teclas por las que se pasaba la "X" sin cifrar. Se conocía como Funkschlüssel C.

 
 
La imagen de arriba muestra una de las pocas fotografías que se conservan de la Enigma C estándar [3], ya que probablemente fue utilizada por ChiMaAG para las instrucciones de funcionamiento. Muestra que el teclado está dividido en tres niveles de altura (como una escalera) y que la cubierta superior está sujeta por cuatro tornillos moleteados (numerados 12 en la fotografía, A en el dibujo inferior). La máquina se suministraba en una caja de madera de roble, con tapa superior abatible, cerradura en la parte delantera y asa de cuero a la izquierda. Es la primera máquina con un interruptor de alimentación en la parte superior, que permite seleccionar entre la pila seca interna de 4,5 V y una fuente externa de 4 V, que puede conectarse a los dos terminales de tornillo negros de la derecha (6).

 

 

Indice

 

Versión estándar

Aunque, por lo que sabemos, no se conservan ejemplos de máquinas Enigma C, se sabe que tenía 26 teclas, dispuestas en tres filas siguiendo el orden del alfabeto, 26 lámparas -en la misma disposición, situadas detrás del teclado-, tres rotores de cifrado móviles con 26 puntos de contacto cada uno, y un reflector que podía instalarse en dos (en algunos modelos cuatro) posiciones diferentes.

El rotor situado más a la derecha es el de movimiento rápido, lo que significa que da un solo paso cada vez que se pulsa una tecla. Cada rotor tiene una única muesca, que puede hacer que el rotor situado a su izquierda dé también un único paso, de forma similar al funcionamiento del cuentakilómetros de un coche. Este método de avance de los rotores se conoce como paso regular. Como la mayoría de las demás máquinas Enigma, presenta una anomalía de doble paso [2].

El dibujo de arriba muestra una "suposición" del aspecto que podría haber tenido la versión estándar de la Enigma C. En la parte delantera está el teclado con 26 teclas dispuestas en el orden del alfabeto. Detrás del teclado está el panel de la lámpara, con la misma disposición. Hacia atrás hay tres ruedas de cifrado que sobresalen de la tapa superior, cada una con 26 puntos de contacto a cada lado.

El reflector (UKW) está montado en el interior. A la derecha de las ruedas de cifra hay un interruptor giratorio que permite seleccionar entre la batería interna de 4,5 V y una fuente de alimentación externa de 4 V que puede conectarse a los terminales de la derecha. También permite cambiar el nivel de brillo de las bombillas de hell (brillante) a dunkel (oscuro). Es el primer modelo con este interruptor giratorio.

 

Diferencias con la Enigma B

En comparación con su predecesora, la Enigma B, se observan las siguientes diferencias:

  • Selector de encendido/brillo
  • Terminales para alimentación externa
  • Teclado en escalera
  • Tapa superior sujeta por 4 tornillos moleteados (A)
  • 2 bombillas de repuesto en el panel de lámparas (interno)
  • Todas las ruedas con números (01-26)
  • UKW con dos posiciones (cuatro en algunas versiones)
  • Tapa superior desmontable

 

Diagrama del circuito

El siguiente esquema simplificado muestra el funcionamiento de la Enigma C. A la derecha están las teclas (interruptores), las lámparas y la batería. La corriente se suministra a los contactos del lado derecho del primer rotor, a través del cilindro de entrada (en alemán: Eintrittswalze, o ETW). A continuación, la corriente pasa por los tres rotores de cifrado, cada uno de los cuales se puede escalonar pulsando una tecla, como el cuentakilómetros de un coche.

En el extremo izquierdo se encuentra el reflector (en alemán: Umkehrwalze, o UKW), que devuelve la corriente a través de los rotores. La corriente vuelve a salir de los rotores por el ETW y hace que se encienda una lámpara. Hay que tener en cuenta que el proceso es simétrico o reversible, lo que significa que se pueden utilizar los mismos ajustes para codificar y descodificar. Se trata de una propiedad del reflector. Por desgracia, tiene el efecto secundario no deseado de que una letra nunca puede codificarse en sí misma. Esto es cierto para todas las máquinas Enigma de lámparas incandescentes.

En la parte inferior derecha se encuentra el selector giratorio de cuatro posiciones que actúa como interruptor de encendido. Permite seleccionar entre BRILLO (hell), OSCURO (dkl), APAGADO (aus) y ALIMENTACIÓN EXTERNA (Sammler). Cuando se ajusta en DARK, una resistencia en serie (R) reduce la corriente a través de las lámparas. Cuando se selecciona ALIMENTACIÓN EXTERNA, se puede aplicar a los terminales (P) la tensión de una batería externa o de un transformador.

 

Funkschlüssel C

Una versión especial de la Enigma C se conocía como Funkschlüssel C. Era similar a la Enigma C normal (descrita anteriormente), pero tenía 28 puntos de contacto en cada rotor y 29 teclas en el teclado, incluidas Ä, Ö y Ü, mientras que la letra "X" no estaba cifrada. En diciembre de 1924, la Marina alemana (entonces denominada Reichsmarine) encargó diez prototipos para realizar pruebas, a los que siguió, en enero de 1926, un gran lote de 50 máquinas. Las máquinas se suministraban con cinco rotores de cableado diferente -numerados I, II, III, IV y V-, tres de los cuales podían instalarse en la máquina [1].

Esto se hizo para aumentar el espacio clave del sistema en un factor de 10, ya que los tres rotores pueden instalarse en 60 órdenes diferentes (5 x 4 x 3) en lugar de sólo 6 (3 x 2 x 1). Para evitar confusiones, cada rotor se grabó con un conjunto diferente de letras o números, como se muestra en la tabla siguiente.

  I II III IV V
01 A 01 31 61 AA
02 Ä 02 32 62 AÄ
03 B 03 33 63 AB
04 C 04 34 64 AC
05 D 05 35 65 AD
06 E 06 36 66 AE
07 F 07 37 67 AF
08 G 08 38 68 AG
09 H 09 39 69 AH
10 I 10 40 70 AI
11 J 11 41 71 AJ
12 K 12 42 72 AK
13 L 13 43 73 AL
14 M 14 44 74 AM
15 N 15 45 75 AN
16 O 16 46 76 AO
17 P 17 47 77 AP
18 Q 18 48 78 AQ
19 R 19 49 79 AR
20 S 20 50 80 AS
21 T 21 51 81 AT
22 U 22 52 82 AU
23 Ü 23 53 83 AÜ
24 V 24 54 84 AV
25 W 25 55 85 AW
26 X 26 56 86 AX
27 Y 27 57 87 AY
28 Z 28 58 88 AZ


Actualmente se desconoce el cableado de estos rotores. Obsérvese que el grabado poco común sólo estaba presente en los rotores que se suministraron con las 50 primeras máquinas. Cuando posteriormente se encargó un número indeterminado de máquinas, todos sus rotores llevaban grabada la secuencia de una sola letra del rotor I de la tabla anterior. Es probable que en esa ocasión se actualizaran los rotores existentes.

  1. Observe que en el rotor II está presente la letra "X", pero no "Ö".
  2. Observa que en el rotor V está presente la combinación "AX", pero no "AÖ".

 

Disposición

Se cree que la disposición de la Funkschlüssel C es muy similar a la de la Enigma B sueca que se entregó a la SGS sueca a principios de 1925, que también tenía 28 puntos de contacto en sus rotores. Sin embargo, a diferencia de la Enigma B sueca, la Funkschlüssel C tenía 29 teclas -de las cuales la letra "X" estaba conectada directamente- y un reflector (UKW) que podía colocarse en cuatro posiciones diferentes (denotadas α - β - y - δ), mientras que en la Enigma B estaba fijo en su sitio.

Panel de control de la Funkschlüssel C

El panel superior puede desmontarse en dos partes, retirando los cuatro tornillos moleteados situados cerca de los laterales (marcados con una A en la imagen), lo que permite modificar el orden de los rotores y sustituir las bombillas rotas o fundidas. Tenga en cuenta que en el interior de la máquina hay accesorios adicionales para alojar 12 bombillas de repuesto.

 

Diferencias con la versión estándar

En comparación con la versión estándar de la Enigma C, se observan las siguientes diferencias:

  • Rotores con 28 puntos de contacto
  • 29 teclas en el teclado y el panel luminoso
  • Letra 'X' cableada directamente (sin cifrar)
  • Sin batería interna
  • Enchufe para alimentación externa
  • Cinco rotores (tres en la máquina)
  • Grabados diferentes en cada rotor
  • UKW con cuatro orientaciones
  • 12 bombillas de repuesto instaladas internamente
  • Panel superior desmontable en dos partes
  • Número de serie con prefijo "M
 


Esquema del circuito

A continuación se muestra el esquema simplificado del circuito de la Funkschlüssel C. A la izquierda está la pila de rotores, con tres ruedas cifradoras -con 28 puntos de contacto cada una- entre el reflector (UKW) y el disco de entrada (ETW). Cada rotor puede colocarse en cualquiera de sus 28 posiciones. El reflector UKW puede ajustarse en 4 posiciones. A la derecha están las teclas y las lámparas. Observe que la "X" está cableada en línea recta, lo que significa que siempre se codificará en sí misma, al contrario que las demás letras, que nunca pueden convertirse en sí mismas.


La Funkschlüssel C no tiene batería interna. En su lugar, dispone de una toma de dos clavijas para la conexión de una fuente de alimentación externa de 4 V, como la tensión de a bordo de un barco. Como las lámparas necesitan una fuente de alimentación de 3,5 V, la tensión externa se reduce mediante una resistencia (R) instalada en el interior de la carcasa.

 

Procedimiento de clave de 1926

El principio de cifrado utilizado en la Enigma C -o en cualquier otra máquina de cifrado con reflector- es simétrico, lo que significa que ambas partes deben utilizar la misma configuración o clave. En este caso, la clave indica al operador los rotores que debe utilizar en cada posición, el desplazamiento del anillo de letras, la posición inicial de cada rotor y la posición del reflector UKW (este último podía colocarse en 4 orientaciones).

Según las instrucciones de la Marina alemana de 1926 [A], la llave constaba de dos partes: un número básico (Grundzahl) y un número clave (Schlüsselzahl). La Grundzahl sólo se cambiaba periódicamente y solía ser válida durante varios meses, como se especificaba, por ejemplo, en la hoja de claves:

La columna de la derecha especifica la fecha de entrada en vigor de la nueva Grundzahl (normalmente a las 12:00 horas) - en este caso: 14 de abril de 1928. La columna de la izquierda especifica la configuración de los rotores. En el ejemplo, Alfa (α) especifica cómo debe instalarse el UKW. El resto de la línea (B 10 31 65 AZ) da el Ringstellung (ajuste del anillo) de cada uno de los rotores I, II, III, IV y V.

El Schlüsselzahl se cambiaba con más frecuencia y consta de cinco o seis caracteres que especifican qué tres rotores (del juego total de cinco) deben utilizarse, el orden en que deben colocarse (de izquierda a derecha) y la posición inicial de cada rotor (es decir, el índice que debe ser visible en las ventanillas). Como cada rotor tiene un grabado diferente, un Schlüsselzahl de C 58 21 implica que los rotores I, III y II deben colocarse en la máquina y que C 58 21 debe ser visible en las ventanillas.

En función del nivel de secreto del mensaje, existían los siguientes tipos de Schlüsselzahlen:

General traffic
Messages intended for an officer
Messages intended for a staff officer

 


Schlüsselzahl — Allgemein

Para los mensajes normales, los Schlüsselzahlen se tomaban de una tabla con varias columnas, más un número de referencia a los llamados Kenngruppen (indicadores de mensajes) que se especificaban en una tabla aparte (Kenngruppenbuch). Para la Funkschlüssel C - Allgemein, la tabla tenía el siguiente aspecto:

En un momento dado, sólo una columna de la tabla (A, B, C, D, E o F) estaba en vigor. Como ejemplo, supongamos que estamos utilizando la primera línea (1) y la primera columna (A) - Esto especifica el Schlüsselzahl 54 AD 09. Como cada rotor tiene un grabado diferente, esto implica que los rotores III, V y II están colocados en la máquina (en ese orden), con las marcas 54 AD 09 visibles en las ventanas. Los valores de cada columna se eligen de tal forma que no sea necesario cambiar el orden de los rotores y los ajustes de los anillos entre un mensaje y otro. Era obligatorio utilizar ajustes diferentes para cada mensaje [A].

 

Schlüsselzahl — Offizier

Los mensajes para un oficial (que debían mantenerse en secreto para la tripulación) se encriptaban con un Schlüsselzahl diferente que era válido durante varios días. Las configuraciones se tomaban de una tabla secreta que estaba en posesión del oficial. Por comodidad y rapidez, se eligieron de forma que el orden de los rotores y los ajustes de los anillos fueran idénticos a los del Schlüsselzahl-Allgemein vigente.

 

Schlüsselzahl — Stab

Para los mensajes del más alto nivel -por ejemplo, mensajes directamente del Alto Mando Naval a un capitán de submarino- había que utilizar una clave diferente -Schlüsselzahl Stab (personal)-, que era válida durante un periodo de tiempo más largo, generalmente del orden de un mes. Los ajustes se extraían de una tabla secreta que solía guardarse en una caja fuerte, y se elegían deliberadamente de tal manera que había que cambiar el orden de los rotores y los ajustes de los anillos. En el manual se muestra el siguiente ejemplo:

 

1933 key procedure

En mayo de 1933 se publicó un nuevo procedimiento de claves, que entró en vigor el 15 de julio de 1933 [B]. Es probable que esto ocurriera al mismo tiempo que se entregaban las nuevas máquinas Funkschlüssel C, con nuevos rotores de cifrado que llevaban todos grabadas letras (A-Z), ya que antes sólo estaban en el rotor I. Es probable que al mismo tiempo se sustituyeran los rotores existentes (o al menos sus anillos grabados).

En consecuencia, también hubo que cambiar el procedimiento de las llaves. Seguían existiendo tres niveles de seguridad - Allgemein (general), Offizier (oficial) y Stab (personal) -, pero ahora se utilizaban los siguientes elementos:

  • Grundeinstellung
  • Tagesschlüssel
  • Das F.- und K.-Buch

Clave base
Clave diaria
Libros indicadores

Para los mensajes generales (Allgemein) y los mensajes de los oficiales (Offizier), se utilizaba la misma clave base (Grundeinstellung), que se cambiaba a intervalos irregulares, generalmente al menos una vez a la semana. Las claves de base necesarias se imprimían en una sola hoja, que contenía los ajustes para un mes, como en el ejemplo siguiente. La nueva clave entraba en vigor a las 12:00 horas del día en cuestión.

Además del Grundeinstellung -válido para varios días-, el usuario debía utilizar un Tagesschlüssel, que se extraía de una hoja de claves que contenía todas las claves diarias para un mes completo. Obsérvese que este cuadro contiene las claves diarias tanto de los mensajes generales (izquierda) como de los mensajes de los oficiales (derecha).


Para los mensajes de personal (Stab) se utilizó un Grundeinstellung y un Tagesschlüssel diferentes, válidos para un mes completo. La clave es válida desde las 00:00 horas del primer día del mes hasta las 23:59 horas del último día del mes. A continuación se muestra un ejemplo extraído del manual. A la izquierda está el ajuste UKW y el orden y ajustes iniciales de los rotores. A la derecha está la clave diaria.

 

Preparación de un mensaje

Preparar un mensaje para su transmisión era una tarea compleja que implicaba el uso de Kenngruppen (indicadores de mensajes) que se tomaban del Geheime Marinefunknamenliste und Kenngruppenbuch (lista secreta de indicativos de la marina y libro de indicadores de mensajes), abreviado F.- und K.-Buch.

Se animaba a los usuarios a utilizar tantas abreviaturas como fuera posible, siempre que el texto permaneciera sin ambigüedades. Con ello se pretendía que los mensajes fueran breves y ocultar las características típicas de la lengua alemana. Además de sus apariciones regulares en el texto, la letra "X" -que se pasaba sin cifrar- también se utilizaba como carácter ficticio (en alemán: Blindbuchstabe). Debía insertarse aleatoriamente a lo largo del mensaje, probablemente para confundir a los descifradores de códigos enemigos.

El procedimiento completo de preparación del mensaje se describe con gran detalle en los manuales de instrucciones originales de 1926 [A] y 1933 [B].

 

Patentes relacionadas

DE460457 / 11 de marzo de 1926
Esta patente presenta el Umkehrwalze (UKW) y el conjunto de rotor desmontable, o tambor, inventado por Willi Korn. Describe cómo se puede desmontar el tambor utilizando una palanca para desplazar el UKW a un lado. Esto se hizo para poder cambiar fácilmente el orden de los rotores sobre el terreno.

También afirma que la tapa superior sólo puede cerrarse cuando la palanca UKW está bloqueada en su posición. El reflector UKW es un elemento básico para todas las máquinas Enigma de lámparas incandescentes. El dibujo de abajo se tomó de la patente DE460457 y es muy similar al mecanismo de la Enigma C.

 

Documentación

Documento amablemente facilitado por Frode Weierud [1].

 

Referencias

  1. Frode Weierud, Historia de Enigma.
    Correspondencia personal de Crypto Museum, febrero de 2019.

  2. David Hamer: Acciones implicadas en el 'doble paso' del rotor central
    Cryptologia, enero de 1997, volumen XX, número 1.

  3. David Hamer, Correspondencia personal de Crypto Museum
    Imágenes tomadas de copias en PRO (archivos nacionales), Kew, Reino Unido.
    Diciembre de 2007.

  4. Crypto Museum, Artículo sobre la Enigma C - Glow lamp Enigma machine · 1925

 

Más información

 

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Enigma Funkschlüssel C

Enigma C con número de serie A-150. Tomado de las imágenes originales de ChiMaAG [6].

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Enigma Funkschlüssel C

Enigma C con número de serie A-150. Tomado de las imágenes originales de ChiMaAG [6].

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Enigma Funkschlüssel C

Enigma C con número de serie A-150. Tomado de las imágenes originales de ChiMaAG [6].

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Enigma Funkschlüssel C

Imagen original de Funkschlüssel C (baja resolución)

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