Criptoanálisis del Enigma


El criptoanálisis del sistema de cifrado Enigma permitió a los aliados occidentales en la Segunda Guerra Mundial leer cantidades sustanciales de comunicaciones de radio codificadas en Morse de las potencias del Eje que habían sido cifradas usando máquinas Enigma . Esto produjo inteligencia militar que, junto con la de otras transmisiones de radio y teletipo descifradas de Axis , recibió el nombre en clave Ultra .

Las máquinas Enigma eran una familia de máquinas de cifrado portátiles con codificadores de rotor . [1] Los buenos procedimientos operativos, debidamente aplicados, habrían hecho que la máquina Enigma de tablero de conexiones fuera irrompible. [2] [3] [4] Sin embargo, la mayoría de las fuerzas militares alemanas, los servicios secretos y las agencias civiles que usaron Enigma emplearon procedimientos operativos deficientes, y fueron estos procedimientos deficientes los que permitieron que las máquinas Enigma fueran modificadas mediante ingeniería inversa y las cifras para ser leídas.

El Enigma alemán, equipado con un clavijero, se convirtió en el principal criptosistema de la Alemania nazi . En diciembre de 1932 fue "descifrado" por el matemático Marian Rejewski en la Oficina de Cifrado del Estado Mayor Polaco , [5] utilizando la teoría de grupos de permutación matemática combinada con material de inteligencia suministrado por Francia obtenido de un espía alemán. En 1938, Rejewski había inventado un dispositivo, la bomba criptológica , y Henryk Zygalski había ideado sus hojas , para hacer más eficiente el descifrado de cifrado. Cinco semanas antes del estallido de la Segunda Guerra Mundial, a fines de julio de 1939, en una conferencia al sur deVarsovia , la Oficina de Cifrado Polaca compartió sus técnicas y tecnología para descifrar Enigma con los franceses y británicos.

Durante la invasión alemana de Polonia , el personal central de la Oficina de Cifrado de Polonia fue evacuado a través de Rumania a Francia, donde establecieron la estación de inteligencia de señales PC Bruno con el apoyo de instalaciones francesas. La cooperación exitosa entre los polacos, los franceses y los británicos en Bletchley Park continuó hasta junio de 1940, cuando Francia se rindió a los alemanes.

A partir de este comienzo, la Escuela de Cifrado y Código del Gobierno Británico (GC&CS) en Bletchley Park desarrolló una amplia capacidad criptoanalítica. Inicialmente, el descifrado era principalmente de la Luftwaffe (fuerza aérea alemana) y algunos mensajes del Heer (ejército alemán), ya que la Kriegsmarine (armada alemana) empleaba procedimientos mucho más seguros para usar Enigma. Alan Turing , un matemático y lógico de la Universidad de Cambridge , aportó gran parte del pensamiento original que condujo al diseño de las máquinas de bombas criptoanalíticas que fueron fundamentales para finalmente romper el Enigma naval. Sin embargo, la Kriegsmarineintrodujo una versión Enigma con un cuarto rotor para sus submarinos , lo que resultó en un período prolongado en el que estos mensajes no se pudieron descifrar. Con la captura de claves de cifrado relevantes y el uso de bombas mucho más rápidas de la Marina de los EE. UU. , se reanudó la lectura regular y rápida de los mensajes de los submarinos.

Las máquinas Enigma produjeron un cifrado de sustitución polialfabético . Durante la Primera Guerra Mundial , los inventores de varios países se dieron cuenta de que una secuencia de claves puramente aleatoria, que no contuviera un patrón repetitivo, haría, en principio, que un cifrado de sustitución polialfabético fuera indescifrable. [6] Esto condujo al desarrollo de máquinas de cifrado de rotor que alteran cada carácter en el texto sin formato para producir el texto cifrado , por medio de un codificador que comprende un conjunto de rotores que alteran la ruta eléctrica de un carácter a otro, entre el dispositivo de entrada y el dispositivo de salida. Esta alteración constante de la vía eléctrica produce un período muy largo antes de que el patrón, elsecuencia de teclas o alfabeto de sustitución : se repite.


La máquina Enigma se usó comercialmente desde principios de la década de 1920 y fue adoptada por los militares y los gobiernos de varios países, el más famoso, la Alemania nazi .
Una serie de tres rotores de un codificador de máquina Enigma. Cuando se cargan en la máquina, estos rotores se conectan con la placa de entrada a la derecha y el tambor reflector a la izquierda.
El clavijero ( Steckerbrett ) se colocó en la parte delantera de la máquina, debajo de las teclas. En la fotografía de arriba, se han intercambiado dos pares de letras (A↔J y S↔O). Durante la Segunda Guerra Mundial, se usaron diez cables, dejando solo seis letras 'sin atar'.
Marian Rejewski c. 1932, cuando rompió por primera vez Enigma
Cyclometer , ideado a mediados de la década de 1930 por Rejewski para catalogar la estructura del ciclo de las permutaciones de Enigma . 1: tapa del rotor cerrada, 2: tapa del rotor abierta, 3: reóstato, 4: lámparas incandescentes, 5: interruptores, 6: letras.
Hoja de Zygalski
La bomba reconstruida en funcionamiento ahora se encuentra en el Museo Nacional de Informática en Bletchley Park. Cada uno de los tambores giratorios simula la acción de un rotor Enigma. Hay 36 equivalentes de Enigma y, en el extremo derecho de la fila central, tres tambores indicadores .
Enigma Model G, utilizado por la Abwehr . Tenía tres rotores ordinarios y un reflector giratorio, múltiples muescas en los anillos del rotor, pero no tablero de conexiones.
La máquina Enigma de 4 rotores de la Armada alemana (M4) que se introdujo para el tráfico de submarinos el 1 de febrero de 1942.
Bomba de la Marina de los EE. UU. Contenía 16 equivalentes de Enigma de cuatro rotores y era mucho más rápido que la bomba británica.