El xifrat Enigma va ser un xifrat de camp utilitzat pels alemanys durant la Segona Guerra Mundial. Enigma és una de les màquines de xifratge més famoses de la història. La primera màquina Enigma va ser inventada per un enginyer alemany anomenat Arthur Scherbius al final de la Primera Guerra Mundial. S'ha utilitzat comercialment des de principis de la dècada de 1920 i també va ser utilitzat pels serveis militars i governamentals de diversos països, inclosa Alemanya, abans i durant la Segona Guerra Mundial per transmetre missatges codificats. S'han produït molts models Enigma diferents, però el model militar alemany i el xifrat alemany "Enigma" són els més famosos i discutits.
Descifrar el xifrat Enigma durant la Segona Guerra Mundial
Alguns historiadors creuen que la ruptura del xifrat Enigma va ser la victòria més important de les potències aliades durant la Segona Guerra Mundial. La màquina Enigma va permetre milers de milions de maneres de codificar missatges, cosa que va fer increïblement difícil per a altres països trencar els codis alemanys durant la Segona Guerra Mundial. Durant un temps el codi semblava invulnerable. Després Alan Turing i altres investigadors van explotar diversos defectes en la implementació del codi Enigma i van obtenir accés als llibres de codis alemanys, cosa que els va permetre crear una màquina anomenada Bombe. Va ajudar a trencar les versions més difícils d'Enigma. Polònia l'any 2007 va emetre una moneda en honor al 75è aniversari de la ruptura del xifrat Enigma: 2 złoty d'or del nord. Al centre hi ha l'escut de Polònia i, en un cercle, hi ha una roda Enigma.
El significat de trencar el xifrat per als aliats
Alguns historiadors creuen que el pirateig Enigma va ser la victòria més important de les potències aliades durant la Segona Guerra Mundial. Utilitzant la informació que van desxifrar dels alemanys, els aliats van poder evitar molts atacs. Però per evitar la sospita que van trobar la manera de desxifrar els missatges, els aliats van haver de permetre alguns atacs, malgrat que tenien el coneixement per aturar-los. Això es descriu a la pel·lícula "The Imitation Game", estrenada el 2014.
Màquina "Enigma": descripció, components
La màquina Enigma consta de diverses parts, com ara el teclat, la placa, els rotors i els circuits electrònics interns. Alguns d'ells tenen funcions addicionals. Els missatges codificats eren un conjunt de lletres que es convertien en una frase clara quan es desxifraven. Les màquines Enigma utilitzen una forma de xifratge de substitució. El xifratge de substitució és una manera senzilla de codificar missatges, però aquests codis són bastant fàcils de trencar. Però la màquina Enigma està dissenyada perquè avanci el rotor adequatuna posició immediatament després de prémer la tecla Intro. Així, el xifratge de les lletres comença realment mentre els rotors es troben en la posició anterior a AAA. Normalment aquesta posició és AAZ.
Com funciona el xifrat Enigma
Un exemple senzill d'esquema de xifratge de substitució és el xifratge Caesar. Consisteix a canviar el lloc de cada lletra de l'abecedari. Per exemple, quan es desplaça 3 llocs, la lletra A ocuparà el lloc de G. Però el xifrat de la màquina Enigma era sens dubte molt més potent que el simple xifrat de Cèsar. Utilitzen una forma de xifrat de substitució, però cada vegada que una lletra es comparava amb una altra, tot l'esquema de codificació canviava. Variants de xifratge Enigma: a la foto de sota.
Després de prémer cada botó, els rotors es mouen i dirigeixen el corrent en un camí diferent a una altra lletra oberta. Així, per a la primera pulsació de tecla, es genera una codificació, i per a la segona tecla, una altra. Això augmenta molt el nombre d'opcions de codificació possibles, perquè cada vegada que es prem una tecla a la màquina Enigma, els rotors giren i el codi canvia.
El principi de la màquina Enigma
Quan es prem una tecla al teclat, un o més rotors es mouen per formar una nova configuració de rotor que codificarà una lletra com una altra. El corrent flueix a través de la màquina i s'il·lumina una llum del tauler del llum per indicar la lletra de sortida. Un exemple de xifrat Enigma semblava així: si es prem la tecla P i la màquina Enigma codifica aquesta lletra com a A, enel panell de la llum il·luminarà A. Cada mes, els operadors d'Enigma rebien llibres de codis que indicaven quins paràmetres s'utilitzarien cada dia.
Esquema d'encriptació
El circuit era similar a un panell de connexió de telèfon antic que té deu cables, amb dos extrems a cada cable que es poden connectar a una presa. Cada cable d'endoll pot emparellar dues lletres connectant un extrem del cable a una ranura de lletres i l' altre extrem a l' altra lletra. Les dues lletres de la parella s'intercanviaran, de manera que si B està connectada a G, G es converteix en B i B es converteix en G. Això proporciona una capa addicional d'encriptació per als militars.
Codificació del missatge
Cada rotor de la màquina té 2626 números o lletres. La màquina Enigma pot utilitzar tres rotors alhora, però aquests es poden canviar a partir de cinc jocs, donant lloc a milers de configuracions possibles. La "clau" del xifrat Enigma consta de diversos elements: els rotors i el seu ordre, les seves posicions inicials i l'esquema de desplaçament. Suposant que els rotors es mouen d'esquerra a dreta i que s'ha de xifrar la lletra A, quan es xifra la lletra A, cada rotor es troba a la seva posició original: AAA. A mesura que els rotors es mouen d'esquerra a dreta, el caràcter A passarà primer pel tercer. Cada rotor realitza una operació de substitució. Per tant, després que el caràcter A passa pel tercer, surt com a B. Ara s'introdueix la lletra B pel segon rotor, on se substitueix per J, i a la primera J es canvia per Z. Després de passar el xifrat Enigmaa través de tots els rotors, va al deflector i passa per un altre simple reemplaçament.
Clau per desxifrar missatges
Després de sortir del reflector, el missatge s'envia a través dels rotors en sentit contrari, amb la substitució inversa aplicada. Després d'això, el símbol A es convertirà en U. Cada rotor, a la vora, té un alfabet, de manera que l'operador pot establir una seqüència determinada. Per exemple, l'operador podria girar el primer rotor per mostrar D, girar el segon per mostrar K i girar la tercera ranura per mostrar P. Amb el conjunt inicial de tres números o lletres que es mostrava a la màquina del remitent quan va començar a escriure el missatge., el destinatari pot descodificar-lo configurant la seva màquina Enigma idèntica a la configuració inicial del remitent.
Inconvenients del mètode d'encriptació Enigma
El principal desavantatge del xifrat Enigma era que la lletra no es podia codificar mai tal com és. En altres paraules, A mai es codificarà com a A. Aquest va ser un gran defecte en el codi Enigma perquè proporcionava una informació que es podia utilitzar per desxifrar missatges. Si els descodificadors poguessin endevinar la paraula o frase que probablement apareixeria al missatge, aquesta informació els ajudaria a desxifrar el codi. Com que els alemanys sempre enviaven el missatge meteorològic al principi i normalment incloïen una frase amb la seva salutació tradicional al final del missatge, es van trobar frases que s'aproximavendescodificadors per desenredar.
El cotxe d'Alan Turing i Gordon Welchman
Alan Turing i Gordon Welchman van desenvolupar una màquina anomenada Bombe que utilitzava circuits elèctrics per desxifrar un missatge codificat Enigma en menys de 20 minuts. La màquina Bombe va intentar determinar la configuració del rotor i els circuits de la màquina Enigma utilitzats per enviar un missatge codificat determinat. El vehicle Bombe britànic estàndard eren essencialment 36 vehicles Enigma connectats entre si. Així, va modelar diverses màquines Enigma alhora.
Com era la bomba
La majoria de les màquines Enigma tenien tres rotors i cadascun dels simuladors Enigma de Bombe tenia tres tambors, un per a cada rotor. Els tambors de la Bombe tenien un codi de colors per coincidir amb el rotor que estaven simulant. Els tambors estaven disposats de manera que la part superior dels tres simulava el rotor esquerre de l'Enigma, el central simulava el rotor central i la part inferior simulava el rotor dret. Per a cada rotació completa dels rodets superiors, els rodets del mig s'incrementaven en una posició, el mateix va passar amb els rodets mitjà i inferior, portant el nombre total de posicions a 17.576 posicions de la màquina Enigma de 3 rotors.
Treball de descodificador
Per a cada configuració de rotor, a cada gir dels tambors, la màquina Bombe va fer una hipòtesi sobre la configuració del circuit, per exemple, que A està connectat a Z. Si la suposició resultava ser falsa, la màquina va rebutjar i no el va tornar a utilitzar, i no va passar temps comprovantqualsevol d'aquests després. La màquina Bombe va canviar les posicions del rotor i va triar una nova conjectura i repeteix aquest procés fins que apareix una disposició de configuració satisfactòria. Si la màquina "endevinava" que A estava connectat a Z, llavors entenia que B havia d'estar connectat a E, i així successivament. Si la prova no donava lloc a una contradicció, la màquina s'aturaria i el descodificador utilitzaria la configuració seleccionada com a clau del missatge.
