Máquina Enigma I

En este proyecto quiero hacer una implementación de la máquina Enigma I utilizada por Alemania durante la Segunda Guerra Mundial. Existieron varios modelos, en este proyecto me centraré en la máquina Enigma I, empleada por la Wehrmacht y la Luftwaffe, ya que fue el modelo más usado y es el más documentado.

Funcionamiento de la máquina Enigma

La máquina Enigma constaba de un teclado en el que el operador tecleaba el texto original, el mecanismo de cifrado que se detallará más adelante y una serie de lámparas (una por cada letra del abecedario) donde se iluminaba la letra cifrada.

Mecanismo de cifrado

El mecanismo de cifrado consta de las siguientes partes:

Tablero de clavijas

En la parte frontal de la máquina hay un tablero que permite modificar el cableado mediante unas clavijas para intercambiar letras.

Por ejemplo, si se cablean las letras A-Z, cada vez que la señal eléctrica de la letra A pase por el tablero de clavijas, la salida será la letra Z (y viceversa).

Rotores

Cada rotor es un disco circular plano con 26 contactos eléctricos en cada cara, uno por cada letra del alfabeto. Cada contacto de una cara está conectado o cableado a un contacto diferente de la cara contraria. Por ejemplo, en un rotor en particular, el contacto número 1 de una cara puede estar conectado con el contacto número 14 en la otra cara y el contacto número 5 de una cara con el número 22 de la otra. Cada uno de los cinco rotores proporcionados con la máquina Enigma estaba cableado de una forma diferente y los rotores utilizados por el ejército alemán poseían un cableado distinto al de los modelos comerciales.

Dentro de la máquina había, en la mayoría de las versiones, tres ranuras para alojar los rotores. Cada uno de los rotores se encajaba en la ranura correspondiente de forma que sus contactos de salida se conectaban con los contactos de entrada del rotor siguiente.

Reflector

El reflector contecta las salidas del último rotor en pares, redireccionando la corriente de vuelta a través de los tres rotores utilizando un camino diferente. El reflector hace que Enigma sirva tanto para cifrar mensajes como para descifrarlos sin necesidad de cambiar el mecanismo o tener dos máquinas, una dedicada a cada tarea.

También añadía una grave vulnerabilidad criptológica que se utilizó para descifrar los mensajes cifrados, ya que el reflector impedía que el resultado de cifrar una letra fuese la propia letra.

Cableado de rotores y reflectores

La siguiente tabla muestra el cableado de cada rotor y reflector disponible para la máquina M1.

| Rotor | ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ | Notch | Turnover | |-------|----------------------------|-------|----------| | ETW | ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ | | | | I | EKMFLGDQVZNTOWYHXUSPAIBRCJ | Y | Q/17 | | II | AJDKSIRUXBLHWTMCQGZNPYFVOE | M | E/5 | | III | BDFHJLCPRTXVZNYEIWGAKMUSQO | D | V/22 | | IV | ESOVPZJAYQUIRHXLNFTGKDCMWB | R | J/10 | | V | VZBRGITYUPSDNHLXAWMJQOFECK | H | Z/26 | | UKW-A | EJMZALYXVBWFCRQUONTSPIKHGD | | | | UKW-B | YRUHQSLDPXNGOKMIEBFZCWVJAT | | | | UKW-C | FVPJIAOYEDRZXWGCTKUQSBNMHL | | |

Notch es la letra del anillo donde se encuentra la muesca que hace avanzar el siguiente rotor.

Turnover es la letra que aparecerá en la ventana del rotor cuando se avance al siguiente rotor. Por ejemplo, en el rotor I se producirá el avance cuando la letra Q o el número 17 aparezcan en la ventana del rotor correspondiente.

Consideraciones adicionales

Por aportar algo más de contexto histórico, la Kriegsmarine utilizó los modelos M3 y M4. Las diferencias con M1 eran:

• Más rotores disponibles. Mientras que M1 usaba tres rotores de entre cinco rotores disponibles, M3 y M4 tenían ocho rotores disponibles en total.

• M4 usaba cuatro rotores, haciendo que fuese más complicado descifrar los mensajes.