El ”Enigma” y el espionaje Polaco

Dedicado a nuestro amigo....

La máquina Enigma era un mecanismo de cifrado rotativo utilizado tanto para cifrado como para descifrado, ampliamente utilizada de varios modos en Europa desde los tempranos años 1920 en adelante. Su fama se la debe a haber sido adoptada por muchas fuerzas militares de Alemania desde 1930 en adelante. Su facilidad de manejo y su supuesta inviolabilidad fueron las principales razones para su amplio uso. Su cifrado, fue roto, y la lectura de la información que ofrecía en los mensajes que no protegió es a veces reconocida como la causa para acabar al menos un año antes la Segunda Guerra Mundial de lo que hubiera podido ser de otro modo.

La máquina equivalente británica, Typex, y varias americanas, p.e. la SIGABA (o M-135-C en el ejército), eran similares en principio a Enigma, pero mucho más seguras. La primera máquina moderna de cifrado rotatorio, de Edward Hebern, era considerablemente menos segura, hecho constatado por William F. Friedman cuando fue ofrecida al gobierno de Estados Unidos.

Historia [editar]La primera patente data de 1919, y es obra del holandés Alexander Koch, que comparte honores con el alemán Arthur Scherbius quien desarrolló varias versiones de la máquina Enigma y asociado con otro ingeniero, Richard Ritter, fundó la empresa Chiffriermaschinen Aktien Gesellschaft en Berlín, para su producción. La primera versión comercial, conocida con el nombre de Enigma-A, fue puesta a la venta en 1923, siendo su finalidad inicial facilitar la comunicación de documentos entre comerciantes y hombres de negocios de forma secreta. A esta primera versión le siguieron tres modelos comerciales, convirtiéndose el modelo denominado Enigma-D en el más importante, y el que tuvo verdadero éxito, tras su adquisición por parte de la marina alemana en 1926. El ejército alemán comenzó a utilizar el diseño básico de la máquina en 1929, cuyo uso pasó a la práctica totalidad de las organizaciones militares alemanas y la jerarquía Nazi. En la marina alemana fue conocida con el nombre de máquina "M".

Versiones de la máquina Enigma fueron utilizadas por Alemania, y otras potencias del Eje, en prácticamente todas las comunicaciones vía radio y telégrafo. Incluso la información relativa a las previsiones meteorológicas era cifrada con la máquina Enigma. Una versión comercial sin modificaciones de la máquina se utilizó para cifrar las comunicaciones militares de los españoles durante la Guerra Civil Española y los italianos durante la Segunda Guerra Mundial. Las codificaciones de las versiones comerciales de la máquina fueron descifradas por criptoanalistas británicos, y presumiblemente otros, lo que contribuyó a la victoria británica sobre la flota italiana en la batalla de Matapan.


Funcionamiento [editar]La máquina Enigma era un dispositivo electro-mecánico, lo que significa que utilizaba una combinación de partes mecánicas y eléctricas. El mecanismo estaba constituido fundamentalmente por un teclado, similar al de las máquinas de escribir, que controlaba una serie de interruptores eléctricos y un engranaje mecánico.

La parte eléctrica consiste en una batería que se conecta a una de las lámparas, que representan las diferentes letras del alfabeto. Se puede observar en la parte inferior de la imagen adjunta el teclado, siendo las lámparas los minúsculos círculos que aparecen encima de éste.

El corazón de la máquina Enigma era mecánico y consistía de varios rotores conectados entre sí. Un 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 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 poder introducir 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. El tercer y último rotor se conectaba, en la mayoría de los casos, a un reflector que conectaba el contacto de salida del tercer rotor con otro contacto del mismo rotor para realizar el mismo proceso pero en sentido contrario y por una ruta diferente. La existencia del reflector diferencia a la máquina Enigma de otras máquinas de cifrado basadas en rotores de la época. Este elemento, que no se incluía en las primeras versiones de la máquina, permitía que la clave utilizada para el cifrado se pudiera utilizar en el descifrado del mensaje. Se pueden observar en la parte superior de la imagen los tres rotores con sus correspondientes protuberancias dentadas que permitían girarlos a mano, colocándolos en una posición determinada.

Cuando se pulsaba una tecla en el teclado, por ejemplo la correspondiente a la letra A, la corriente eléctrica procedente de la batería se dirigía hasta el contacto correspondiente a la letra A del primer rotor. La corriente atravesaba el cableado interno del primer rotor y se posicionaba, por ejemplo, en el contacto correspondiente a la letra J en el lado contrario. Supongamos que este contacto del primer rotor estaba alineado con el contacto correspondiente a la letra X del segundo rotor. La corriente atravesaba el segundo rotor y seguía su camino a través del segundo y tercer rotor, el reflector y de nuevo a través de los tres rotores en el camino de vuelta. Al final del trayecto la salida del primer rotor se conectaba a la lámpara correspondiente a una letra, distinta de la A, en el panel de luces. El mensaje de cifrado se obtenía por tanto mediante la sustitución de las letras del texto original por las proporcionadas por la máquina.

Cada vez que se introducía una letra del mensaje original, pulsando la tecla correspondiente en el teclado, la posición de los rotores variaba. Debido a esta variación, a dos letras idénticas en el mensaje original, por ejemplo AA, le correspondían dos letras diferentes en el mensaje cifrado, por ejemplo QL. En la mayoría de las versiones de la máquina, los rotores avanzaban una posición con cada letra. Cuando se habían introducido 26 letras y por tanto el primer rotor había completado una vuelta completa, se avanzaba en una muesca la posición del segundo rotor, y cuando éste terminaba su vuelta se variaba la posición del tercer rotor. El número de pasos que provocaba el avance de cada uno de los rotores, era un parámetro configurable por el operario.

Debido a que el cableado de cada rotor era diferente, la secuencia exacta de los alfabetos de sustitución variaba en función de que rotores estaban instalados en las ranuras, la posición inicial de esto y su orden de instalación. A estos datos se les conocía con el nombre de configuración inicial, y eran distribuidas, mensualmente al principio y con mayor frecuencia a medida que avanzaba la guerra, en libros a los usuarios de las máquinas.

El funcionamiento de las versiones más comunes de la máquina Enigma era simétrico en el sentido de que el proceso de descifrado era análogo al proceso de cifrado. Para obtener el mensaje original sólo había que introducir las letras del mensaje cifrado en la máquina, siempre y cuando la configuración inicial de la máquina fuera idéntica a la utilizada al cifrar la información.

Criptoanálisis básico [editar]Los cifrados, por supuesto, pueden ser atacados, y la forma más efectiva de ataque depende del método de cifrado. Al principio de la primera guerra mundial, los departamentos de descifrado eran lo bastante avanzados como para poder descubrir la mayoría de los cifrados, si se dedicaban suficientes esfuerzos. Sin embargo, la mayoría de estas técnicas se basaban en conseguir cantidades suficientes de texto cifrado con una clave particular. A partir de estos textos, con suficiente análisis estadístico, se podían reconocer patrones e inducir la clave.

En la técnica del análisis de frecuencia, las letras y los patrones de las letras son la pista. Puesto que aparecen ciertas letras con mucha más frecuencia que otras en cada lengua, la cuenta de ocurrencias de cada letra en el texto cifrado revela generalmente la información sobre probables sustituciones en los cifrados usados de manera frecuente en la sustitución. Los analistas buscan típicamente algunas letras y combinaciones importantes. Por ejemplo, en inglés, E, T, A, O, I, N y S, son generalmente fáciles de identificar, siendo muy frecuentes (véase ETAOIN SHRDLU); también, NG, ST y otras combinaciones, muy frecuentes en inglés. Una vez que algunos (o todos) éstos elementos son identificados, el mensaje se descifra parcialmente, revelando más información sobre otras sustituciones probables. El análisis de frecuencia simple confía en que una letra es sustituida siempre por otra letra del texto original en el texto cifrado; si éste no es el caso la situación es más difícil. Por muchos años, los criptógrafos procuraron ocultar las frecuencias usando varias sustituciones diferentes para las letras comunes, pero esto no puede ocultar completamente los patrones en las sustituciones para las letras del texto original. Tales códigos eran descubiertos extensamente hacia el año 1500.

Una técnica para hacer más difícil el análisis de frecuencia es utilizar una sustitución diferente para cada letra, no solo las comunes. Éste sería normalmente un proceso muy costoso en tiempo que requirió a ambas partes intercambiar sus patrones de sustitución antes de enviar mensajes cifrados. A mitad del siglo XV, una nueva técnica fue inventada por Alberti, ahora conocida generalmente como cifrado polialfabético, que proporcionó una técnica simple para crear una multiplicidad de patrones de sustitución. Las dos partes intercambiarían una cantidad de información pequeña (referida como la llave) y seguirían una técnica simple que produce muchos alfabetos de sustitución, y muchas sustituciones diferentes para cada letra del texto original. La idea es más simple y eficaz, pero resultó ser más difícil de lo esperado. Muchos cifrados fueron implementaciones parciales del concepto, y eran más fáciles de romperse que los anteriores (ej, el cifrado de Vigenère).

Tomó varios cientos de años antes de que los métodos apropiados para romper cifrados polialfabéticos de manera confiable fueran encontrados. Las nuevas técnicas confiaron en estadística (ej, cuenta de ocurrencias) para descubrir la información sobre la llave usada para un mensaje. Estas técnicas buscan la repetición de los patrones en el texto cifrado, que proporcionaran pistas sobre la longitud de la llave. Una vez que se sabe esto, el mensaje esencialmente se convierte en una serie de mensajes, cada uno con la longitud de la llave, al cual puede ser aplicado el análisis de frecuencia normal. Charles Babbage, Friedrich Kasiski, y William F. Friedman están entre los que aportaron la mayor parte del trabajo para desarrollar estas técnicas.

Se recomendó a los usuarios de los cifrados utilizar no sólo una sustitución diferente para cada letra, sino también utilizar una llave muy larga, de manera que las nuevas técnicas fallaran (o que por lo menos fuera mucho más difícil). Sin embargo esto es muy difícil de lograr; una llave larga toma más tiempo de ser transportada a las partes que la necesitan, y los errores son más probables. El cifrado ideal de esta clase sería uno en la cual una llave tan larga se podría generar de un patrón simple, produciendo un cifrado en que hay tantos alfabetos de substitución que la cuenta de ocurrencias y los ataques estadísticos fueran imposibles.

El uso de rotores múltiples en Enigma brindó un modo simple de determinar qué alfabeto de sustitución usar para un mensaje en particular (en el proceso de cifrado) y para un texto cifrado (en la descifrada). En este respecto fue similar al cifrado polialfabético. Sin embargo, a diferencia de la mayoría de las variantes del sistema polialfabético, el Enigma no tenía una longitud de llave obvia, debido a que los rotores generaban una nueva sustitución alfabética en cada teclazo, y toda la secuencia de alfabetos de sustitución podía ser cambiada haciendo girar uno o más rotores, cambiando el orden de los rotores, etc, antes de comenzar una nueva codificación. En el sentido más simple, Enigma tuvo un repertorio de 26 x 26 x 26 = 17576 alfabetos de sustitución para cualquier combinación y orden de rotores dada. Mientras el mensaje original no fuera de más de 17576 golpes, no habría un uso repetido de una alfabeto de sustitución. Pero, las máquinas del Enigma agregaron otras posibilidades. La secuencia de los alfabetos usados era diferente si los rotores fueran colocados en la posición ABC, en comparación con ACB; había un anillo que rotaba en cada rotor que se podría fijar en una posición diferente, y la posición inicial de cada rotor era también variable. Y la mayoría de los Enigmas de uso militar agregaron un 'stecker' (tablero de interconexión) que cambió varias asignaciones de llave (8 o más dependiendo de modelo). Así pues, esta llave se puede comunicar fácilmente a otro usuario. Son apenas algunos valores simples: rotores a utilizar, orden del rotor, posiciones de los anillos, posición inicial, y ajustes del tablero de interconexión.

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Dimensiones y aspecto externo de la máquina de cifrado ENIGMA utilizada por la Marina Alemana durnate la segunda guerra mundial.



Vista general de la Maquina ENIGMA abierta y dispuesta para cifrar o descifrar mensajes que se introduzcan a través de su teclado.


Panel de permutación


Cables de conexión que, aplicados sobre el panel de permutación, definián un intercambio en los significados de los...


Vista superior del Teclado y el panel de luces en el que aparecía la sustitución que había que transmitir, cada vez que se pulsaba una tecla al transcribir tanto el texto en claro (operación de cifrado) como el criptograma (operación de descifrado)

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Tapa superior de la que sobresalen las muescas de los tres rotores que componen esta versión de la máquina ENIGMA y que, a través de las tres ventanas asociadas, permitian definir la posición inicial de los rotores al comienzo de una operación de cifrado o descifrado




Detalle sobre la colocación dea panel de señalización de salida sobre el conjunto de bombillas que se ilumninan tras cada pulsación de una tecla.





Detalle sobre la disposición de los tres cilindros rotadores debajo de la tapa que controla la posición inicial de estos.
La posición de esta unidad es posterior a la del tablero luminoso de salida.


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Los tres rotores una vez colocados entre el circuito de reflexión y el conector de entrada.


Colocación de los rotores dentro de su cavidad, entre el circuito de reflexión (a la derecha) y el conector de entrada a los rotores (a la izquierda)



Circuito de entrada/salida de las señales despues de haber atravesado el sistema de tres rotores.


Rotor fijo o circuito de reflexión a través del cual, la señal que proviene de los rotores, es vuelta a inyectar a través de ellos para que sufra una nueva permutación.



Detalle de las uñas mecánicas que se encargan de hacer girar( con acarreo) una posición el rotor más a la izquierda despues de cada pulsación de una letra.


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Aqui tenemos una vista de los tres famosos rotores que son el alma de la máquina ENIGMA. De este lado se puede ver con claridad, los enganches mecánicos que permiten el giro de los rotores a cada paso (dientes internos con punta) o a la hora de unicializar la máquina por parte de usuario (dientes ondulados mas externos)

Además se pueden ditinguir los contactos eléctricos en forma de agujas de punta roma (círculo interior a los dientes mecánicos)




En este lado se pueden ver claramente los contactos electricos sobre los que apoyan y se desplazan los contactos eléctricos en forma de aguja roma que se veían en la imajen anterior.



Detalles sobre la estructura lateral de los rotores en los que se pueden ver claramente los contactos eléctricos en forma de agujas de punta roma, así como el tope que marca el acarreo de un cilindro al siguiente.


Otra visión más clara de los contactos eléctricos sobre los que se desplazan las agujas de contacto.





Fuentes:
Wikipedia
http://porsche.ls.fi.upm.es

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Por razones muy obvias, no podía restarme a este encuentro y encontré algo para mis amigos foristas, para complementar el trabajo excelente de Shindler:

Video en español, de la serie "el Mundo en Guerra"; la música es formidable, alguien sabe qué es?

http://www.youtube.com/watch?v=kivnoAkM1WY


el segundo es una explicación, en inglés, del funcionamiento de la máquina:

http://www.youtube.com/watch?v=DnBsndE1IkA

el tercero, es un enlace muy especial que les proporcionará la oportunidad de operar ustedes mismos la máquina; además contiene una explicación de su operación e historia:

http://homepages.tesco.net/~andycarlson/enigma/enigma_j.html

la cerradura de la máquina Enigma:

http://www.youtube.com/watch?v=fppfsspcV2s

Un mensaje del Comando en Jefe del Ejército Alemán codificado en la máquina (con traducción al inglés):

http://f.web.cern.ch/f/frode/www/crypto/tbombe.html

Espero sean de su interés.

Saludos

He sacado de mi saco de Favoritos unos cuantos enlaces relacionados con la máquina Enigma. Espero sean de vuestro interés.


1939-1945 - La Segunda Guerra Mundial
EL EQUIPO HISPANO-POLACO
Enigma (máquina) - Wikipedia, la enciclopedia libre
Enigma - Portierramaryaire.com
Enigma Applet
Exordio - Segunda Guerra Mundial - Máquina Enigma
http--mckoss.com-Crypto-Paper Enigma.pdf
La máquina alemana ENIGMA
Locations
M4 Message Breaking Project
Maquina de Alan Turing La Maquina Enigma Segunda Guerra Mundial
MAQUINAS
Taller de Criptografía de Arturo Quirante Sierra
The homepage of Oliver Robinson - Photography - Bletchley Park, England

Enigma, el más conocido sistema de codificación de mensajes de la historia, proveyó a Alemania de comunicaciones seguras, totalmente opacas a los intentos de descodificación. Al principio de la Segunda Guerra Mundial, esto trajo consecuencias terribles para los aliados. Enigma era la base sobre la que se sustentaba la “Blitzkrieg” alemana, la guerra relámpago. Esta nueva forma de guerra, basada en la coordinación rápida y segura de infantería, tropas mecanizadas, artillería y aviación dio no pocas victorias en el campo de batalla. Pero cuando los aliados consiguieron descifrar a Enigma, esta se convirtió en arma temible para sus creadores.






Desde los albores de la humanidad, los estados, ejércitos, empresas, personas individuales, la sociedad misma en general ha precisado de métodos para proteger sus comunicaciones de otros que quisieran leerlas. Esa misma sociedad, y la propia curiosidad y necesidades de saber impulsó también el criptoanálisis, los métodos para descifrar las comunicaciones codificadas. Una nueva versión de la eterna lucha entre el escudo y la espada. Los codificadores buscaban cifras más seguras, pero a cada nueva cifra, los descodificadores o criptoanalistas buscaban la forma de descifrarla. A cada método de codificación descifrado, le seguía el nacimiento de una nueva cifra, más potente que la anterior. Y vuelta a empezar...




Desde las más sencillas técnicas de cifra, como la Cifra de Cesar, hasta las más modernas basadas en complicadísimos algoritmos matemáticos manejados por poderosos ordenadores, un sinfín de métodos de cifrado se han sucedido en la historia.

Aunque los términos empleados dentro del mundo de la escritura secreta se usan indistintamente, técnicamente se divide en dos ramas:

- Esteganografía, que consiste en ocultar el mensaje para que no pueda ser interceptado, ejemplos: el micropunto, esconder el mensaje en cinturones, zapatos, etc...

- Criptografía, volver el mensaje ilegible para un lector no deseado, que a su vez se divide en dos ramas:

• Sustitución, cambiar unos símbolos por otros;

→ Codificación, cambiar las palabras

→ Cifrado, cambiar las letras

• Transposición, alterar el orden de los símbolos


Un término es el más importante en el mundo de la criptografía, la palabra “Clave”. La clave, también llamada indistintamente código (aunque en realidad, código se referiría a la clave en la codificación, cambiar las palabras), es lo que permite al emisor y al receptor poder, el primero codificar el mensaje, y segundo descodificarlo. Obviamente esa clave conocida por los dos debe permanecer oculta. Así pues, no es necesario que sea secreto ni el mensaje codificado ni el método o algoritmo usado en la codificación, es la clave la que debe permanecer secreta.






Enigma es hija del desarrollo técnico del siglo XX. Frente a todo la anterior, “papel y lápiz”, Enigma significa la mecanización aplicada al mundo de la criptografía.

En 1918 el ingeniero eléctrico e inventor alemán Arthur Scherbius, molesto con los ineficaces métodos manuales de cifra y sabedor de la debilidad que había mostrado la ciencia criptográfica alemana antes y durante la I Guerra Mundial, cosa que al ejército alemán no reconocía (sólo cayeron en la cuenta tras la publicación en 1923 de documentos oficiales ingleses donde contaban como habían descifrado las comunicaciones alemanas durante la Gran Guerra y lo que eso había supuesto), ideó un sistema de cifra que aunara las ventajas de la técnica, gran fiabilidad, facilidad de uso, robustez y que proveyera unas comunicaciones absolutamente seguras.

Fundada una empresa con un socio, Richard Ritter, patentó un aparato. Este resultó ser una caja compacta de 34x28x15 cm, pero con el considerable peso de 12 kilos, y un coste bastante elevado, el equivalente a más de 30.000 euros de hoy en día. Scherbius ofreció su invento a multitud de grandes empresas, pero estas alegaron que no podían pagar su precio, así que ofreció una versión más básica, pero aún así, muy pocas la compraron. También ofreció una versión de lujo con impresión en papel incorporada al Ministerio de Asuntos Exteriores, pero tampoco quisieron saber nada del invento. Su única esperanza era el Ejército, pero este, todavía no conscientes de la debilidad de sus comunicaciones, rechazaron a Enigma. Parecía que al igual que otros inventos, curiosamente bastantes parecidos, patentados en Holanda, Estados Unidos y otros países, Enigma no vería la luz.

Pero a partir de que las Fuerzas Armadas se dieron cuenta de lo que le había pasado a raiz de la publicación los documentos por los ingleses en 1923, frenéticamente buscaron una solución, y la encontraron en Enigma. A partir de 1925, se encargó la fabricación en serie de Enigma para todas las ramas de las Fuerzas Armadas, comenzando por la más entusiasta del invento, la Marina, (el Ejército comenzó su uso intensivo en 1929) así como para ministerios y organizaciones gubernamentales, como telégrafos, ferrocarriles, las altas jerarquías nazis, etc. Según se iba introduciendo la Enigma, Alemania se fue blindando en cuanto a comunicaciones se refiere, como constataba que el desciframiento que habitualmente se hacía de los mensajes alemanes por parte de otros países cayeron en picado hasta cero. Estos países, después de unos someros estudios de la nueva cifra, llegaron a la conclusión de que Alemania tenía las comunicaciones más invulnerables del mundo, y aparcaron resignados el asunto. Scherbius no llegó a conocer el inmenso éxito de su invento (y su posterior desciframiento) puesto que murió en 1929 en un accidente en una carrera de caballos.


fuente; http://www.portierramaryaire.com/arts/enigma_1.php

sigue

La máquina Enigma no es en realidad muy complicada, pero el ingenioso uso conjunto de las partes que la componían hicieron de ella durante mucho tiempo un invulnerable sistema de cifrado.


Elementalmente, Enigma consistía en un teclado de máquina de escribir con las correspondientes letras del alfabeto, un dispositivo llamado modificador, que realizaba la codificación, y un tablero de luces donde se indicaba el texto ya cifrado. De tal manera que el operador tecleaba una letra del texto, y veía como se iluminaba otra letra del tablero de luces, que era la correspondiente letra del texto cifrado, que apuntaba para su posterior transmisión, y así con todas las letras del texto. El modificador (también llamado rotor) consiste en una ruleta o cilindro con 26 cables, conectado al teclado por 26 puntos, uno por cada letra, y que cada cable daba una serie de vueltas hasta salir por otro punto conectado al tablero de luces, iluminando una letra (siempre distinta a las tecleada, otras 26). Dependiendo de la posición del modificador (según por que cable entra la pulsación de la tecla) Enigma ofrecía 26 posibles claves, ya que el modificador podía ser girado a mano por el operador, puesto que tenía grabado los números del 1 al 26 en una ruleta dentada. Así, poniendo el modificador en una posición dada, el operador elegía la clave con la que iba a cifrar el mensaje (posición que debía saber el receptor, pero el uso real de Enigma se explica más adelante).






Así descrita, Enigma era muy débil, puesto que no hacía más que un cifrado de sustitución monoalfabético, es decir, sustituir una letra por otra, según el recorrido del cable del modificador, siendo fácil de descifrar probando una a una las 26 posibles claves. Así que añadió otra característica, que era que el modificador girara un veinteseavo de vuelta después de cada pulsación, de tal manera que cambiaba las posiciones de los cables en los puntos de entrada del teclado y en los de salida al tablero de luces. Con esto consiguió que Enigma hiciera un cifrado de sustitución polialfabético, es decir, con cada pulsación y el correspondiente giro del modificador, se cambiaba de alfabeto de cifrado (cada alfabeto de cifrado viene dado por la posición de los cables en el modificador en el momento de la entrada de la señal del teclado), y así hasta 26 alfabetos para cifrar, de tal manera que por ejemplo, teclear AA daba FT (sin el giro, habría dado FF), momento que comenzaba el cifrado como en la primera pulsación. Al proporcionar 26 claves (alfabetos) que se iban turnando a cada pulsación automáticamente, aumentó la seguridad, pero seguía siendo un sistema débil.
Así que añadió otros 2 modificadores conectados uno a otro, de tal manera que el segundo modificador sólo daba un giro cuando el primero había completado sus 26 giros, y el tercero daba un giro cuando el segundo daba sus correspondientes 26 giros. Es algo parecido al funcionamiento del segundero, minutero y aguja horaria de un reloj. De tal manera que ahora Enigma tenía a su disposición 26x26x26=17.576 claves que iban cambiando continuamente con cada pulsación. Esto ya da una seguridad moderada. En su avance hacia la definitiva Enigma, Scherbius hizo que los modificadores fueran intercambiables, es decir, el modificador número uno podía ponerse en el hueco número 3, el número 3 en el hueco 2 y el número 2 en el hueco 1. Esto aumentaba el número de claves en un factor de 6 (las posibles posiciones de los modificadores en los huecos que los alojan), de tal manera que el número de claves aumentó a 105.456 (17.576x6).






En su búsqueda de la máquina de cifrado perfecta, Scherbius añadió otros dos elementos, (podía haber seguido añadiendo modificadores, pero eso habría hecho a Enigma demasiado voluminosa y pesada), uno para facilitar el uso de la máquina, y otro para hacerla totalmente invulnerable a los criptoanalistas.

Un elemento fue el reflector, que es en realidad un modificador, pero que no gira, se limita a recibir la señal que ha pasado por los tres modificadores y reenviarla hacia el tablero de luces pasando otra vez por los tres modificadores pero por otro camino distinto. Esto parece que no sirve de mucho, porque no añade más claves a la máquina. Pero es de vital importancia a la hora de operar Enigma, como se explicará más adelante.

El otro elemento es un tablero de clavijas, donde se podían intercambiar mediante cables pares de letras antes de entrar en los modificadores. Los operadores de Enigma disponían de 6 cables (luego fueron mas) para conectar 6 pares de letras de entre las 26 posibles, de tal manera que por ejemplo se conectaba un cable de la D a la H, así, a la hora de codificar el mensaje, el operador tecleaba la D del mensaje a cifrar, pero en realidad, esa D seguía el camino por los modificadores que le hubiera correspondido a la H. Teniendo en cuenta las maneras de conectar intercambiando seis pares de letras entre 26, esto producía 100.391.791.500 combinaciones posibles, es decir, claves, que multiplicadas por 105.456 daba la curiosa cifra de 3,283,883,513,796,974,198,700,882,069,882,752,878,379,955,261,095,623,
685,444,055,315,226,006,433,616,627,409,666,933,182,371,154,802,769,920, 000,000,000 (aproximádamente 3.284 x 10 ^ 38 ) de claves posibles en Enigma, algo fuera del alcance humano para descifrar. Enigma se convirtió en un sistema a priori indescifrable.

De la descripción anterior de la máquina Enigma, se deduce que la “clave”, que tanto emisor como receptor debe conocer, está compuesta por:

- el orden de los modificadores en los huecos
- la posición inicial de estos (de 1 a 26 que se coloca con la ruleta)
- las conexiones del clavijero

Mensualmente, se distribuía entre los operadores de Enigma un libro de claves, con una clave para cada día del mes (según avanzaba la guerra, fue distribuido en periodos más cortos), de tal manera que el operador, en un día dado, leía algo como:

- 3-1-2
- 23-24-8
- A/X,F/Q,K/U,S/E,P/I,M/L

Lo que le indicaba que debía poner el tercer modificador en el hueco 1 y girarlo hasta la posición 23, el primer modificador en el hueco 2 y girarlo hasta la 24 y el segundo modificador en el hueco 3 y girarlo hasta la posición 8. Así mismo debía conectar los seis cables en el clavijero con los pares de letras indicados. Y con esta disposición de la máquina, comenzar el envío de mensajes.

El receptor debía asimismo colocar la máquina en la misma disposición según el libro de códigos, y aquí es donde juega su papel el reflector. Simplemente teclearía el mensaje cifrado recibido, y el tablero de luces le daría el mensaje original sin codificar. Obviamente eso tenía una gran importancia en el tiempo de operación en tiempos de guerra, obviando la necesidad de “lápiz y papel” para el descifrado del mensaje.

Los alemanes se dieron cuenta que funcionando así, generarían un sinfín de mensajes con la misma clave (ya adelantaban que en periodos de operaciones de guerra, el tráfico de comunicaciones iba a ser inmenso) durante todo un día, y esto es un asidero para los criptoanalistas. Desde el principio de la historia de la criptografía, un número significativo de mensajes codificados con la misma clave ha dado a los descifradores un punto de partida para romper la clave. Conscientes de ellos, emitieron una serie de órdenes sobre como se debía utilizar Enigma. Lo que no fueron conscientes es que al señalar una serie de normas estrictas, aunque al principio pudieran parecer sensatas, estaban proporcionando otros tipos de asideros a los que los criptoanalistas se iba a agarrar cual clavo ardiendo, que fueron el principio del fin de Enigma, como se describe en el capítulo posterior.










Estas normas de uso eran principalmente:

- No se podía conectar una letra con su inmediata anterior o posterior en el clavijero
- Un modificador no podía estar más de un día en el mismo hueco
- Una letra no podía ser codificada como si misma (una B nunca sería codificada como B), esto lo hacía el diseño del cableado interno de los modificadores.

Pero la norma más importante fue el concepto de “clave de mensaje”. Como se comenta arriba, se quería evitar un intenso tráfico de mensajes con la misma clave. Por eso decidieron que cada mensaje que se enviara debería tener su propia clave. Esto plantea un problema obvio, ¿cómo podía saber el receptor la clave con la que había sido codificado el mensaje que había recibido?. De tal manera, operaron de la siguiente manera:

El emisor disponía a Enigma según la clave del día indicada por el libro de códigos. Con esta configuración, escribía tres letras elegidas al azar, por ejemplo ABC, y las tecleaba, saliendo por ejemplo TYU en el tablero de luces. Luego, giraba los modificadores desde su posición inicial (La indicada para ese día por el libro) a la posición de esas tres letras, 1-2-3 (A=1, B=2 y C=3. Esto sería en este caso concreto. La clave podría ser cualquier otra, y en el caso de por ejemplo DFI los numeros serían 4-6-9), dejando el orden de modificadores y el clavijero igual, y entonces codificada el mensaje a enviar. De tal manera que el mensaje transmitido era TYU que era la codificación de ABC según la clave del día y el mensaje codificado según la disposición 1-2-3 de los modificadores.

El receptor, que tenía la máquina dispuesta con la clave del día, recibía la transmisión, y se fijaba en las primeras tres letras. Las tecleaba (TYU en el ejemplo) y veía ABC. Entonces giraba los modificadores a esa disposición, 1-2-3, y tecleaba el resto del mensaje, obteniendo el original.

Pero dentro de esta norma, los alemanes obligaban a teclear dos veces seguidas las tres letras de la clave de mensaje, para evitar errores por interferencias en la transmisión o de los operadores. Así que realmente el emisor, con la clave del día, tecleaba ABCABC, lo que le salía TYUPLO (como se explica antes, con el giro de los modificadores, se codifica cada letra de distinta manera), y luego orientaba los modificadores a 1-2-3 y codificaba el mensaje. El receptor recibía el mensaje, tecleaba las seis primeras letras, TYUPLO, y veía ABCABC, con lo que ya sabía la clave de mensaje. Esta norma de seguridad, junto a las anteriores, dieron lo que necesitaban los resignados criptoanalistas para animarse a desentrañar a Enigma.






Hasta ahora se ha descrito a Enigma como una máquina única, exactamente igual para todos los operadores, que la hacían funcionar de igual manera, como si fuera una superred de comunicaciones que abarcaba todo. Para explicar como se llegó a su desciframiento, se mantendrá el mismo planteamiento. Pero en la realidad, ni todo el mundo usaba la misma máquina, ni la operaba de igual manera, además que tanto la propia máquina como su uso fue variando a lo largo del tiempo.

Por ejemplo, el Afrika Korps mantenía sus propios métodos en su propia red. El frente oriental era distinto del frente occidental. Las máquinas eran distintas en algunos casos. Variaban el número de modificadores, el número de cables para conexiones en el clavijero, en algunos casos el cableado interno de los modificadores. Ejemplos fue que a los operadores se les proporcionó 5 modificadores para cambiar entre los tres huecos, 8 ó 10 cables para el tablero de clavijas, era configurable el número de giros que debía hacer un modificador para que girara el siguiente, usando un anillo para modificar la posición de la uña de arrastre (ya no era una norma fija 26 giros de uno para un giro del siguiente), en un momento dado se suprimió la repetición de la clave de mensaje y otras modificaciones. Esto supuso un aumento de las configuraciones posibles, ofreciendo muchas más claves, y amargando la vida a los criptoanalistas aliados. Señalar que la Enigma Naval, conocida en la Kriegsmarine como “Máquina N” fue la más segura y la que más costo desentrañar. Esto fue así porque la Enigma Naval tuvo unas características físicas diferentes, como que incorporaba 4 modificadores, el reflector también era configurable (al igual que en un modificador, se le podía colocar en 26 posiciones), había más cables para el tablero de clavijas, se disponía de 8 modificadores para intercambiar y además, sus operadores resultaron usarla de manera más cuidadosa, más eficiente, usando una metodología propia.