Quan les comunicacions per ràdio van popularitzar-se, va sorgir el problema de la confidencialitat. Qualsevol que tingués els mitjans tècnics adequats podia interferir la comunicació i accedir al seu contingut. 

La forma d’evitar-ho va ser encriptar el contingut dels missatges. Les primeres encriptacions van fer-se manualment, però a partir del final de la primera guerra mundial, van desenvolupar-se màquines d’encriptació automàtica. 

Una de les més utilitzades va ser la màquina Enigma, que va ser patentada per l’enginyer alemany A. Scherbius l’any 1923. El seu ús més important va ser per a les comunicacions militars. El bàndol franquista en va adquirir algunes unitats i les va utilitzar a la guerra civil espanyola. La seva utilització més significada va ser per part dels nazis, a la segona guerra mundial. 

Interior de la màquina Enigma M4, on s’aprecien els rotors, el reflector i el panell lluminós. Fotografia cedida per Dirk Rijmenants

La màquina Enigma era electromecànica, i estava composada per un teclat mitjançant el qual s’entrava el missatge que es volia encriptar, un mòdul d’encriptació (composat per uns rotors (3 en els models inicials, i un nombre més alt en els models més avançats), un reflector, i en els models més avançats dels darrers anys, un tauler de permutació de lletres), i un panell lluminós que mostrava la lletra finalment resultant del procés d’encriptació. 

Els rotors estaven composats per 26 entrades i 26 sortides (tantes com lletres de l’alfabet) connectades entre sí de forma barrejada i fixa per mitjà d’una trama de cables. Els rotors tenien una posició interna, que es podia variar obrint la màquina i girant un anell i una posició externa, que es visualitzava en la màquina, i es podia variar des de l’exterior de la màquina. 

La lletra teclejada era  canviada de rotor en rotor, mitjançant els cables connectors, i transmesa finalment al reflector, el qual rebia la lletra i la retornava als rotors, per iniciar un camí de retorn diferent del d’anada. La lletra finalment transformada apareixia il·luminada en el panell  lluminós. 

El teclejat d’una lletra feia alhora avançar la posició d’alguns dels rotors, de forma que la següent encriptació seria diferent de l’anterior, encara que es tractés de la mateixa lletra. 

Per dur a terme una encriptació la màquina havia d’estar en una posició determinada seguint els ajustaments especificats en una clau secreta que només coneixien l’emissor i el receptor del missatge. La clau indicava: 

  • Quins rotors i en quin ordre s’havien de disposar a la màquina. 
  • En quina posició interna i quina posició externa havia de disposar-se cada rotor. 

La màquina tenia la propietat que treballava simètricament: Si es disposaven la màquina els mateixos ajustaments clau amb els que s’havia realitzat una encriptació, quan es teclejava el missatge encriptat, s’obtenia el missatge original desencriptat. Això permetia utilitzar la mateixa màquina per a l’encriptació i desencriptació de missatges. La diversitats de possibilitats que tenien aquests paràmetres fa que el nombre de valors possibles de la clau fos molt alt, fent força complexa la desencriptació. 

Caixa de rotors d’una màquina Enigma per permetre l’intercanvi de rotors. Fotografia cedida per Dirk Rijmenants

A la secció L’Enigma de l’ordinador del Museu de la Ciència i la Tècnica de Catalunya (mNACTEC) hi ha una rèplica de la màquina Enigma. També hi ha un tauler de simulació simplificada del funcionament de la màquina. Aquest tauler ens permet veure algunes característiques del funcionament de la màquina : 

Posem, per exemple, els rotors en la posició externa AAA. Teclegem la lletra A, i observem en el gràfic que se’ns mostra un esquema conceptual del procés d’encriptació: La lletra teclejada (A) accedeix al mòdul d’encriptació (seguint el tram verd) i és canviada successivament de rotor en rotor. Quan arriba al reflector, aquest la retorna als rotors per seguir un altre camí (pel tram vermell). Finalment, la lletra encriptada (M) s’il·lumina en el panell lluminós. 

Al tornar a teclejar una lletra, per exemple, A una altra vegada, alguns dels rotors canvien la seva posició, i s’obté una encriptació diferent:  Ara la lletra A s’encripta en la D, per mitjà d’un camí diferent.  Podem comprovar mitjançant aquest tauler la simetria entre encriptació i desencriptació: Si situem els rotors en la posició TCB, i teclegem XCS, obtenim com a sèrie codificada ETS; mentre que, simètricament, si teclegem ETS obtenim XCS.  

Per dur a terme la desencriptació de missatges cal disposar d’una màquina, i conèixer els ajustaments clau complets de la màquina amb els que van ser encriptats els missatges. Quan no es disposa de la totalitat d’aquesta informació, com passa en les interceptacions de missatges en les guerres, el procés de desencriptació intenta aprofitar les debilitats de la màquina, o de les seves formes d’ús; així com s’utilitzen tècniques matemàtiques i estadístiques, tal com s’exposa  a la pàgina  “La desencriptació de l’Enigma” d’aquest blog. 

Al mNACTEC, a la secció L’Enigma de l’ordinador, podeu veure una reproducció d’Enigma, així com teniu accés al tauler de simulació d’Enigma amb el que podeu explorar el funcionament del procés de desencriptació.  

 


Per saber-ne més: 

Turing. La computaciónPensando en máquinas que piensanRafael Lahoz-Beltra. Col·lecció Grandes ideas de la ciencia. RBA. 2012. Gira al voltant de la figura d’Alan Turing, que va contribuir significativament a la desencriptació d’Enigma, i dedica un capítol específicament a aquesta màquina.  

Vídeo “La màquina Enigma“. O J Producer. 12′ 16¨. Exposa els elements essencials de la creació, utilització i funcionament de la màquina Enigma. 

Vídeo “Decodificando Enigma“. 4′ 24″. Mostra amb detall l’interior i elements del funcionament de la màquina Enigma. 

Màquina Enigma.- Article de la viquipèdia (català). 

Article d’El País (11/10/2008) “El arma secreta de Franco.” Exposa la utilització que es va fer de l’Enigma per part del bàndol franquista a la guerra civil espanyola. Algunes d’aquestes màquines, que corresponen al tipus comercial, model K, de l’any 1931, estan ubicades en museus militars espanyols. Una d’elles està al Quarter del Bruc, on es pot veure quan hi ha jornades de portes obertes al públic.  

Simulació “Enigma Simulator v 7.0″.  En aquest entorn, produït per Dirk Rijmenants,  podeu descarregar-vos un programa simulador de la màquina Enigma, per executar en un PC, així com accedir a molts detalls explicatius sobre la història d’aquesta màquina i el seu funcionament, i sobre la criptografia en gener