Operación "Ultra", o la historia de cómo los polacos con el "Enigma" británico hackeado. Parte de 1
Enigma fue ampliamente utilizado en la Segunda Guerra Mundial. Fue el codificador más común en Alemania, Italia, Japón e incluso en la Suiza neutral. Los "padres" de la legendaria máquina de encriptación, cuyo nombre significa "enigma" en griego, fueron el holandés Hugo Koch (inventor del disco de encriptación) y el ingeniero alemán Arthur Sherbius, quien patentó la máquina de encriptación en el año 1918.
Arthur Sherbius es el autor de Enigma. Fuente: lifeofpeople.info
Inicialmente, no se habló de ninguna carrera militar de "Enigma", era un producto comercial típico. Incluso hubo una amplia campaña publicitaria iniciada por Scherbius para promocionar su propio producto. Entonces, en 1923, el dispositivo de encriptación se convirtió en una exhibición en el congreso de la Unión Postal Internacional, pero no tuvo éxito. La razón fue el alto precio del Enigma y las impresionantes dimensiones de la máquina Sherbius. Sin embargo, varias copias fueron vendidas a ejércitos de varios países y compañías de comunicaciones. Los británicos se encontraron por primera vez con el dispositivo Enigma en junio 1924, cuando el fabricante le ofreció a los británicos comprar un lote de dispositivos a un precio de 200 dólares cada uno por ese tiempo. El gobierno del Reino Unido, en respuesta, ofreció registrar una novedad de cifrado en la oficina de patentes, lo que automáticamente condujo a la provisión de documentación completa para el equipo. Los alemanes dieron este paso y los criptógrafos británicos pusieron a su disposición todos los matices técnicos del Enigma mucho antes de la Segunda Guerra Mundial.
Patente para enigma. Fuente: lifeofpeople.info
Es cierto que vale la pena señalar que Enigma estaba en una versión comercial temprana que los alemanes no usaban en su ejército. El ascenso de la máquina criptográfica alemana al Olimpo comenzó con la llegada de Adolf Hitler al poder en 1933, cuando comenzó el rearme del ejército. El número total de vehículos Enigma producidos hasta el final de la Segunda Guerra Mundial, según diversas fuentes, varía entre miles de 100 y miles de 200, y se utilizaron en todas partes: en la Wehrmacht, en la kriegsmarine, en la Abwehr, en la Luftwaffe y en los servicios de seguridad fascistas.
"Enigma" versión posterior. Fuente: w-dog.ru
¿Cuál es la base del codificador del dispositivo? En la primera generación, había tres rotativos en el mismo plano tambor (disco o rueda), en cada lado de los cuales había contactos eléctricos 26, exactamente el número de letras en el alfabeto latino. Los contactos en ambos lados se conectaron dentro de la unidad 26 mediante cables que formaron el reemplazo de caracteres al escribir. Los tres discos en el proceso de ensamblaje se plegaron juntos, se tocaron entre sí con contactos, lo que aseguró el paso de los impulsos eléctricos a través de todo el conjunto de tambores al dispositivo de grabación. El alfabeto latino en sí estaba impreso en la superficie lateral de cada tambor. Comenzar con el transmisor Enigma fue marcado por un conjunto de palabras clave de las letras en los tambores. Es importante que el dispositivo receptor también esté configurado con la misma palabra clave.
Máquina de encriptación de campo "Enigma". Fuente: musee-armee.fr
A continuación, el operador responsable de ingresar texto para cifrado, escribiendo en su teclado, con cada pulsación hace que el disco izquierdo gire un paso. El Enigma era una máquina electromecánica, por lo que todos los comandos de la parte mecánica se dieron utilizando señales eléctricas. Después de que el disco izquierdo se encendió una vuelta, el tambor central entró en acción y así sucesivamente. Dicha rotación de los discos creados para cada carácter del texto tiene su propio contorno único para el paso de un impulso eléctrico. La señal pasó luego a través de un reflector, que era el conductor 13 que conectaba el par de contactos en la parte posterior del tercer disco. El reflector devolvió la señal eléctrica a los tambores, pero de una manera completamente diferente. Y fue solo aquí que una bombilla se encendió cerca de la letra del texto ya encriptado. Tales "aventuras" de la señal eléctrica proporcionaron una seguridad única del canal de comunicación para su tiempo.
La versión militar del "Enigma" con cuatro tambores. Fuente: e-board.livejournal.com
Dadas las mejoras adicionales que los alemanes hicieron a Enigma, los criptoanalistas británicos nunca podrían haber "hackeado" una máquina tan perfecta por sí mismos. Al principio, tres personas trabajaron con el Enigma: una leía el texto, la segunda tecleaba en el teclado y la tercera escribía el cifrado de las luces. Con el tiempo, el tamaño del dispositivo de encriptación disminuyó al tamaño de una máquina de escribir, lo que permitía enviar mensajes desde prácticamente cualquier zanja. Además, durante la modernización de los alemanes se agregó un dispositivo de impresión para escribir texto cifrado. ¿Qué más añadieron los ingenieros de los criptógrafos del Tercer Reich al Enigma? En 1930, apareció una centralita de pares de enchufes y enchufes 26, que además reemplazó a los caracteres de texto simple después del cifrado principal en la batería. Fue una mejora puramente militar, no existía tal cosa en las opciones comerciales. La clave a largo plazo del codificador, que formó la conmutación de discos debido a la reorganización de los elementos 26, es astronómica 4x1026 opciones! Ahora, las capacidades de software de una computadora facilitan la clasificación de tantas opciones, pero para 30-40-s era poco probable y largo. Además, el conjunto de cinco discos Enigma (que eran todos diferentes), de los cuales solo tres se instalaron en el dispositivo a la vez, complicó la imagen del cifrado. Se pueden barajar en cualquier orden, es decir, solo había opciones de instalación de 10 en una máquina. Para comenzar, una sola clave ofrecía variantes de caracteres 26 para cada disco, y para tres ya 26 ^ 3 = 17576. Y, finalmente, el circuito de conmutación de plug-in reemplazado regularmente complica completamente el trabajo para los servicios criptoanalíticos de los enemigos de la Alemania nazi. Más tarde comenzaron a agregar tambores adicionales a la estructura. Sin embargo, a pesar de esto, Enigma aprendió a “leer” completamente al comienzo de la Segunda Guerra Mundial.
Uno de los mejores criptoanalistas antes de la gran guerra fue el de los polacos. Incluso durante la guerra civil en Rusia y el conflicto soviético-polaco, los polacos lograron descifrar mensajes del ejército y diplomáticos soviéticos. Por lo tanto, la división 2 th (criptoanálisis) del Estado Mayor de Polonia en agosto de 1920 se "tradujo" de telegramas encriptados al polaco 410, firmado por Trotsky, Tukhachevsky, Hai y Yakir. Además, durante la ofensiva del Ejército Rojo en Varsovia, los polacos engañaron a las tropas de Tukhachevsky, lo que lo obligó a retirarse a Zhytomyr. Con el tiempo, el interés natural del criptoanalista de Polonia se trasladó a Alemania a un ritmo alarmante. La oficina polaca de cifrado era una estructura bastante eficiente en ese momento e incluía cuatro departamentos:
- Una división de cifrados polacos responsables de proteger las líneas de comunicación estatales;
- unidad de inteligencia de radio;
- división de cifrado ruso;
- Una división de cifrados alemanes.
Palacio sajón en Varsovia, donde se encontraban el Estado Mayor y la Oficina de Cifrado. Foto 1915 del año. Fuente: photochronograph.ru
Por lo tanto, en muchos aspectos, son los polacos los que han logrado el primer éxito al descifrar "Enigma". Alrededor del año 1926, comenzaron a interceptar mensajes alemanes en la radio, encriptados de una manera que no se conocía previamente. Un poco más tarde, en 1927 o 1929, se realizó un intento de contrabandear una caja Enigma a un consulado diplomático alemán a través de las aduanas de Alemania. ¿Cómo sucedió esto y por qué los alemanes no enviaron el dispositivo a un canal diplomático cerrado? Nadie responderá a esto ahora mismo, pero los polacos han estudiado el dispositivo en detalle; esto fue hecho por los chicos de la compañía de ingeniería de radio AVA, que durante mucho tiempo estuvo trabajando con la inteligencia polaca. Después de un completo conocimiento, el Enigma fue entregado a los desprevenidos diplomáticos alemanes. Por supuesto, el dispositivo de la versión comercial de la máquina de encriptación podría hacer poco por el criptoanalista polaco, pero se hizo un comienzo. Cada año, los polacos reforzaron su servicio de "piratear" códigos alemanes: en 1928-1929, la Universidad de Poznan organizó cursos sobre aprendizaje de criptografía para estudiantes de matemáticas con conocimiento del idioma alemán. Se destacaron tres estudiantes talentosos: Mariann Razhevsky, Heinrich Zygalsky y Jerzy Razitsky.
Mariann Razhevsky es un importante criptoanalista de la Polonia anterior a la guerra. Fuente: lifeofpeople.info
Todos ellos fueron llevados posteriormente a los servicios especiales, y fueron los primeros en recibir los resultados del desciframiento del Enigma. En muchos sentidos, fueron los polacos los que primero se dieron cuenta de la importancia de atraer a expertos en matemáticas para el análisis de criptografía de cifrados enemigos. Polonia en general en 20-30-ies fue casi el líder mundial en el campo de la criptografía, y los expertos a menudo fueron invitados a compartir su experiencia en otros países. Observando el marco del secreto, por supuesto. Jan Kovalevsky, capitán del ejército polaco y especialista en códigos, viajó a Japón con este propósito y luego trabajó con un grupo de estudiantes de este país en su país de origen. Y mencionó a Rizobar Ito, un gran criptógrafo japonés que descubrió el sistema de cifrado en inglés de Playfair utilizado en los 30 en las líneas de comunicación británicas. Un poco más tarde, otros enemigos alemanes potenciales, los franceses, comenzaron a ayudar a los polacos.
Arthur Sherbius es el autor de Enigma. Fuente: lifeofpeople.info
Inicialmente, no se habló de ninguna carrera militar de "Enigma", era un producto comercial típico. Incluso hubo una amplia campaña publicitaria iniciada por Scherbius para promocionar su propio producto. Entonces, en 1923, el dispositivo de encriptación se convirtió en una exhibición en el congreso de la Unión Postal Internacional, pero no tuvo éxito. La razón fue el alto precio del Enigma y las impresionantes dimensiones de la máquina Sherbius. Sin embargo, varias copias fueron vendidas a ejércitos de varios países y compañías de comunicaciones. Los británicos se encontraron por primera vez con el dispositivo Enigma en junio 1924, cuando el fabricante le ofreció a los británicos comprar un lote de dispositivos a un precio de 200 dólares cada uno por ese tiempo. El gobierno del Reino Unido, en respuesta, ofreció registrar una novedad de cifrado en la oficina de patentes, lo que automáticamente condujo a la provisión de documentación completa para el equipo. Los alemanes dieron este paso y los criptógrafos británicos pusieron a su disposición todos los matices técnicos del Enigma mucho antes de la Segunda Guerra Mundial.
Patente para enigma. Fuente: lifeofpeople.info
Es cierto que vale la pena señalar que Enigma estaba en una versión comercial temprana que los alemanes no usaban en su ejército. El ascenso de la máquina criptográfica alemana al Olimpo comenzó con la llegada de Adolf Hitler al poder en 1933, cuando comenzó el rearme del ejército. El número total de vehículos Enigma producidos hasta el final de la Segunda Guerra Mundial, según diversas fuentes, varía entre miles de 100 y miles de 200, y se utilizaron en todas partes: en la Wehrmacht, en la kriegsmarine, en la Abwehr, en la Luftwaffe y en los servicios de seguridad fascistas.
"Enigma" versión posterior. Fuente: w-dog.ru
¿Cuál es la base del codificador del dispositivo? En la primera generación, había tres rotativos en el mismo plano tambor (disco o rueda), en cada lado de los cuales había contactos eléctricos 26, exactamente el número de letras en el alfabeto latino. Los contactos en ambos lados se conectaron dentro de la unidad 26 mediante cables que formaron el reemplazo de caracteres al escribir. Los tres discos en el proceso de ensamblaje se plegaron juntos, se tocaron entre sí con contactos, lo que aseguró el paso de los impulsos eléctricos a través de todo el conjunto de tambores al dispositivo de grabación. El alfabeto latino en sí estaba impreso en la superficie lateral de cada tambor. Comenzar con el transmisor Enigma fue marcado por un conjunto de palabras clave de las letras en los tambores. Es importante que el dispositivo receptor también esté configurado con la misma palabra clave.
Máquina de encriptación de campo "Enigma". Fuente: musee-armee.fr
A continuación, el operador responsable de ingresar texto para cifrado, escribiendo en su teclado, con cada pulsación hace que el disco izquierdo gire un paso. El Enigma era una máquina electromecánica, por lo que todos los comandos de la parte mecánica se dieron utilizando señales eléctricas. Después de que el disco izquierdo se encendió una vuelta, el tambor central entró en acción y así sucesivamente. Dicha rotación de los discos creados para cada carácter del texto tiene su propio contorno único para el paso de un impulso eléctrico. La señal pasó luego a través de un reflector, que era el conductor 13 que conectaba el par de contactos en la parte posterior del tercer disco. El reflector devolvió la señal eléctrica a los tambores, pero de una manera completamente diferente. Y fue solo aquí que una bombilla se encendió cerca de la letra del texto ya encriptado. Tales "aventuras" de la señal eléctrica proporcionaron una seguridad única del canal de comunicación para su tiempo.
La versión militar del "Enigma" con cuatro tambores. Fuente: e-board.livejournal.com
Dadas las mejoras adicionales que los alemanes hicieron a Enigma, los criptoanalistas británicos nunca podrían haber "hackeado" una máquina tan perfecta por sí mismos. Al principio, tres personas trabajaron con el Enigma: una leía el texto, la segunda tecleaba en el teclado y la tercera escribía el cifrado de las luces. Con el tiempo, el tamaño del dispositivo de encriptación disminuyó al tamaño de una máquina de escribir, lo que permitía enviar mensajes desde prácticamente cualquier zanja. Además, durante la modernización de los alemanes se agregó un dispositivo de impresión para escribir texto cifrado. ¿Qué más añadieron los ingenieros de los criptógrafos del Tercer Reich al Enigma? En 1930, apareció una centralita de pares de enchufes y enchufes 26, que además reemplazó a los caracteres de texto simple después del cifrado principal en la batería. Fue una mejora puramente militar, no existía tal cosa en las opciones comerciales. La clave a largo plazo del codificador, que formó la conmutación de discos debido a la reorganización de los elementos 26, es astronómica 4x1026 opciones! Ahora, las capacidades de software de una computadora facilitan la clasificación de tantas opciones, pero para 30-40-s era poco probable y largo. Además, el conjunto de cinco discos Enigma (que eran todos diferentes), de los cuales solo tres se instalaron en el dispositivo a la vez, complicó la imagen del cifrado. Se pueden barajar en cualquier orden, es decir, solo había opciones de instalación de 10 en una máquina. Para comenzar, una sola clave ofrecía variantes de caracteres 26 para cada disco, y para tres ya 26 ^ 3 = 17576. Y, finalmente, el circuito de conmutación de plug-in reemplazado regularmente complica completamente el trabajo para los servicios criptoanalíticos de los enemigos de la Alemania nazi. Más tarde comenzaron a agregar tambores adicionales a la estructura. Sin embargo, a pesar de esto, Enigma aprendió a “leer” completamente al comienzo de la Segunda Guerra Mundial.
Uno de los mejores criptoanalistas antes de la gran guerra fue el de los polacos. Incluso durante la guerra civil en Rusia y el conflicto soviético-polaco, los polacos lograron descifrar mensajes del ejército y diplomáticos soviéticos. Por lo tanto, la división 2 th (criptoanálisis) del Estado Mayor de Polonia en agosto de 1920 se "tradujo" de telegramas encriptados al polaco 410, firmado por Trotsky, Tukhachevsky, Hai y Yakir. Además, durante la ofensiva del Ejército Rojo en Varsovia, los polacos engañaron a las tropas de Tukhachevsky, lo que lo obligó a retirarse a Zhytomyr. Con el tiempo, el interés natural del criptoanalista de Polonia se trasladó a Alemania a un ritmo alarmante. La oficina polaca de cifrado era una estructura bastante eficiente en ese momento e incluía cuatro departamentos:
- Una división de cifrados polacos responsables de proteger las líneas de comunicación estatales;
- unidad de inteligencia de radio;
- división de cifrado ruso;
- Una división de cifrados alemanes.
Palacio sajón en Varsovia, donde se encontraban el Estado Mayor y la Oficina de Cifrado. Foto 1915 del año. Fuente: photochronograph.ru
Por lo tanto, en muchos aspectos, son los polacos los que han logrado el primer éxito al descifrar "Enigma". Alrededor del año 1926, comenzaron a interceptar mensajes alemanes en la radio, encriptados de una manera que no se conocía previamente. Un poco más tarde, en 1927 o 1929, se realizó un intento de contrabandear una caja Enigma a un consulado diplomático alemán a través de las aduanas de Alemania. ¿Cómo sucedió esto y por qué los alemanes no enviaron el dispositivo a un canal diplomático cerrado? Nadie responderá a esto ahora mismo, pero los polacos han estudiado el dispositivo en detalle; esto fue hecho por los chicos de la compañía de ingeniería de radio AVA, que durante mucho tiempo estuvo trabajando con la inteligencia polaca. Después de un completo conocimiento, el Enigma fue entregado a los desprevenidos diplomáticos alemanes. Por supuesto, el dispositivo de la versión comercial de la máquina de encriptación podría hacer poco por el criptoanalista polaco, pero se hizo un comienzo. Cada año, los polacos reforzaron su servicio de "piratear" códigos alemanes: en 1928-1929, la Universidad de Poznan organizó cursos sobre aprendizaje de criptografía para estudiantes de matemáticas con conocimiento del idioma alemán. Se destacaron tres estudiantes talentosos: Mariann Razhevsky, Heinrich Zygalsky y Jerzy Razitsky.
Mariann Razhevsky es un importante criptoanalista de la Polonia anterior a la guerra. Fuente: lifeofpeople.info
Todos ellos fueron llevados posteriormente a los servicios especiales, y fueron los primeros en recibir los resultados del desciframiento del Enigma. En muchos sentidos, fueron los polacos los que primero se dieron cuenta de la importancia de atraer a expertos en matemáticas para el análisis de criptografía de cifrados enemigos. Polonia en general en 20-30-ies fue casi el líder mundial en el campo de la criptografía, y los expertos a menudo fueron invitados a compartir su experiencia en otros países. Observando el marco del secreto, por supuesto. Jan Kovalevsky, capitán del ejército polaco y especialista en códigos, viajó a Japón con este propósito y luego trabajó con un grupo de estudiantes de este país en su país de origen. Y mencionó a Rizobar Ito, un gran criptógrafo japonés que descubrió el sistema de cifrado en inglés de Playfair utilizado en los 30 en las líneas de comunicación británicas. Un poco más tarde, otros enemigos alemanes potenciales, los franceses, comenzaron a ayudar a los polacos.
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