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Descifrando Enigma: la vida de Alan Turing en el cine
The imitation game (Descifrando Enigma) (Morten Tyldum, 2014). Benedict Cumberbatch, Keira Knightley.
El trabajo de Alan Turing en Bletchley Park, en especial entre 1939 y 1941, mientras desarrollaba lo bomba criptográfica que permitió descifrar los mensajes codificados con las máquinas enigma alemanas, es la parte central de esta película, aunque también incluye partes de sus tiempos en el colegio Sherborne y su relación con Christopher Morcom y de su detención y condena por ser homosexual –lo que era delito en el Reino Unido en aquella época– en Manchester entre 1951 y 1954.
El poder descifrar los mensajes alemanes gracias a Ultra acortó la Segunda Guerra Mundial en un mínimo de dos años, evitando unos 14 millones de muertes.
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Réplicas de la máquina Enigma
The Open Enigma Project es una forma educativa de entender las máquinas Enigma y aprender algo de matemáticas, criptografía e historia, construyendo una desde cero.
La máquina utiliza cables, led y muchos interruptores; su núcleo es una placa de Arduino pero el sistema de cifrado y descifrado es exactamente el mismo que en las máquinas alemanas de la II Guerra Mundial. Sin duda como proyecto de hacking tiene un encanto especial.
Actualmente está en Kickstarter buscando financiación colectiva; por unos 100 euros se pueden recibir todos los componentes necesarios para crear una totalmente funcional, a la par que elegante. Dado que ya llevan unos 15000 dólares de los 20000 necesarios y queda un mes parece claro que conseguirán sacarlo adelante.
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Una «bombe» criptográfica por dentro
Durante la segunda guerra mundial el Reino Unido y los Estados Unidos utilizaron varios centenares de dispositivos electromecánicos conocidos como «bombe» para descifrar los mensajes alemanes codificados con máquinas Enigma.
Básicamente cada bombe emulaba el funcionamiento de varias Enigma a la vez y lo que hacía era comparar un texto sin cifrar que se creía que se correspondía con el interceptado para averiguar en qué configuración estaban funcionando las máquinas Enigma ese día.
La bombe iba probando y probando combinaciones de los discos y cables hasta que daba con una posición que podía ser válida, posición que servía a los analistas humanos para seguir trabajando en el análisis, ya que las bombe no podían indicar exactamente cual era la posición correcta de los discos sino descartar aquellas que no tenían sentido.
Las bombe británicas eran un desarrollo de la bomba criptológica creada por el criptologista polaco polaco Marian Rejewski; las estadounidenses, a su vez, eran un desarrollo de las británicas, y además a su vez el ejército y la marina de los Estados Unidos usaban modelos ligeramente distintos.
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Colossus, el ordenador que descifró el código de Enigma reproducido en Lego
Si bien el uso de la criptografía se remonta hasta la época de Julio César, durante la Segunda Guerra Mundial tuvo un papel muy relevante y descifrar los códigos del enemigo se convirtió en otro frente en el que se emplearon a fondo los Aliados para vencer a la famosa máquina Enigma. En Bletchley Park, el Mi6 británico concentró a los mejores criptógrafos y matemáticos del país para ponerlos a trabajar en el descifrado de códigos (entre ellos Alan Turing) y desarrollaron uno de los primeros ordenadores de la historia: la máquina Colossus.
Este computador, cuya réplica hoy en día se puede visitar en el museo que ahora podemos encontrar en Bletchley Park, ha servido de inspiración para James Pegrum, un gran aficionado a Lego, haya recreado esta computadora mítica con las piezas de este ya clásico juego de construcción- ¿El resultado? Una muy acertada réplica de Colossus hecha con piezas de Lego.
Fuente: ALT1040
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Máquina Enigma en papel
Enigma era el nombre de una máquina que disponía de un mecanismo de cifrado rotatorio, que permitía usarla tanto para cifrar como para descifrar mensajes. Varios de sus modelos fueron muy utilizados en Europa desde inicios de los años 1920.
Su fama se debe a haber sido adoptada por las fuerzas militares de Alemania desde 1930. Su facilidad de manejo y supuesta inviolabilidad fueron las principales razones para su amplio uso. Su sistema de cifrado fue finalmente descubierto y la lectura de la información que contenían los mensajes supuestamente protegidos es considerado, a veces, como la causa de haber podido concluir la Segunda Guerra Mundial al menos dos años antes de lo que hubiera acaecido sin su descifrado.
La máquina equivalente británica, Typex, y varias americanas, como la SIGABA (o M-135-C en el ejército), eran similares a Enigma. 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.
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La máquina Enigma
En otro artículo os contaba la historia de María Estuardo, de cómo utilizó el cifrado de sustitución y cómo la cogieron porque el criptoanalista, Thomas Phelippes, conocía los métodos estadísticos necesarios para descifrar sus mensajes. Hoy daremos un paso más en lo que al cifrado de mensajes se refiere y que culminará en la máquina de codificación más temible y famosa de la Segunda Guerra Mundial: la máquina Enigma.
Primero, no obstante, he de explicaros el cifrado de Vigenère. Básicamente consiste en un cifrado de sustitución, como el citado anteriormente del artículo de María Estuardo, pero diferente para cada letra en función de una clave. No os asustéis: vayamos por partes. Os muestro a continuación la tabla de Vigenère:
Es una tabla con los alfabetos empezando cada vez por una letra posterior. La mejor forma de ver cómo funciona es explicando un ejemplo. Seguiré el mismo de la Wikipedia.
mensaje: P A R I S V A U T B I E N U N E M E S S E
clave: L O U P L O U P L O U P L O U P L O U P L
criptograma: A O L X D J U J E P C T Y I H T X S M H P
La clave es LOUP y así se va repitiendo letra tras letra. Vamos a codificar la primera P. Tomamos dicha P (del texto) de la primera fila y la L (de la clave) de la primera columna. Vemos que se cortan en la A y esa es la primera letra cifrada (está destacado en rojo en el gráfico anterior). Ahora vamos a cifrar la A. Análogamente, tomamos la A de la primera fila y la O de la primera columna: tenemos la O. Para la R, la tomamos también de la primera fila y la U de la primera columna y vemos que se cruzan en la L (destacado en azul en el gráfico anterior). Y así sucesivamente.
Si alguien intercepta el mensaje y no conoce la clave no podrá descifrarlo a priori sin conocer la clave; aunque sepa que es una codificación de Vigenère. Los métodos estadísticos no sirven, ya que la misma letra puede ser codificada de formas diferentes. A primera vista, parece imposible de descifrar, pero los criptoanalistas son gente muy hábil. Y lo consiguieron. Resulta que si conocemos la longitud de la clave ya podemos atacar el problema. Supongamos, como en este caso, que sabemos que la longitud de la clave es 4 (LOUP). Lo único que hay que hacer es un análisis estadístico para las posiciones 1, 5, 9, …; otro para 2, 6, 10, …; otro para 3, 7, 11, …; y finalmente otro para 4, 8, 12, … ya que el cifrado se repite cada cuatro posiciones y, por tanto, cada cuatro posiciones, tenemos una sustitución simple resoluble con los métodos estadísticos.
Para averiguar la longitud podemos hacerlo a través de la búsqueda de repeticiones en el texto (requiere una explicación, y la encontraréis en el libro que cito en fuentes). Recordad que siempre estamos pensando en un texto suficientemente largo. Ya podéis intuir que el secreto de la cifra Vigenère está en el tamaño de la clave: a clave más larga, mayor dificultad.
Esta codificación es obra, obviamente, de Blaise de Vigenère y estoy hablando de allá por el año 1585.
Artículo completo en: Historias de la Ciencia
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