martes, 23 de junio de 2009

Alan Mathison Turing, la máquina Enigma y el proyecto Ultra

El 23 de Junio de 1912 nacía Alan Mathison Turing (1912-1954), matemático, criptógrafo y pionero informático. Durante la Segunda Guerra Mundial Turing diseñó un ordenador con el que rompió los códigos criptográficos alemanes.

Enigma

La máquina Enigma era un dispositivo electromecánico, obra del holandés Hugo Alexander Koch y el alemán Arthur Scherbius. Este último fundó la empresa Chiffriermaschinen Aktien Gesellschaft en Berlín poniendo a la venta la primera versión comercial en 1923, la Enigma-A, siendo su finalidad 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 tras su adquisición por la marina alemana en 1926. El ejército alemán comenzó a emplear el diseño básico de la máquina en 1929, cuyo uso se extendió a la práctica totalidad de las organizaciones militares alemanas y la jerarquía Nazi. Durante la Segunda Guerra Mundial Alemania y las potencias del Eje usaron la máquina Enigma en prácticamente todas las comunicaciones por radio y telégrafo. El tráfico cifrado con Enigma incluyó de todo, desde mensajes de alto nivel sobre las tácticas y planes, previsiones meteorológicas e incluso las felicitaciones de cumpleaños.

General Heinz Guderian al frente de la 2ª División Panzer, Mayo 1940.
En la esquina inferior izquierda hay una máquina enigma.

El reto

Enigma consistía en un teclado similar al de las máquinas de escribir cuyas teclas eran interruptores eléctricos, un engranaje mecánico y un panel de luces con las letras del alfabeto. Dentro de la máquina había varias 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 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.

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 situaba, 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 llegaba al 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 sustituyendo 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.

Enigma era muy segura.

Ultra

A principios de 1939 el servicio secreto británico instaló su escuela gubernamental de códigos y cifrado (GC&CS) en Bletchley Park, a 80 km al norte de Londres. Allí, matemáticos, criptógrafos, jugadores de ajedrez y de bridge así como fanáticos de los crucigramas se enfrentaron a los problemas presentados por los alemanes y encontraron medios de quebrar muchos de ellos. La información así producida fue denominada "Ultra".

Entre los reclutados por el programa Ultra se encontraba Alan Turing, un oscuro matemático obsesionado con los límites formales de las matemáticas. En 1936 Turing presentó su concepto de "Máquina Universal", una máquina teórica que podría realizar las mismas tareas que cualquier otro ordenador, y en 1938 introdujo el concepto de hipercomputación, en el que ampliaba las Máquinas de Turing con las llamadas Máquinas Oráculo, las cuales permitían el estudio de los problemas para los que no existe una solución algorítmica.

En Bletchley Park Turing abandonó temporalmente sus máquinas teóricas y elucubraciones platónicas para diseñar la "bomba", un ordenador electromecánico que reducía enormemente el espacio de claves Enigma candidatas. La bomba de Turing fué la principal herramienta usada por los criptógrafos aliados para leer las transmisiones Enigma.

El último mensaje

En febrero de 2006, y gracias a un programa denominado "Proyecto-M4", se logró descifrar uno de los últimos mensajes que quedaban por desencriptar tras la rendición alemana en 1945. El mensaje, codificado por máquinas Enigma y enviado por un submarino desde el Atlántico, decía así:
nczwvusx pnyminhz xmqxsfwx wlkjahsh nmcocca kuqpmkcsm hkseinjus blkiosxck ubhmllxcs jusrrdvko hulxwccbg vliyxeoahx rhkkfvd rewezlxo bafgyujqukg rtvukameu rbveksuh hvoyhabcj wmaklfkl myfvnrizrv vrtkofdanj molbgffl eoprgtflvr howopbekv wmuqfmpw parmfhagkxiibg
Una vez desencriptado:
Señal de radio 1132/19. Contenido: Forzados a sumergirnos durante ataque, cargas de profundidad. Última localización enemiga: 8:30h, cuadrícula AJ 9863, 220 grados, 8 millas náuticas. [Estoy] siguiendo [al enemigo]. [El barómetro] cae 14 milibares. NNO 4, visibilidad 10
Así se ganan y se pierden las guerras.

Fuentes: Pirateado cruelmente de la Wikipedia (Turing, Enigma). Hay un artículo estupendo sobre Turing y Enigma en Matematiksider, así como un premiado Simulador Enigma. El año pasado escribí algo más original sobre Turing que puedes leer aquí. Como siempre, gracias por venir. Si te gustó el post puedes apuntarte a través del correo electrónico o por medio del feed RSS (más acerca del RSS). También puedes echarle un vistazo a mis elementos compartidos.

1 comentario:

Geles dijo...

Parece un tebeo de los antiguos, de ésos que ahora aparecen en los poemas de Luis Alberto de Cuenca, pero no, es verdad... una historia fascinante.