jueves, julio 26, 2018

La “Spanish Enigma“, su aportación clave al descifrado final de Enigma y el rapapolvo de Bletchley Park

Si te acercas al Espacio de la Fundación Telefónica y visitas la espectacular exposición permanente de “Historia de las Telecomunicaciones” (como ya nos contó Chema Alonso), entre todas las fantásticas piezas expuestas podrás ver una máquina Enigma. Un motivo más que suficiente para visitar la exposición. Aunque estos aparatos no son muy comunes, es relativamente fácil encontrarlas en museos alrededor del mundo. Pero esta en concreto es un poco diferente, así que merece la pena que te detengas unos minutos y prestarle un poco más de atención, ya que es una "Spanish Enigma".

Figura 1: La “Spanish Enigma“, su aportación clave al descifrado final de Enigma
y el rapapolvo de Betchley Park

Esta máquina Enigma tiene algo especial, tanto en su diseño como su historia, ya que este modelo tuvo protagonismo en su descifrado final. Es inevitable hablar de Enigma y que inmediatamente no aparezca Alan Turing, uno de los padres de la Inteligencia Artificial y de la computación en general, el cual fue clave en el descifrado de sus códigos desde los cuarteles de Bletchley Park, en Inglaterra.


Estamos hablando de la rara y poco común "Spanish Enigma", posiblemente sea una de las 26 (no hay muchas de este modelo por el mundo) que se encontraron en 2008 en perfecto estado en un cuartel militar de Madrid. Vamos a contar un poco lo que hay detrás de esta maravillosa máquina y ya verás como ahora verás esa máquina Enigma de una forma distinta.

Figura 3: Exposición de la Historia de las Telecomunicaciones en el Espacio de la Fundación Telefónica

Al comienzo de la Guerra Civil Española en 1936, las tropas nacionales de Franco compraron 10 máquinas Enigma a Alemania, mientras esperaban otra remesa que solicitaron unos años antes, cuyo pedido se estaba retrasando demasiado. Era necesario cifrar lo antes posible toda la información ahora que había comenzado la Guerra Civil.

Pero el alto mando de Hitler estaba preocupado por si estas máquinas caían en manos de los republicanos así que no les enviaron su mejor y último modelo, sino una versión prácticamente idéntica al modelo comercial “D” denominada esta vez como “K”. De hecho, estos equipos estaban a la venta desde los años veinte, así que los británicos consiguieron su primera máquina Enigma en 1927 de esta sencilla forma, simplemente comprándola.

Antes de continuar con la historia, vamos a ver por qué estas máquinas Enigma “K” (posiblemente la “k” vendría de “comercial” en alemán “Kommerziell”) encontradas en España con los números de serie A-XXX y K-XXX, son diferentes al resto. El modelo K, conocida internamente como A27 (27 por el año de fabricación 1927), fue una adaptación de la Enigma comercial, conocida internamente como A26. Esta era el modelo de la gama comercial más fuerte.

Figura 4: Modelos de la máquina Enigma

En primer lugar, tenemos que fijarnos en los cuatro rotores o ruedas (wheels) y la ausencia de un panel frontal (plugboard), presente en la mayoría de máquinas Enigma militares usadas por el ejercito alemán. Los rotores son posiblemente los elementos más importantes del dispositivo. Por defecto, la mayoría sólo llevaban tres rotores y su función era añadir el máximo de dificultad posible realizando un cifrado por sustitución, es decir, internamente venían ya “programados” con unos cambios definidos en su cableado interno (por ejemplo, el contacto número 1 se podía asignar al contacto 19 lo que implicaba cambiar la letra correspondiente a ese contacto por otra). Estos rotores estaban a su vez interconectados entre ellos conectando la salida de uno con la entrada del otro.

Entonces ¿por qué tiene cuatro rotores la Spanish Enigma?. Pues el cuarto rotor de nuestra Enigma se llama “reflector” (UKW) permitía añadir más complejidad además de permitir su decodificación a partir de la clave de cifrado. Este rotor evolucionó en versiones posteriores en un panel frontal o plugboard que hemos comentado antes. Por eso esta máquina no tiene el característico panel frontal de conexiones ya que esta función, bastante más limitada, la realizaba el rotor UKW, lo que hacía que esta máquina Enigma fuera un poco más sencilla de descifrar que sus sucesoras.

También hay que indicar que la Spanish Enigma utilizaba unos rotores modificados a medida con unas claves distintas a las que se suministraban de serie, lo que despistó en un principio al equipo de Bletchley Park. Destacar que la única máquina Enigma con cuatro rotores reales fue la temida Enigma M4 (o U-boat Enigma), que fue descifrada por Alan Turing y su equipo.

Figura 5: Detalle de los tres rotores de una Enigma tipo "D".

Debido a este diseño, pero principalmente a su incorrecto uso como veremos más adelante, los británicos lograron comprender y emular el funcionamiento de Enigma. En concreto fue posible gracias a Dilly Knox, un experto en descifrar manuscritos antiguos que trabajó en Bletchley Park junto a Alan Turing.

Dilly Knox trabajó estrechamente con el equipo polaco, los cuales fueron los primeros en descifrar los mensajes alemanes durante los años 30, hasta que estos actualizaron su Enigma, poniéndolos en una situación desesperada (ya que la invasión parecía inminente y hasta ahora tenían controladas las comunicaciones) haciendo que estos pidieran ayuda a los franceses y británicos.

Esto proporcionó la información sobre cómo habían estado descifrando los mensajes alemanes hasta entonces, siendo esta una pieza clave que finalmente contribuyó a su descifrado final. Knox consiguió decodificar todas las comunicaciones creadas con las máquinas Enigma “K” generadas por los ejércitos españoles y los italianos, aunque el verdadero objetivo de Knox era descifrar las comunicaciones alemanas, las cuales estaban mejorando y añadiendo complejidad de forma progresiva.

Figura 6: Despacho de Alan Turing en la "hut" 8 de Bletchley Park

Pero había un problema, las señales de radio alemanas no se recibían desde Gran Bretaña, pero sí las generadas por el ejercito español entre España y su embajada en Berlín, las cuales se recibían perfectamente desde las costas británicas. Así que Knox se puso manos a la obra, por fin tenía señales cifradas reales con las que probar sus técnicas de descifrado. Además, las comunicaciones cifradas con la Spanish Enigma entre el alto mando español ubicado en Madrid y las tropas destinadas en Alemania (como la División Azul) e incluso otras que pertenecían al mando alemán, eran bastante frecuentes.

Figura 7: Tropas alemanas utilizando la máquina Enigma, posiblemente una tipo D o K

Y aquí es donde empieza el "troleo histórico" y el rapapolvo del equipo de Bletchley Park a los militares del ejército de Franco que usaban la Enigma.

Cuando los británicos descifraron las máquinas nadie se enteró como ya podéis imaginar. Tanto fue así y tan engrasada estaba la maquinaria de descifrado de Bletchley Park que los aliados conocían el contenido de los mensajes cifrados antes que el mismísimo alto mando alemán, tal y como contamos en nuestro libro “Microhistorias: anécdotas y curiosidades de la Informática”.

Todos sabemos las maravillosas y positivas consecuencias de este gran logro al descifrar las máquinas Enigma, sobre todo en acortando el tiempo de guerra y por lo tanto reduciendo el número de víctimas. Pero pocos saben que después de la guerra tampoco se hizo público que los Aliados habían conseguido este logro.

Figura 8: Libro "Microhistorias: anécdotas y curiosidades de la historia de la informática"
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Los países que compraron las máquinas Enigma a los alemanes la siguieron usando después de la guerra totalmente confiados, como pasó en el régimen de Franco en España, pensando que aún eran seguras. Pues esto no era así y durante varios años después de caer Hitler y su régimen de terror, los Aliados sabían absolutamente todos los movimientos de los países que aún enviaban mensajes utilizando la “Spanish Enigma” (o cualquier otra posterior). Y esto duró hasta principios de los años 50 cuando ya se dejaron de utilizar definitivamente.

En un informe creado por el equipo de Bletchley Park aparece el siguiente texto hablando sobre la mala utilización por parte de las fuerzas franquistas de la máquina Enigma:
“Como nos esperábamos (debido a la estructura con repeticiones de los mensajes), los españoles utilizaban Enigma de una forma infantil e incompetente. El orden de los rotores nunca cambiaba, y las claves se creaban para durar hasta cien días, el Ringstellung (manilla del rotor que se usaba para cambiar las posiciones del cableado interno de los rotores) duraban hasta 10 días y los indicadores de sustitución hasta cien días”.
Al parecer los militares que utilizaban las máquinas Enigma no estaba instruidos en las bases mínimas para poder generar mensajes correctamente para que fueran lo más complejos posible. Como por ejemplo cambiar el orden de los rotores a diario como mínimo (aunque más adelante se llegó a un nivel de paranoia mayor, realizando cambios no sólo de los rotores, con más asiduidad casi por mensaje).

Así que la clave principal que llevó a su descifrado, al igual que ocurrió con la Enigma nazi más delante, estaba en la repetición de dichos mensajes y también en la pobre elección de claves (nombre de ríos y provincias españolas, países, etcétera). En general, por las malas prácticas en el uso de la máquina.

Figura 9: Detalles de la temida Enigma M4 y sus diferentes componentes

Pero esto no fue lo que llevó a los británicos a descifrar las comunicaciones españolas, sino el uso repetitivo de mensajes usando la misma clave de los italianos, al menos 20 mensajes. Esto fue lo que realmente ofreció una pista sólida a los británicos para descifrarlos y averiguar el cableado usado por los italianos, y claro, más tarde se dieron cuenta que los españoles usaban el mismo para poder comunicarse con ellos.

En concreto había un mensaje con la frase “DIVISION NO HA DADO HOY PARTE NOVEDADES” (posiblemente dirigido a la División Azul que combatía con los alemanes) que se repetía a menudo y los criptógrafos de Bletchley Park consiguieron encontrar una relación entre en texto cifrado y las letras contenidas en este mensaje.

Figura 10: Máquina Bombe

Knox consiguió descifrar la Spanish Enigma sólo utilizando lápiz, papel y cerebro. Pero para conseguir descifrar la Enigma M4, Alan Turing además de los mismos elementos que usó Knox utilizó uno adicional, uno electromecánico, la Bomba o Bombe. Había nacido la era moderna de las comunicaciones cifradas y de los ordenadores.

NOTA: Si queréis toda la información detallada sobre la Spanish Enigma, no dudéis en consultar este magnífico documento. En 2012 hicimos una visita a Blechtlley Park, en este enlace podéis ver la primera y la segunda parte con muchas fotos interesantes como máquinas Enigma, una réplica de Bombe y las famosas “hut” (cabañas) donde trabajaban los equipos de descifrado de Alan Turing (incluido su despacho).

Autores:

Fran Ramírez, (@cyberhadesblog y @cybercaronte) miembro del equipo de Crazy Ideas en CDO en Telefónica, co-autor del libro "Microhistorias: Anécdotas y Curiosidades de la historia de la informática (y los hackers)", del libro "Docker: SecDevOps" y del blog Cyberhades.

Rafael Troncoso (@tuxotron) es DevOps Tech Lead en USCIS/DHS, co-autor del libro "Microhistorias: Anécdotas y Curiosidades de la historia de la informática (y los hackers)", del libro "Docker: SecDevOps" y del blog Cyberhades.

2 comentarios:

Ignacio Agulló dijo...

Lo del "rapapolvo" no es más que un gancho para atraer la atención. Evidentemente, ningún británico tuvo a su alcance echar un rapapolvo a España. Por un lado porque entonces eran enemigos y ningún español le hubiese escuchado, y por otro por lo que decía Napoleón... "Nunca interrumpas a tu enemigo cuando se está equivocando".

cybercaronte dijo...

Hola Ignacio, soy Fran uno de los autores del post. Ante todo gracias por tu comentario. Exacto, hasta 1976 todo lo que rodeaba a Bletchley Park fue un absoluto secreto justamente por lo que dices, podían aprovechar todo lo que habían descubierto durante muchos años sin que el enemigo sospechara y así tener una posición dominante, tal y como ocurrió (excepto algunas filtraciones que casi echan al traste el secretismo). El rapapolvo que hablamos por supuesto que no se les dijo a los españoles (faltaría más), aparece en un documento interno de 1946. "A History of the Solution of Unsteckered Enigmas and Abwehr Machine Cyphers 1941–1945." GC&CS Secret Service Sigint Volume II: Cryptographic Systems and their Solutions. I: Machine Cyphers, The British National Archives. Kew, London. TNA PRO HW 43/7, Document retained by GCHQ under Section 3.4 of the Public Records Act. Podemos decir que fue un rapapolvo "en diferido" ;). Gracias de nuevo.

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