Enigma, il codice segreto della Wehrmacht

Enigma

Il codice segreto della Wehrmacht

Antonello Gerbi

Liceo Scientifico Statale Elio Vittorini, Milano

2007

1 La macchina Enigma

1.1 Che cos'è Enigma?

Enigma era il nome della macchina utilizzata dall'esercito tedesco, prima e durante il secondo conflitto mondiale, per cifrare-decifrare (come si vedrà la macchina funzionava in entrambi i “versi”) le comunicazioni interne. Questa macchina era per il tempo estremamente avanzata, come dimostrano le innumerevoli fatiche compiute dagli scienziati e dai crittoanalisti Alleati nel cercare un sistema in grado di capirne il segreto.

1.1.1 L'invenzione originaria e la sua adozione da parte della Wehrmacht

Il primo prototipo di Enigma fu brevettato nel 1919 da Arthur Scherbius, ingegnere elettrotecnico di Francoforte; nel 1923 cominciò a vendere la versione commerciale della La macchina Enigma sua invenzione, dopo aver fondato una società a tale scopo. I nazisti, essendosi resi conto delle enormi potenzialità di Enigma, la acquisirono nel 1929 per la propria milizia (e successivamente per l'esercito), e da quel momento in poi praticamente ogni comunicazione tedesca venne trasmessa solo dopo essere stata cifrata (si pensi che neanche i bollettini meteorologici venivano trasmessi in chiaro). La macchina era perfetta per l'esercito, in quanto relativamente piccola e leggera, e quindi trasportabile direttamente al fronte.

Nel 1939, inoltre, il progetto venne modificato dai tedeschi, poiché la versione “commerciale” era ampiamente diffusa e quindi più facilmente decrittabile, con l'aggiunta di alcuni meccanismi che avrebbero dovuto aumentare la sicurezza del sistema.

1.2 La macchina

Per analizzare il funzionamento di Enigma, bisogna risalire ad alcuni sistemi di crittografia conosciuti da molti secoli; difatti la genialità della macchina stava proprio nella combinazione di diversi sistemi di cifratura.

1.2.1 Nozioni base di crittografia e crittoanalisi

Il primo di questi sistemi risale addirittura ad almeno 2000 anni fa: ne parla Svetonio, ed è comunemente conosciuto come “cifrario di Cesare”. Questo sistema semplicissimo (ma per l'epoca praticamente impossibile da violare) consiste nella sostituzione lineare di un alfabeto ad un altro traslato di n posizioni. Così ad esempio in una traslazione n=2:

A B C D E F G H diventa

C D E F G H I L

Questo tipo di sostituzione viene chiamato “sostituzione monoalfabetica”. La banalità del cifrario di Cesare appare evidente, anche perché il numero di chiavi diverse utilizzabili è 25 (il numero totale di traslazioni possibili), ma si dovrà aspettare all'incirca l'anno 1000 perché gli arabi trovino un modo per violarlo.

Un passo in avanti fu compiuto da Thomas Jefferson (presidente degli USA dal 1801 al 1809), il quale ideò un nuovo cifrario, il “cilindro di Jefferson”.

Il nome deriva dal suo aspetto: era infatti un cilindro composto da 36 (numero variabile in base alla lunghezza del testo da criptare) piccoli dischi. Ogni disco concettualmente funziona come un cifrario di Cesare, con una sostituzione monoalfabetica di ciascuna lettera, tuttavia la serie di lettere dei dischi non era necessariamente lineare, poteva anzi essere praticamente casuale; la chiave del testo è data dalla posizione dei dischi, e da un numero (compreso tra 1 e 25) che rappresenta la riga in cui appare il testo cifrato. Questo tipo di sostituzione viene chiamato “sostituzione polialfabetica”.

Dal punto di vista della sicurezza, questo sistema rappresentava un enorme passo in avanti: difatti il numero di chiavi è dato da 25 (il numero delle righe su cui leggere il cifrato), e da 25! (il numero di combinazioni possibili

Il cilindro di Jefferson su una singola ruota) e dal numero N totale di cilindri. Le combinazioni

24xN

possibili (o chiavi) sono così all'incirca 4x10 ; questo è un numero incredibilmente elevato, soprattutto se confrontato al 25 del cifrario di Cesare. Ciononostante l'invenzione di Jefferson fu pressoché dimenticata per almeno un secolo, quando venne riscoperta ed utilizzata dall'esercito statunitense.

1.2.2 Il funzionamento

Dopo queste necessarie premesse, è possibile descrivere il funzionamento di Enigma. A prima vista, può sembrare solo una macchina da scrivere un po' strana; in realtà sotto alla sua scocca si nasconde un complesso sistema di rotori, cavi e lampadine.

Una macchina Enigma aperta

Si possono distinguere 5 diversi elementi fondamentali:

• La tastiera, dove veniva immesso il testo da cifrare (da notare la disposizione dei tasti, tedesca, denominata QWERTZU, a differenza di quella americana, ed anche italiana, QWERTY);
• Un pannello di commutazione frontale che permetteva di scambiare all'origine alcune lettere a coppie;
• Tre rotori (quattro in una versione successiva), il vero cuore della macchina, che attuano il processo di cifratura sul segnale in ingresso dalla tastiera, con alcune lettere eventualmente commutate;
• Un riflettore, che rispedisce il segnale in direzione opposta facendolo passare nuovamente per i rotori;