Enigma, dove la tecnologia ebbe inizio, tesina

INFORMAZIONI

Enigma fu una macchina elettro-meccanica per cifrare e

decifrare messaggi. Nata da un tentativo di

commercializzazione, fu ampiamente utilizzata dalle

forze armate tedesche durante il periodo nazista e della

seconda guerra mondiale. Ideata dall'ingegnere tedesco

Arthur Sherbius nel 1918 enigma era una macchina

cifrante venduta legalmente in tutta europa. Solo piu

tardi i tedeschi decisero di utilizzarla, in una versione piu

complessa, per scopi bellici. Nonostante le modifiche e i

potenziamenti effetuatogli, un gruppo di esperti riuscì a

violarla nel 1932. I primi furono dei matematici polacchi

Rejewski, Rozycki e Zygalski. Il loro lavoro ha

permesso ulteriori lavori sulla sempre più aggiornata Nella foto:"Marian Rejewski"

macchina tedesca prima in Polonia e dopo anche in

Francia e Gran Bretagna.

FUNZIONAMENTO

1.Struttura

La macchina Enigma aveva l'aspetto di una

macchina per scrivere con due tastiere: la

prima, inferiore, e la seconda nella quale i

tasti erano sostituiti da lettere luminose che

si accendevano ogniqualvolta venisse

premuto un tasto sulla tastiera effettiva; la

sequenza delle lettere che si illuminavano

dava il messaggio cifrato (o quello in

chiaro, se si batteva il testo cifrato).

Il suo funzionamento si basava su tre

dischi cablati, detti "rotori", che avevano

26 contatti per lato (uno per ogni lettera

dell'alfabeto tedesco). I cablaggi interni dei

dischi mettevano in comunicazione stabile

ciascuna lettera su un lato con una lettera

dell'altro lato. Detti "lato L" e "lato R" i

due gruppi di contatti di ogni disco, uno

dei contatti del "lato L" del primo disco

riceveva la tensione dal deviatore del tasto

premuto, la trasferiva a un contatto,

predeterminato dal cablaggio, del suo "lato R", il quale "toccava" il

corrispondente contatto del secondo disco sul "lato L" del medesimo, e il

cablaggio del secondo disco trasferiva la tensione su un contatto predeterminato

del suo "lato R" e così al terzo disco. Il primo disco ruotava di una lettera a ogni

pressione di tasto, il secondo ruotava di una lettera ogni volta che il primo

compiva un giro e il terzo ruotava di una lettera quando il secondo finiva un

giro. I contatti del "lato R" del terzo e ultimo rotore venivano a toccare gli

omologhi di un disco "riflettore", dotato di contatti sul solo "lato L", che, cablato

in modo da trasferire la tensione fra contatti diversi del medesimo lato,

scambiava il collegamento della lettera del terzo rotore e rispediva indietro il

contatto attraverso tutti e tre i rotori: quindi la tensione applicata al contatto

della lettera premuta dall'operatore sulla tastiera veniva applicata sul contatto

corrispondente del primo rotore e usciva dallo stesso rotore attraverso un altro

contatto del medesimo "lato L", diretta ora verso una delle lampadine di Enigma

attraverso il deviatore del tasto corrispondente. Grazie al "riflettore" la macchina

poteva così funzionare anche come decodificatrice, inoltre le lettere non

potevano essere codificate con le stesse.

Sulla mascherina frontale Enigma aveva poi un quadro di spine (chiamato killer

crittografico). Utilizzando dei normali ponticelli elettrici era possibile creare

ulteriori difficoltà all'eventuale intercettatore, perché si invertivano gli impulsi

corrispondenti per alcune coppie di lettere.Tutte queste impostazioni facevano sì

che un messaggio potesse essere codificato da Enigma in 150.000.000.000.000

(150 milioni di milioni) di possibili combinazioni diverse.

Le disposizioni

operative per le unità

dotate della macchina

Enigma prescrivevano

che ogni giorno, per

motivi di sicurezza,

venisse modificato

l'assetto della macchina

disponendo

collegamenti differenti

per gli spinotti del

pannello,

posizionamenti reciproci

diversi per i tre rotori, assetto iniziale diverso (lettera da cui partire per la prima

codifica) di ciascuno di essi. Le informazioni relative erano contenute in un

cifrario-calendario distribuito a ogni unità dotata di macchina Enigma dove

erano indicati i rotori da usare, in quale ordine e con quale impostazione di

partenza, e la posizione dei ponticelli.

Cifratura e decifrazione del messaggio

2.

Prima di usare la macchina l'operatore addetto alla cifratura del messaggio

doveva:

1.Consultare la "chiave Enigma", ossia la chiave contenuta nel cifrario;

2.Prendere i tre rotori da usare per quel dato giorno;

3.Inserirli nella macchina nell'ordine indicato (Walzenlage);

4.Regolare gli anelli dei rotori sulla tripletta di lettere indicate nella chiave

Enigma di quel giorno (Ringstellung);

5.Configurare le spine di scambio lettere come stabilito dalla chiave Enigma di

quel giorno (Steckerverbindungen).

A questo punto la macchina era pronta a cifrare (o decifrare) un

messaggio.L'operatore riceveva il messaggio scritto. Via via che premeva sulla

tastiera effettiva una lettera del medesimo, sulla "tastiera luminosa" compariva

la corrispondente lettera cifrata e l'operatore (o chi per esso vicino a lui) la

registrava su un foglio. Al termine della cifratura il foglio sul quale era stato

scritto il messaggio cifrato veniva trasmesso (via radio o via filo, a seconda del

mezzo trasmissivo da usare al momento). Analogamente si procedeva in

decrittazione: l'operatore di Enigma riceveva dal marconista o da chi per lui il

messaggio cifrato, lo "batteva" sulla tastiera effettiva e le lettere in chiaro

comparivano via via sulla "tastiera luminosa".

STORIA

La macchina Enigma fu sviluppata da Arthur Scherbius in varie versioni a

partire dal 1918 quando ottenne il brevetto. Egli creò una società a Berlino, la

Scherbius & Ritter, per produrre tale macchina e mise in vendita la prima

versione commerciale nel 1923.

Dopo la scoperta da parte dei tedeschi del fatto che le comunicazioni navali

della prima guerra mondiale erano state decriptate dalla Gran Bretagna anche

tramite codici scoperti dopo l'affondamento di un incrociatore tedesco, il

governo tedesco pensò che fosse arrivata l'ora di affidarsi a un sistema sicuro per

criptare i propri messaggi importanti.

Scherbius realizzò quindi una versione diversa dalla precedente, con i circuiti

degli scambiatori modificati per impedire una decodifica dei messaggi nel caso

che qualcuna delle macchine già in circolazione fosse caduta in mani nemiche.

Diversi esemplari furono acquistati dalla Marina Militare Tedesca nel 1926, poi

nel 1929 il dispositivo venne acquisito dall'Esercito e da allora in poi

praticamente da ogni organizzazione militare tedesca e dalla maggior parte della

gerarchia nazista.

La Polonia invece sapeva che se la Germania avesse cominciato una guerra, essa

sarebbe stata la prima a essere attaccata, e chiese alla Francia i progetti e tutto

ciò che era stato recuperato per la realizzazione di un prototipo per provare a

violare il codice. I servizi segreti polacchi riuscirono così a decifrare Enigma,

grazie al matematico Marian Rejewski che progettò una macchina apposita

chiamata Bomba (da ingranaggi in movimento), per simulare il funzionamento

di una macchina Enigma e ottenere da un messaggio cifrato. I tedeschi però

cambiarono il funzionamento di Enigma introducendo un insieme di cinque

rotori, dei quali ne venivano usati sempre solo tre ma diversi ogni giorno: questo

moltiplicava per sessanta le combinazioni possibili e la Bomba polacca non

poteva affrontare un tale incremento di complessità.

Alla vigilia dell'invasione della Polonia, nel 1939, il progetto venne trasferito

agli inglesi, i quali

organizzarono un'attività di

intercettazione e decifrazione

su vasta scala delle

comunicazioni radio tedesche e

con l'aiuto di matematici come

Alan Turing, idearono diversi

metodi per forzare le chiavi di

codifica tedesche, che davano

come prodotto il testo in

chiaro. Nel 1944, un'ulteriore

evoluzione della bomba portò

all'introduzione

dell'elaboratore Colossus

(primo calcolatore matematico

in grado di essere programmato).

ALAN TURING (a short speech

about his life)

He was born in London on June 23rd 1912.

After high school , in 1931 he was Admitted

to King's College University of Cambridge

where he studied quantum mechanics , logic

and the theory of probability. In 1934 he

graduated with the highest marks and in

1936 won the Smith Award (Assigned to the

two Best Students Researchers in physics

and mathematics at the University of

Cambridge). In the same year he moved to Princeton University Colombia for

two years and then published the article "On computable numbers” in which he

described , for the first time , the one that would be called the “Turing machine”

and in 1940 he was head of the group of researchers involved in the decryption

of the machines used by the German Navy, including Enigma.

During World War II Turing went to the Department of Communications English

service to decipher the codes used in German communications, encrypted with

Enigma. When Britain went to war Turing worked in the group of

cryptographers at Bletchley Park and they work for the entire period of war on

the decryption of Enigma. Turing made a new version of Rejewski bomb. It was

the concept of the Turing machine that in 1942 the mathematicians at Bletchley

Park designed a machine called Colossus. After the war, the British government

imposed on all those who had worked on the decryption , the prohibition to

speak or write about any topic covered in that period. On March 31st ,1952 Alan

Turing was arrested for homosexuality and taken to court. He was forced to

choose between a custodial sentence to two years in prison or chemical

castration via estrogen medications. To avoid prison, Turing opted for the second

alternative; the depression was the reason that led him on June 7th 1954 , to

suicide.

LA MACCHINA DI TURING (MdT)

Nel 1936 il matematico inglese Alan Turing propose l'idea di una macchina che

fosse capace di eseguire ogni tipo di calcolo su numeri e simboli. Una MdT è

definita da:

•un nastro infinito

•una testina di

lettura/scrittura

•un'unità di controllo

Il nastro infinito

Il nastro infinito che può

essere considerato come il

supporto di memorizzazione

è suddiviso in celle, in una

cella può essere contenuto

un simbolo preso da un

alfabeto opportuno.

La testina di

lettura/scrittura

La macchina è dotata di una

testina di lettura/scrittura in

grado di leggere e scrivere il contenuto della cella del nastro su cui