Manual Enigma

5/14/2018 Manual Enigma - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/manual-enigma 1/18

MANUAL DO ENIGMA SIM v6.4

Sobre o Enigma Sim

Este programa é uma simulação exata da famosa máquina de cifraralemã Enigma, dos modelos de 3 rotores da Wehrmacht (Exército) eLuftwaffe (Força Aérea), do modelo M3 de 3 rotores da Kriegsmarine(Marinha) e do famoso modelo M4 de 4 rotores da Kriegsmarine, queforam usados durante a II Guerra Mundial de 1939 a 1945. Você podeescolher qualquer um desses modelos, selecionar diferentes rotoresdenominados “Waltzen”, modificar as ligações internas dos rotores,operação chamada “Ringstellung” e permutar letras mediante uso deplugues denominados “Stecker”. As conexões internas de todos osrotores são idênticas às usadas pela Wehrmacht, Luftwaffe eKriegsmarine. O simulador é, portanto, plenamente compatível com averdadeira máquina Enigma; você poderá decifrar mensagens

originais ou cifrar suas próprias mensagens.Este manual explica como usar o simulador Enigma, descreve osprocedimentos para cifrar mensagens tal como era feito pelas ForçasArmadas Alemãs; contém uma descrição técnica completa e umabreve história da Enigma.

Para maiores informações, por favor, visiteCipher Machines & Cryptologyhttp://users.telenet.be/d.rijmenants Tradução para o português: Czeslau L. Barczak

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O SOFTWARE DO SIMULADOR ENIGMA É FREEWARE E PODE SER USADO E DISTRIBUIDOSEGUNDO AS SEGUINTES RESTRIÇÕES: É TERMINANTEMENTE PROIBIDO USAR ESTESOFTWARE OU CÓPIAS DE SUAS PARTES PARA USO COMERCIAL, VENDER, ALUGAR OUOBTER LUCROS COM ESTE PROGRAMA POR QUAISQUER MEIOS. ESTE SOFTWARE PODE SERUSADO APENAS DE ACORDO COM ESTAS CONDIÇÕES.

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© D. Rijmenants 2006Cipher Machines & Cryptologyhttp://users.telenet.be/d.rijmenants



Como usar o Simulador

Para preparar o Simulador Enigma, é necessário selecionar o refletor, os rotores e sua seqüência,posicionar os anéis de ajuste, inserir os cabos e colocar a máquina na posição de iniciar. Como vocênotará, haverá sempre uma imagem de mão visivel quando você move o mouse para os locais ondepode selecionar alguma coisa ou clicar sobre algo. Você pode também mover e clicar o mouse sobre aetiqueta no canto direito superior para abrir o Menu do Simulador.

Ajuste das posições dos rotores

Dê um clique no fecho direito [1] para abrir a tampa e revelar o mecanismo da Enigma.

Dê um clique em um rotor [2] para retirá-lo de dentro da máquina.

Dê um clique no espaço vago [3] da caixa de rotores para colocar o rotor na caixa.



Agora você pode selecionar outro rotor da caixa dando um clique no rotor desejado. Com o rotor forada caixa, você pode reposicionar o anel de ajuste 'Ringstellung' clicando na metade superior [4] ouinferior [5] do rotor mostrado. Depois de ajustar o rotor, você deve clicar no espaço vago da Enigmapara colocar o rotor naquela posição. Se achar mais fácil, você pode colocar primeiro todos os rotores nacaixa e então selecionar, ajustar e inserir um por um na máquina.

Selecionado os refletores

Você pode mudar o refletor [6] clicando com o botão esquerdo ou o direito do mouse, sobre a letra queaparece no refletor. Mudando de refletor você pode selecionar diferentes modelos da Enigma.

Você pode escolher o refletor largo B ou C dos modelos de 3 rotores da Wehrmacht e Luftwaffe, orefletor largo B ou C do modelo de 3 rotores da Kriegsmarine M3, e o refletor fino B ou C do modelo de4 rotores Kriegsmarine M4. Note que no modelo da Wehrmacht-Luftwaffe, você pode selecionar dentrecinco rotores e dois refletores, no modelo Kriegsmarine M3 dentre oito rotores e dois refletores largos, eno modelo M4 escolher dentre oito rotores, dois rotores especiais chamados 'Zusatzwalzen' ou rotoresGregos chamados Beta e Gamma (que não tem avanço) e que são colocados logo antes do refletorfino, e os dois refletores finos.



Uma vez que os rotores estejam nos seus lugares você pode fechar a tampa clicando na alavanca [7] àesquerda do relfetor.

Nota especial sobre os rotores: se você estiver usando o modelo M4 com o refletor fino B e o rotor Betacomo 4º na “posição-zero” (rotor e anel ajustado em A), a máquina é compatível com seu predecessor,o modelo M3 de 3 rotores, e o o modelo de 3 rotores do Exército com o refletor largo B (claro, eles sãocompatíveis apenas quando os outros três rotores e seus ajustes são iguais). Os circuitos do rotor foramprojetados de modo que diferentes componentes do Exército poderiam trocar mensagens, emborafossem diferentes modelos da Enigma.

Ligando os cabos

Para ligar os plugues de uma tomada para outra (para trocar as conexões das letras) você deve clicarsobre os terminais na parte de baixo da Enigma. O painel de plugues ou 'Steckerbrett' vai aparecer.Simplesmente clique no plugue desejado [8] que você quer conectar ao plugue [9]. Para desfazer a

conexão clique sobre um dos plugues [10] e ambas as conexões dos plugues desaparecem. Depois queterminar o ajuste dos plugues você pode retornar à imagem da posição normal da Enigma clicandosobre as teclas acima do painel de tomadas.



Ajuste da posição inicial

Na tela principal você pode mudar a posição de início dos rotores, operação denominada 'Grundstellung'clicando na metade superior [11] ou inferior [12] da roda dentada do rotor. A posição de início pode serarquivada temporariamente pressionando INS (ou Insert) e pode ser recuperada pressionando HOME.

A Caixa de Texto e a Prancheta

Uma vez ajustada a máquina (rotores escolhidos, ajustados e colocados na posição inicial), você podedigitar um texto usando as teclas da Enigma. Clique no fecho da Enigma [13] para abrir a Caixa deTexto na parte inferior, que mostra texto e cifras. O texto ou a cifra pode agora ser digitado usando oteclado do seu PC. Para apagar o texto pressione DEL (Delete) ou Backspace (Retorno). Clicando denovo no fecho [13], a caixa de texto desaparece. Clicando dentro da caixa de texto ou pressionando F5,uma Janela chamada “Smart Clipboard” (Prancheta) aparece. Na Prancheta você pode selecionarEntrada Digitada (Typed Input) ou Saída da Enigma (Enigma Output), pressionando “Apply NewFormat”. O texto e as cifras são formatadas em grupos de cinco letras na máquina da Wehrmacht e emgrupos de quatro letras em ambas máquinas M3 e M4 da Marinha. Pressionando “To Clipboard” vocêtransfere o texto ou a cifra para a janela de Auto Digitação, onde pode ser recuperado e editado.



Usando a opção de Auto Digitação

Se estiver digitando um texto muito extenso, para evitar digitar pelas teclas do simulador, você podeusar a janela de “Auto Typing” (Auto Digitação). Esta janela aparece se você pressionar F6. Nela vocêpoderá digitar, editar ou colar partes de texto ou de cifras, ou recuperar o conteúdo da Pranchetaclicando “Get Clipboard”. Você pode selecionar quatro diferentes velocidades de operação (digitação)da máquina. Pressione “Start” e observe a Enigma digitando automaticamente o texto ou a cifra queestão na janela “Auto Typing”. A Caixa de Texto mostrará o resultado. Durante a Auto Digitação vocêpode abortá-la pressionando ESC. Esteja seguro de que os rotores estão ajustados, nas posições

corretas e as letras no painel de plugues estão conectadas antes de iniciar a Auto Digitação.

Nota: a Auto Digitação processa apenas caracteres do alfabeto e ignora outros caracteres como figuras,sinais e espaços. Quando decodificar, verifique se na mensagem há Grupos de Identificação(Kenngruppen). São grupos de letras geralmente no início da mensagem; você deve apagá-los da janela de texto.

Gravar (Save) e Carregar (Load) os Ajustes da Máquina

No Menu do Simulador (clique na etiqueta branca) você poderá ver a instalação (Setup) da máquinaatual e o nome do arquivo, gravar (Save) os ajustes atuais e carregar (Load) outros ajustes, ou limpar(Clear) e retornar aos ajustes básicos (Default). Os ajustes da máquina são gravados com a extensãode arquivo .eni. Na partida (Startup) o simulador será aberto com os ajustes usados na última vez. Senenhum arquivo de ajustes for encontrado os ajustes básicos (Default) serão carregados.

Saindo do Simulador

Para sair do Simulador Enigma clique no plugue de energia (Power) localizado na parte superior e àdireita da Enigma. Se desejar, você pode gravar (Save) os atuais rotores e ajustes dos plugues (asposições iniciais dos rotores não serão gravadas).

Criptoanálise e Modo de Teste

Para realizar criptoanálise e fazer testes, você pode desligar o mecanismo de avanço dos rotoresusando F10. Um aviso será mostrado acima dos rotores. Use F10 de novo para restabelecer omecanismo de avanço.

Extras

Clicando no fecho da esquerda você verá uma galeria de figuras e clicando na etiqueta ENIGMA naparte superior verá a janela Sobre (About).



Como a máquina foi usada pelos militares alemães

Aqui se mostra um exemplo de como a Luftwaffe alemã enviava mensagens cifradas por meio daEnigma. A chave secreta diária não era usada para cifrar a própria mensagem, essa chave era usadapara cifrar uma “mensagem-chave” ou “trigrama” escolhida aleatoriamente pelo operador. Estamensagem-chave era usada para cifrar o restante da mensagem. Com este procedimento evitava-se oexcessivo uso da chave secreta diária, e cada mensagem era cifrada com outra chave escolhidaarbitrariamente. Durante a guerra diferentes sistemas de uso do livro de chaves como este foramelaborados. Em geral, o livro de chaves continha os ajustes para cada dia de um mês inteiro.

A folha de chaves do operador continha as seguintes informações:

-----------------------------------------------------------

Tag Walzenlage Ringstellung Steckerverbindungen

(Dia) (Rotores) (Anel de Ajuste) (Conexões dos plugues)

-----------------------------------------------------------

31 I II V 06 22 14 PO ML IU KJ NH YT GB VF RE DC

30 III IV II 17 04 26 BN VC XS WQ AZ GT YH JU IK PM

29 V I III 15 02 09 ML KJ HG FD SQ TR EZ IU BV XC

-----------------------------------------------------------

No dia 31 a seguinte mensagem era transmitida:

U6Z DE C 1510 = 44 = EHZ TBS =

QBLTW LDAHH YEOEF PTWYB LENDP MKOXL DFAMU DWIJD XRJZ=

Para decodificar a mensagem realizam-se os seguintes passos:

1. Selecione os Rotores (Walzen I, II e V)) e ajuste o anel de cada rotor (Ringstellung) Rotor I: 06,Rotor II: 22 e Rotor V: 14. Coloque os Rotores na máquina e ajuste os Plugues (Stecker) para odia 31: PO ML IU KJ ... etc.

2. Ajuste a posição inicial para EHZ, o primeiro trigrama de letras da mensagem3. Nesta posição, decodifique o segundo trigrama TBS para obter a mensagem-chave. Isso deveria

resultar em XWB4. Ajuste a mensagem-chave decifrada como a posição de início na máquina5. Agora decifre o restante da mensagem...

Esta poderá ser a sua primeira mensagem decifrada. Boa Sorte!Sugestão: copie a mensagem cifrada QBLTW LDAHH ... etc para um papel. Em seguida com a EnigmaSim previamente ajustada conforme indicado digite a mensagem cifrada.



Outro exemplo

A mensagem original em duas partes que segue é uma pré-edição de um projeto de decifração emandamento, para decifrar um grande número de mensagens Alemãs, um esforço conjunto de GeoffSullivan e Frode Weierud, dois membros do Crypto Simulation Group (CSG). É uma mensagem da SS-Totenkopf Division e é de uma batalha contra a Rússia, operação Barbarossa.

Os ajustes são conforme recuperados pelos criptoanalistas do CSG

Modelo de 3 rotoresUKW:B (refletor)Walzenlage: 245Ringstellung: BULStecker: AV BS CG DL FU HZ IN KM OW RX

Não se esqueça de usar o primeiro trigrama de cada parte como a posição inicial para decodificar osegundo trigrama de modo a recuperar a mensagem-chave, que é a posição inicial para o restante damensagem.

Nota Importante: RFUGZ e FNJAU são 'Kenngruppen', grupos para identificação da chave que foiusada, e que não deve ser usada durante a decifração!

A mensagem:

Befordert am: 07.07.1941 1925 Uhr Durch:

Funkspruch Nr.:20 Von/An: f8v/bz2

Absendende Stelle : SS-T Div Kdr An: LVI A.K.

fuer m7g 1840 - 2tl 1t 179 - WXC KCH –

RFUGZ EDPUD NRGYS ZRCXN

UYTPO MRMBO FKTBZ REZKM

LXLVE FGUEY SIOZV EQMIK

UBPMM YLKLT TDEIS MDICA

GYKUA CTCDO MOHWX MUUIA

UBSTS LRNBZ SZWNR FXWFY

SSXJZ VIJHI DISHP RKLKA

YUPAD TXQSP INQMA TLPIF

SVKDA SCTAC DPBOP VHJK

2tl 155 - CRS YPJ -

FNJAU SFBWD NJUSE GQOBH

KRTAR EEZMW KPPRB XOHDR

OEQGB BGTQV PGVKB VVGBI

MHUSZ YDAJQ IROAX SSSNR

EHYGG RPISE ZBOVM QIEMM

ZCYSG QDGRE RVBIL EKXYQ

IRGIR QNRDN VRXCY YTNJR

SBDPJ BFFKY QWFUS



Para aqueles que podem ter dificuldades em compreender o conteúdo da mensagem em alemão,segue-se uma versão em português (a decifração do original é seu trabalho!).

Unidade de reconhecimento de KURTINOWA a noroeste de SEBEZ em movimento em direção

a DUBROWSKI, OPOTSCHKA. Iniciou movimento às 18:30. Ataque. Regimento de Infantaria

3 vai devagar mas sem dúvida para a frente. Hora: 17:06. I (número romano 1). Regimento de

Infantaria 3 em movimento iniciando a 16 km leste-oeste de KAMECEC.

Comandante de Divisão

Message copyright by Geoff Sullivan and Frode Weierud

Guerra no Mar

O seguinte fragmento de mensagem contém uma importante peça da história da guerra naval. Foiinterceptada pelos criptoanalistas britânicos e tornou possível uma ação decisiva da Royal Navy.

Ajustes para a mensagem:

Modelo de 3-rotoresUKW: B (refletor)Walzenlage: 314Stecker: BU CP EI GN HT LZ MX OSRingstellung: SXA (19-24-01)Posição inicial: LBW

A mensagem:

...MQLDI BNWQB RITNG UHCQH

YTRNB ZBFXD DSEXG BNGDA

IATLL KJTEC MLKBS ZMJKW

KDUSU JKRQV YLYFT IWSRK

NQSFH FFBLB DLTDQ JTZWB

NEAQZ CMJJG KFHPU IRHFL

BUEDK IJGQU XVAYK JOKMK

GLBSP AIXCN ...

Nota: Embora seja uma mensagem da marinha, apenas três rotores foram usados. Conforme explicado,algumas mensagens eram enviadas desta forma para que o modelo M4 ficasse compatível com omodelo M3. Infelizmente para a Alemanha isso deu aos criptoanalistas britânicos grande pistas para oscomplicados códigos navais de 4-rotores.



Notas e abreviaturas

A Kriegsmarine usava as seguintes abreviaturas antes da cifração do seu texto:

X = PontoY = VírgulaUD = Ponto de InterrogaçãoXX = Dois PontosYY = Travessão/Hífen/Traço Inclinado

KK*****KK = ParêntesisJ*****J = Acentuação

Números eram escritos como palavras.

A Wehrmacht usava outras abreviaturas:

KLAM = ParêntesisZZ = VírgulaX = Ponto Final (final de frase)YY = Ponto (marca)X****X = Aspas

Ponto de interrogação (Fragezeichen em alemão) usualmente tem uma das seguintes formas deabreviatura: FRAGE, FRAGEZ ou FRAQ

Nomes estrangeiros, lugares, etc. são delimitados por “X”, por exemplo, XPARISXPARISX

Os caracteres CH são escritos como Q, por exemplo, ACHT é escrito como AQT, RICHTUNG COMORIQTUNG

É proibido criptografar a palavra “null” várias vezes seguidas. Para algumas abreviaturas são usados:

00 = CENTA000 = MILLE0000 = MYRIA

Exemplo: 200 = ZWO CENTA, 00780 = CENTA SIEBEN AQT NULL



Detalhes Técnicos da Máquina Enigma

A máquina Enigma é um dispositivo eletro-mecânico. Consiste em um teclado(Configuração QWERTZ Alemã), um painel delâmpadas, representando o alfabeto, e três ouquatro rotores. Estes rotores avançam cadavez que uma tecla é pressionada. Uma teclapressionada converte-se, pelos rotores eplugues, em uma lâmpada acesa, querepresenta a letra cifrada. Há na máquina umcompartimento para uma bateria de 4 volts eum plugue para conectar a máquina a umabateria externa ou a uma fonte tipo AC comtransformador.

A figura à direita mostra as conexões. Parasimplificar o exemplo, apenas quatrocomponentes são mostrados. Na realidade, há26 lâmpadas, teclas, plugues e conexões

dentro dos rotores. As correntes fluem dabateria [1] através dos contatos duplos dasteclas de letras [2] para o painel de plugues[3]. O painel de plugues permite rearranjar asconexões entre o teclado [2] e o disco fixo [4].Depois, a corrente flui da tecla [2] através doplugue não usado e, portanto, fechado [3] esegue para o disco fixo [4] e pelos fios dosrotores [5], em número de três (na EnigmaWehrmacht) ou quatro (na Kriegmarine M4),até o refletor [6]. O refletor retorna a correntepor um caminho diferente, pelos rotores [5], ao

disco de entrada [4], e prossegue para o painel de plugues e através do plugue “S” [7] que estáconectado por um cabo [8] ao plugue “D” seguindo para a tecla [9] e para a lâmpada “D” que acende.Note que pressionando uma tecla, primeiro ocorre o avanço do rotor e somente depois a corrente éenviada através dos rotores para a lâmpada. Soltando a tecla a lâmpada apaga. Portanto se nenhumatecla estiver pressionada, a posição dos rotores corresponderá à letra previamente cifrada.

Os Rotores ou Walzen

Os rotores (Walzen em alemão) são os elementos mais importantes da máquina. São discos e temaproximadamente 10 cm de diâmetro, são feitos de metal ou baquelita. Um disco consiste de umacápsula com um entalhe fixo e um anel com o alfabeto ou números. O centro do rotor é um discopequeno rotativo com 26 contatos com molas no lado direito, fios interligando-os com 26 contatos

planos no lado esquerdo. A mudança das fiações internas, do entalhe com relação ao alfabeto, échamada de ajuste do anel ou Ringstellung. As fiações internas são diferentes para cada rotor. Essasconexões representam uma cifração por substituição. A combinação de vários rotores, com permanentetroca de posições uma em relação à outra, é o que torna a cifração tão complexa. Cada rotor tem à suaesquerda um entalhe, à sua direita uma catraca. São usados pelo mecanismo de passo para daravanço aos rotores.

A máquina foi introduzida com três rotores. Em1939 o conjunto foi ampliado para cinco rotores,marcados com os numerais romanos I, II, III, IV e V, todos com um único entalhe. A Kriegmarineestendeu o conjunto de rotores com mais três chamados VI, VII, e VIII, com dois entalhes. Em 1942, aKriegmarine M4 introduziu um quarto rotor. Para conseguir isso, os refletores largos B e C da versão detrês rotores foram substituídos por refletores finos B e C, fazendo espaço para o quarto rotor especial.Os rotores quatro tinham duas configurações chamadas Beta e Gamma, com contatos de molas deambos os lados. Eles eram incompatíveis com os outros oito rotores.



Tabelas de conexões dos rotores

Rotores Kriegsmarine/Wehrmacht/Luftwaffe (modelo de 3 rotores)

Input = ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ (lado direito do rotor)

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I = EKMFLGDQVZNTOWYHXUSPAIBRCJ

II = AJDKSIRUXBLHWTMCQGZNPYFVOE

III = BDFHJLCPRTXVZNYEIWGAKMUSQOIV = ESOVPZJAYQUIRHXLNFTGKDCMWB

V = VZBRGITYUPSDNHLXAWMJQOFECK

Rotores usados apenas pela Kriegsmarine (modelos M3 de 3 rotores e M4 de 4 rotores)


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VI = JPGVOUMFYQBENHZRDKASXLICTW

VII = NZJHGRCXMYSWBOUFAIVLPEKQDT

VIII = FKQHTLXOCBJSPDZRAMEWNIUYGV

Rotores quatro especiais, também chamados Zusatzwalzen ou rotores Gregos. Usados apenas naKriegsmarine M4 com refletores finos.


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Beta = LEYJVCNIXWPBQMDRTAKZGFUHOS

Gamma = FSOKANUERHMBTIYCWLQPZXVGJD

Com a fiação do refletor largo B um “A” retorna como “Y” e “Y” retorna como “A”.Note que as fios estão permanentemente conectados como círculo fechado entre duas letras.Refletores largos B básicos da Wehrmacht e Luftwaffe:

Contatos = ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ

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Refletor B = YRUHQSLDPXNGOKMIEBFZCWVJAT

Refletor C = FVPJIAOYEDRZXWGCTKUQSBNMHL

Refletores finos, Kriegsmarine M4 apenas:

Contatos = ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ

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Refletor B Thin = ENKQAUYWJICOPBLMDXZVFTHRGS

Refletor C Thin = RDOBJNTKVEHMLFCWZAXGYIPSUQ

Posições d avanço

I = Q (se o rotor avança de Q para R, o rotor seguinte avança um passo)II = E (se o rotor avança de E para F, o rotor seguinte avança um passo)III = V (se o rotor avança de V para W, o rotor seguinte avança um passo)IV = J (se o rotor avança de J para K, o rotor seguinte avança um passo)V = Z (se o rotor avança de Z para A, o rotor seguinte avança um passo)VI, VII e VIII = Z + M (se o rotor avança de Z para A, ou de M para N o rotor seguinte avança um passo)



Anel de ajuste ou Ringstellung

Os anéis de ajuste ou 'Ringstellung' são usados para alterar a posição da fiação interna do rotor. Estesanéis não alteram o entalhe nem o anel do alfabeto na parte exterior do rotor. Estes são fixos. Ajustandoo 'Ringstellung' alteram-se, portanto as posições da fiação, o ponto de avanço e a posição inicial.

Como exemplo, vamos tomar o rotor tipo I sem qualquer ajuste do anel de ajuste. Você poderá notarque um “A” é cifrado como “E”, um “B” cifrado como “K”, e um “K” cifrado como “N”. Note que cada letra

é cifrada em uma diferente.


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I = EKMFLGDQVZNTOWYHXUSPAIBRCJ

Quando o rotor avança um passo, você deve levar em conta o deslocamento para saber qual é a saída,e onde ela entra no rotor seguinte. Se, por exemplo, o rotor I está na posição B, a letra “A” entra como“B” que está conectado à “K”. Por causa do deslocamento de um passo, este “K” entra no rotor seguintena posição “J” (supondo que o rotor seguinte é o rotor II – veja tabela na página anterior).

O anel de ajuste gira a fiação. Se o rotor I na posição A normalmente cifra uma letra “A” como “E”, como anel de ajuste deslocado para B-02 cifra a letra “A” como “K”.

O Refletor ou Umkehrwalze

O refletor, Umkehrwalze ou UKW em alemão, é uma característica única da máquina Enigma. Com afiação nos rotores móveis, cada letra pode ser conectada a qualquer outra letra. Uma letra “A” pode serconectada a “F” (rotor I), onde “F” está conectada a “K” (rotor II). No refletor as conexões são aos pares.

No caso do refletor B largo, o “A” está conectado a “Y” o que significa que “Y” está conectado a “A”,resultando em uma cifração recíproca. A vantagem para o operador é clara. A cifração e decifração sãopossíveis com o mesmo ajuste da máquina e da fiação. Infelizmente, uma letra nunca pode ser cifradanela mesma, e esta característica abriu a porta para os criptoanalistas, tornando mais fácil o trabalho dedecifração dos códigos.

Contacts = ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ

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Reflector B = YRUHQSLDPXNGOKMIEBFZCWVJAT



O mecanismo de avanço dos rotores

Se falarmos nas posições dos rotores, a seguinte notação é usada comumente: V, I, III significa que orotor da esquerda é do tipo V, o central é tipo I e o da direita é do tipo III. Os rotores parecem funcionarcomo um odômetro comum, mas há algumas diferenças importantes, devidas ao sistema de linguetas ealavancas. Se o ponto de avanço do rotor de tipo I é Q, significa que o rotor seguinte à esquerda vaiavançar um passo quando o rotor à direita avança um passo de Q para R. Além disso, e isto éimportante, o rotor médio estará em sua própria posição de avanço de um passo. Isto é chamado deavanço de passo duplo. E isso resulta em uma seqüência como no exemplo:

KDP, KDQ, KER, LFS (Rotores III, II, I são usados neste exemplo)

Como você vê, ao pressionar uma tecla o avanço de um passo de Q para R provoca o avanço do rotormédio e no passo seguinte de R para S o rotor médio avança de novo e o terceiro rotor também avançaum passo. Este comportamento estranho tem uma razão simples.

Há três alavancas que são acionadas quando uma tecla é pressionada. Cada alavanca fica posicionadaem parte no anel de índice (aquele que tem um entalhe) do rotor da direita, e em parte posicionadasobre os 26 dentes da catraca do rotor da esquerda (olhando do ponto de vista do operador). Se a parteda direita da alavanca não estiver sobre o entalhe de índice do rotor da esquerda ela acionará o rotor dadireita.

Se o rotor da direita avançou um passo e a alavanca do meio (por pressão de mola) engatar no entalhede índice do rotor da direita, ela engata o dente do rotor médio, e provoca o avanço de um passo dorotor médio. O mesmo ocorre quando o entalhe do rotor médio permite que a alavanca engate no dentedo rotor da esquerda (Terceito rotor).

Entretanto, um evento especial ocorre neste momento. O rotor avança não apenas se seus dentes sãoengatados, mas também quando a alavanca engata no seu entalhe. Temos agora uma seqüênciacompleta do duplo-passo do rotor médio. O rotor da direita avança um passo e faz com que o rotormédio avance um passo a mais. Se o rotor médio moveu-se para a sua posição do entalhe, no passoseguinte a alavanca da direita empurra o dente do rotor da direita, e este também empurra o rotor médio

um passo a mais, provocando um segundo avanço. Note que os rotores VI, VII e VIII tem dois entalheso que quer dizer que os rotores à sua esquerda avançarão duas vezes mais depressa que os rotoresnormais de um entalhe.

O mecanismo de avanço, como explicado, é usado na Enigma da Wehrmacht e da Kriegsmarine. AEnigma de quatro rotores Kriegsmarine M4 é uma modificação da versão de três rotores sem alteraçãodo mecanismo e sem adição de uma quarta lingüeta. Portanto o quarto rotor não se move e podeapenas ser ajustado manualmente. Na Enigma-G, usada pela Abwehr (Inteligência Alemã) tem ummecanismo diferente. Na Enigma-G há um refletor rotativo e três rotores com múltiplos entalhes, e giraacionado por engrenagem.

O poder criptográfico

A combinação dos tipos de rotores e sua ordem, os ajustes dos anéis, os plugues e a posição inicial é oque faz a Enigma ser tão complicada e permite as espantosas 1023 possíveis combinações, ou cemsextilhões, isto é, 100.000.000.000.000.000.000.000.

Outros Modelos da Enigma

Existem vários outros modelos da Enigma que foram fabricados, tanto civis quanto militares. As forçasde segurança da Alemanha usaram uma variante com rotores contendo letras e algarísmos e outrasversões foram produzidas sem o painel de plugues, com uma caixa de lâmpadas externa, com rotorescom fiação diferente, etc.

As fiações aqui descritas são dos rotores das Enigmas da Wehrmacht, Luftwaffe e Kriegsmarineapenas. Os rotores de outras versões da Enigma tem fiações internas diferentes.



História da Máquina de Cifração Enigma

A emocionante e real história da famosa máquina de cifraçãoEnigma combina informações sobre uma tecnologia engenhosa,sobre história militar e o misterioso mundo da espionagem, doscriptoanalistas e dos serviços de inteligência. Nunca o destino detantas pessoas foi influenciado por uma máquina de cifração comona II Guerra Mundial. A Enigma é a mais famosa máquina e é umexemplo interessante da batalha entre os criptógrafos e oscriptoanalistas. A Enigma mostrou a importância da criptografia nainteligência civil e militar.

Origens da Enigma

Nos primeiros anos dos 1900 ocorreu a necessidade de mantersigilosas as comunicações por meios sem fio, tanto militares quantocivis. Iniciou-se então uma busca por um método mais prático quesubstituisse a cifração manual extremamente demorada. Em 1917, oamericano Edward Hugh Hebern desenvolveu uma máquina decifração com discos rotativos, cada disco realizando uma cifração

por substituição. A idéia de Hebern deu origem a muitas máquinas similares desenvolvidas em váriosoutros países.

Em 1918, o engenheiro Arthur Scherbius patenteou uma máquina de cifração usando rotores. AMarinha Alemã e o Ministério de Relações Exteriores foram contatados, mas não se interessaram. Em1923, os direitos de patente passaram para a Chiffriermaschinen-AG, a firma que tinha Scherbius comoum dos diretores, e que passou a comercializar a máquina. Em 1927 Scherbius comprou a patente demáquina similar da Dutchman Koch, de modo a assegurar sua própria patente e que lhe foi concedidaem 1925.

A primeira máquina de cifração, Enigma A, chegou ao mercado em 1923. Era grande e pesada comuma máquina de escrever acoplada e pesava cerca de 50 kg. Logo após, foi introduzida a Enigma B,

muito similar. O peso e tamanho dessas máquinas não eram muito atrativos para uso militar. A inclusãodo refletor, uma idéia de Wili Korn, colega de Scherbius, tornou possível o projeto da Enigma C, muitomais leve. A máquina de escrever também foi substituída por um painel de lâmpadas. Em 1927, aEnigma D foi introduzida e comercializada em diversas versões, e vendida em toda a Europa tanto paraserviço militar quanto diplomático.

O exército suíço usava a Enigma K. A marinha italiana comprou a Enigma D comercial, tal como fez aEspanha durante a guerra civil espanhola. Vários serviços de inteligência tiveram sucesso em decifraralgumas versões civis e militares. Os criptoanalistas britânicos, por exemplo, decifraram a Enigmaespanhola que operava sem o painel de plugues. O Japão usou a Enigma T, também chamada EnigmaTirpitz, uma adaptação da versão Enigma K. O Japão também desenvolveu sua própria versão comrotores colocados na horizontal. Tanto as mensagens do modelo T quanto K foram decifradas por

alguns serviços de inteligência.

Versões militares

A marinha alemã comprou a Enigma comercial em 1926 e a adaptou para uso militar. Foi denominadade Funkschlüssel C. Em 1928, o Serviço Secreto Alemão Abwehr, a Wehrmacht e a Luftwaffe tiveramsuas próprias versões, a Enigma G de 12 quilos, também chamada Zählwerk Enigma por causa docontador no painel dianteiro. Este modelo tinha uma caixa de engrenagens para dar avanço aos rotores,um refletor rotativo, mas não tinha o painel de plugues. A Wehrmacht modificou essa máquinaadicionando um painel de plugues e um mecanismo diferente de avanço dos rotores. Esta versão, aEnigma I, tornou-se conhecida como a Wehrmacht Enigma e foi introduzida em larga escala nas forçasmilitares e nos serviços públicos. A Luftwaffe acompanhou a dianteira da Wehrmacht em 1935. AEnigma Wehrmacht tinha inicialmente três rotores. De 1939 em diante elas foram equipadas com cincorotores.

Em 1934 a marinha alemã adotou o modelo da Wehrmacht, com o painel de plugues, e aumentou onúmero de rotores para oito. A máquina da marinha foi chamada de Funkschlüssel M ou M3. Em 1941,



embora a Abwehr assegurasse que a Enigma M3 era indecifrável, o Almirante Karl Dönitz insistiu emum melhoramento da Kriegsmarine Enigma. No início de 1942 o famoso modelo de quatro rotores M4foi introduzido na Kriegsmarine. Estima-se que foram fabricadas cerca de 100.000 máquinas.

Quebrando o código

O Biuro Szyfrow (Agência de Códigos) da Polônia iniciou as tentativas de análise e quebra dos códigosda Enigma em 1932. O chefe da Agência recebeu cópias de livros de chaves comprados do espiãoalemão Thilo Schmidt, porém não as passou aos seus criptoanalistas. Pensava que detendo essa

informação estimularia seus esforços. Marian Rejewski, Henryk Zegalski e Jerzy Różycki conseguiramquebrar os códigos da Enigma e desenvolveram uma máquina eletro-mecânica chamada Bomba, paramelhorar a rapidez do processo de criptoanálise. Havia duas grandes falhas nos procedimentos usadosna máquina Enigma alemã: o ajuste inicial e o duplo código da mensagem-chave, procedimento estepara evitar erros. Essas falhas abriram as portas para a criptoanálise. Em 1939 o Bureau já nãoconseguia mais decifrar os códigos por causa da sofisticação no projeto, pelos novos procedimentos e afalta de fundos financeiros. Às vésperas da invasão da Polônia pela Alemanha, o Biuro entregou todo osaber e várias réplicas da Enigma para a inteligência francesa e inglesa.

Bletchley Park

A Government Code and Cipher School (Escola Pública de Cifras e Códigos) em Bletchley Park decifroua Enigma inicialmente a mão. Em agosto de 1940 iniciaram o uso de suas próprias Bombas projetadaspor Alan Turing e Gordon Welchman. Era um dispositivo eletro-mecânico rotativo, porém operavasegundo um princípio inteiramente diferente da Bomba de Rejewski. A Bomba de Turing buscava osajustes da Enigma usando um trecho de texto e de código. Quando a mensagem da Enigma erainterceptada os analistas procuravam por “palpites” (“cribs”). Os “palpites” eram pedaços de texto quese supunha estarem dentro de uma mensagem. Poderia ser "An den Oberbefehlshaber", "An Gruppe","Es lebe der Fuhrer" ou qualquer pedaço padrão de texto. Uma vez que um palpite era localizado (haviacertas técnicas para isso) as associações entre as letras das cifras e suas versões de texto eramcolocadas nas entradas das Bomba. A Bomba continha uma grande quantidade de tambores, cada umuma réplica dos rotores da Enigma, e girava através de todos os possíveis ajustes que pertenceriamàquelas cifras e textos. Quando esses ajustes eram encontrados todas as mensagens cifradas com este

ajuste podiam ser decifradas.Todas as informações recuperadas pela criptoanálise, ou seja, a quebra dos códigos, recebeu o nomede “Ultra” e teve um papel muito importante e muitas vezes decisivo durante a guerra, especialmente naBatalha do Atlântico. Toda a informação Ultra foi usada com cuidado de modo a evitar suspeitas entreas forças da Alemanha. Oficiais especiais de ligação, treinados para tratar deste conhecimento valioso edelicado, foram aquartelados em locais estratégicos. Ultra somente era usada depois de ser confirmadapor uma segunda fonte para evitar que o Comando Alemão tivesse razões para suspeitar que suascomunicações estariam sendo decifradas.

A Kriegsmarine

A Kriegsmarine Alemã teve grande sucesso no uso de sua “Rudeltaktik” ou "Wolfpack Tactics" em seusU-Boat (submarinos). Caçavam individualmente por comboios. Quando um comboio era localizado, elesescondiam-se e chamavam outros U-Boat para a batalha. Quando chegavam ao local afundavam ocomboio com um ataque coordenado e fulminante. Essa técnica foi tão devastadora para ossuprimentos que os aliados pensaram em abandoná-los. A comunicação era a chave e os U-Boatusavam a Enigma para enviar as mensagens para coordenar os ataques. Depois de um árido períodoinicial, Bletchley Park decifrou o código naval quase que continuamente. O decréscimo da eficiência deseus U-Boat fez o Almirante Dönitz suspeitar e, apesar da inteligência alemã assegurar-lhe que aEnigma era segura, insistiu na melhoria da segurança da Enigma. No início de 1942 a famosa máquinade 4 rotores foi introduzida na Kriegsmarine e os complicados códigos “Shark” causaram uma crise emBletchley Park. A Kriegsmarine considerou a primavera de 1942 como “Tempos Felizes” porque asforças aliadas não conseguiam decifrar os códigos e os U-Boat continuaram a afundar navios sem muita

interferência.



Mudança de maré

Por meio da criptoanálise, os criptoanalistas de Bletchley Park descobriram que os códigos de batalhaenvolviam um quarto rotor. Após dez meses de enormes perdas, Bletchley Park obteve sucesso emquebrar o “Shark”. Isso se deve a várias razões. Um importante fator foi o livro de chaves Wetter-Kurzschlüssel, recuperado durante ataques contra os U-Boat, como no caso do ataque contra o U-559do Kapitänleutnant Hans Heidtmann pelo HMS Petard britânico. Depois de receber pesados tiros doHMS Petard o U-Boat foi abordado por três marinheiros britânicos antes de afundar. Conseguiram se

apossar da Enigma e dos livros de código Kurzsignale. Dois deles voltaram para tentar encontrar aEnigma de quatro rotores, mas afundaram com o submarino. Esta missão provou ser uma reviravolta naquebra do “Shark”.

Devido à falta de palpites algumas vezes em Bletchley Park usou-se uma técnica denominada jardinagem. Bombardeiros britânicos plantavam séries de minas marinhas em locais determinados. OsU-Boat alemães transmitiam mensagens de localização quando as encontravam e isso fornecia novospalpites aos criptoanalistas. Comunicações pelo rádio entre os U-Boat sobre previsão de tempocodificadas pela Wetter-Kurzschlüssel eram enviadas pela Enigma de 4 rotores no modo menoscomplicado da Enigma M3. Isso era realizado para compatibilizar com a Enigma M3 que era usadapelos navios de meteorologia. As Bombas de Bletchley Park, desenvolvidas para decifrar a Enigma detrês rotores, levava 20 dias para decifrar os ajustes da Enigma de quatro rotores. Os ajustes de trêsrotores podiam ser recuperados em 24 horas. Novas Bombas foram desenvolvidas para lidar com aEnigma de quatro rotores. Em junho de 1943 as primeiras Bombas de quatro rotores entraram emfuncionamento e por volta do final de 1943 outras cinqüenta Bombas de quatro rotores ficaramoperacionais na marinha americana. No outono de 1943, mensagens “Shark” eram decifradas em geralem menos de 24 horas.

A maré dos U-Boat mudou. Exceto por alguns breves períodos, todo o sistema de comunicaçõesalemão foi interceptado por um grande número de estações de escuta chamadas estações-Y e oscódigos decifrados em Bletchley Park, onde cerca de 700 operários chegaram a ser empregados. Como conhecimento das posições dos U-Boat, navios aliados podiam agora evitar o inimigo e uma caçadaativa iniciou-se. A arma elite da Kriegsmarine foi dizimada, resultando em graves perdas de suas

tripulações. Estima-se que cerca de 700 U-Boat e 30.000 marinheiros perderam-se no mar. O comandoalemão relacionou essas perdas a uma nova técnica de detecção como o sistema de sonar ASDIC,aviões de detecção de submarinos e destróieres de escolta de comboios. Não suspeitaram dacriptoanálise da Enigma.

Ultra foi mantida secreta durante toda a guerra e teve um papel decisivo não apenas no Atlântico. Pordecifrar mensagens da Wehrmacht e da Luftwaffe se provou crucial. Os criptoanalistas descobriram ospontos fracos do notório Africa Korps do Marechal de Campo Rommel. A rapidez do sucesso do ÁfricaKorps criou enormes problemas de defesa nas linhas de suprimento militares. As informações Ultrapermitiram ao Marechal de Campo Montgomery obter um avanço tático vital. Nos dias que antecederamo Dia-D da invasão da Normandia, sem perceber a Wehrmacht forneceu os aliados uma enormequantidade de informações sobre as defesas na costa, locais e poder de todas as divisões de tanques e

o movimento das tropas na França. Especialistas estimam que, decifrando a Enigma, a guerra tenhadurado três anos menos. O número de vidas salvas foi incontável. A Alemanha permaneceu usando aEnigma por toda a guerra sem suspeitar que seus segredos estavam sendo decifrados.

A herança da Enigma

Após a Segunda Guerra Mundial, a Enigma serviu de base para a construção de máquinas maissofisticadas como a Suíça NEMA e a Russa M-125 Fialka. Apesar da Enigma ter sido bem projetada, eoferecendo cifração segura naquela época, o uso negligente pelas Forças Armadas da Alemanha e acaptura de material comprometedor de livros de chaves, permitiu aos criptoanalistas tornar o maiorsegredo de guerra em um cavalo de Tróia, dando um pontapé inicial na inteligência criptográfica.Atualmente a criptografia é considerada como parte vital na guerra moderna.

© Dirk Rijmenants 2004-2007Tradução: Czeslau L. Barczak 2008



Websites interessantes sobre a máquina de cifração Enigma

Cipher Machines & Cryptology, the Enigma Sim home pagehttp://users.telenet.be/d.rijmenants

Tom Perera's Enigma Museum:http://w1tp.com/enigma

Frode’s Crypto Cellar no CERN:http://frode.home.cern.ch/frode/crypto

David Hamer’s cryptology website:http://home.comcast.net/~dhhamer

Bletchley Park official site:http://www.bletchleypark.org.uk

Enigma pages por Tony Sale:http://www.codesandciphers.org.uk/enigma

O uso do código naval 'Shark' nos U-boats e como foi decifradohttp://www.uboat.net/technical/enigma.htm

Decifrando uma mensagem original, a mensagem-chave dupla e o Kenngruppenhttp://home.earthlink.net/~nbrass1/1enigma.htm

Historia da solução da cifração Enigma:http://www.enigmahistory.org/enigma.html

Manual Enigma

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