El Modelo M4 de la Máquina Enigma

Resumen de la Evolución de la Máquina Enigma

Desde principios del siglo 20, con el auge de la comunicación inalámbrica, resultó obvia la necesidad de ocultar la información en el momento de la transmisión. Por aquel tiempo los métodos criptográficos “a mano” habían revelado su inutilidad y los ingenieros estaban a la busca de máquinas de cifrado. El recurso inmediato en la era analógica era el rotor. En 1917 Edward Hugh Hebern desarrolló una máquina de cifrado de discos en rotación, cada uno de los cuales llevaba a cabo una sustitución. La idea de Hebern fue la base para muchas máquinas similares desarrolladas en otros países.

Una de esas máquinas de rotores fue patentada en 1918 por el ingeniero Arthur Scherbius. El Ejército y el Ministerio de Asuntos Exteriores alemanes se aproximaron al invento pero no mostraron interés por aquel entonces. En 1923 se comercializó la máquina de Scherbius con el nombre de Enigma A, que era un artilugio pesado de 50 kg poco práctico con una máquina de escribir incorporada. Poco después fue comercializada la máquina Enigma B, muy similar al modelo A. El desarrollo del reflector, una idea de Willi Korn colega de Scherbius, permitió diseñar la compacta y mucho más ligera Enigma C. La parte de la máquina de escribir fue substituida por un panel de la lámparas.

La Enigma D, con tres rotores y un reflector que admitía ser colocado en 26 posiciones, fue introducida y comercializada en 1927 con varias versiones y diferentes cableados de rotores. Se vendió por toda Europa para servicios diplomáticos y militares. Este modelo mostró cifrar con debilidad. Estuvo en servicio con fines militares en Italia y en España durante su guerra civil.

La Enigma K fue una ligera variante de la Enigma D que utilizó el ejército suizo. Japón usó el Enigma T, también llamada “Tirpiz Enigma”, una Enigma D adaptada con conexiones de rotor de entrada modificadas. Japón también desarrolló su propia versión de la T, con rotores colocados horizontalmente. La cifra de los modelos T y K también fue rota. La Enigma ferroviaria, otro clon del modelo D, que fue utilizado por la Reichsbahn alemana en Europa del Este, su cifra fue rota parcialmente desde 1941 en adelante.

En 1926 la Enigma comercial fue adquirida por la Marina Alemana y adaptada para el uso militar; fue llamada “Funkschlüssel C”. Diversas modificaciones condujeron a la Enigma G: dientes en los rotores, muescas múltiples, avance por ruedas dentadas en lugar de trinquetes. Fue utilizada exclusivamente por el Abwehr.

En 1932 la Wehrmacht revisó la Enigma D comercial y añadió el zócalo de clavijas en el frente de la máquina. Este modelo se conoció como Enigma I, aunque al principio se denominó “Wehrmacht Enigma”. Fue usada a gran escala por la Heer y las autoridades públicas. Le siguió la Luftwaffe.

En 1934 la Kriegsmarine (Marina de Guerra alemana) adoptó el modelo de la Wehrmacht, con su zócalo de clavijas, y extendió el sistema de rotores a ocho. La máquina de la Marina se llamaba “Funkschlüssel M” o Enigma M3. En 1941, aunque asegurado por el Abwehr que la Enigma M3 era irrompible, el Almirante Karl Dönitz insistió en la mejora de la Enigma de la Kriegsmarine. A principios de 1942, el famoso modelo de cuatro rotores M4, la Enigma M4, fue introducido en la Kriegsmarine.

Durante la Segunda Guerra Mundial fueron introducidos varios tipos de reflectores. Los modelos de la Heer y de la Luftwaffe usaron los reflectores B y C, al igual que lo hizo la M3 de la Kriegsmarine. La M4 de la Kriegsmarine usó en su lugar unos rotores B y C delgados para dar cabida al cuarto rotor, configurable pero estático. El cableado de estos rotores delgados era distinto, pero con determinadas combinaciones del cuarto rotor resultaban compatibles con las versiones no delgadas. Al final de la guerra el mando alemán trató de introducir un nuevo tipo de reflector de cableado configurable, el reflector tipo D o UKW-D. Esta iniciativa desbarataba el esfuerzo hecho hasta ahora de los atacantes del código, pero problemas en la distribución del reflector y sus hojas de claves impidieron un uso generalizado del reflector D. Otro suplemento militar, presentado en 1944 por la Luftwaffe, era un interruptor adicional del zócalo de clavijas, llamado el Uhr (reloj), un interruptor con 40 posiciones; cada posición resultaba en una combinación diferente del cableado del zócalo.

Para conocer los detalles técnicos visite el sitio enigma procedures y el sitio technical details de Dirk Rijmenants. Es también de interés el sitio del Crypto Museum, pero éste debe ser leído con cuidado.

Para conocer los accesorios más comunes de la Enigma puede visitar el sitio www.jproc.ca y en general su sitio es de mucho interés.

La Enigma I, la M3 y la M4

Nuestro interés se ha centrado en los modelos más usados militarmente: Enigma I, M3 y M4. Se trata ahora de explicar la diferencia entre estos modelos y el reflejo en nuestro código.

La diferencia entre la Enigma I y M3 radica exclusivametne en el número de rotores usados. Mientras que la Enigma I cuenta con un juego de cinco rotores (del 1 al 5) y dos reflectores (B y C), la M3 tiene esos mismos rotores y reflectores junto a tres rotores más (del 6 al 8). Los rotores añadidos tienen la particularidad de contar con dos muescas que, para gozo de los atacantes a la cifra, están enfrentados físicamente. El mecanismo de cifrado es idéntico en ambos modelos, incluso el avance irregular o “por doble motivo” del segundo rotor, por lo que nuestro código es también idéntico para ambos dispositivos. El lector encontrará que esta identidad es literal, pues al comienzo enumeramos todos los rotores por mor de facilitar futuras generalizaciones. Incluso contemplábamos en el código de la Enigma I la posibilidad de que la “lista” de muescas tuviese longitud superior a 1; pura precaución y también oficio matemático. En fin, dos nombres para una misma implementación.

Es crucial señalar que la peculiaridad del avance del segundo rotor es ignorada por algunos, incluso por algunos renombrados: autores, libros y sitios; no damos crédito a lo que a veces leemos, pero si no fuera por ese avance “por doble motivo” del segundo rotor, la máquina sería un vulgar odómetro lo cual no ocurre.

La M4 es físicamente una bella, aunque no tan fuerte, generalización de la M3. Explicado en pocas palabras, el chasis de la máquina M4 y el mecanismo de avance es prácticamente el mismo que el de la M3. Por tanto el cuarto rotor, que cupo en el dispositivo en virtud del adelgazamiento de los reflectores B (reflector B Thin) y C (reflector C Thin), no avanza en el proceso de cifrado aunque es configurable en cuanto al Grunstellung y Ringstellung. El cuarto rotor se denomina Zusatzwalzen o Greek (en inglés) y puede ser: Beta o Gamma.

Es importante subrayar que los reflectores delgados no coinciden en el cableado interno con sus homólogos de la M3 o Enigma I, pero hay un modo de compatibilidad que explicaremos. Por tal compatibilidad una máquina M4 podrá cifrar para la M3 y descifrar cualquier mensaje cifrado que le llegara de una M3.

La M4 configurada con el reflector B Thin y Greek Beta en posición A y Ringstellung A, simula la M3 con reflector B. Por otra parte si es configurada con el reflector C Thin y Greek Gamma en posición A y Ringstellung A, simula la M3 con reflector C. Al final de la guerra fue introducido el reflector tipo D, especial porque era un reflector ajustable por medio de 12 cables y 24 clavijas. El cable decimotercero era una conexión fija.

Hemos elegido, una vez más, el lenguaje Haskell para implementar un simulador para la M3 y M4, cuyo código puede ser descargado de nuestro perfil en GitHub para la máquina Enigma. El código que ahora aportamos adolece de cierta simplicidad semántica indeseada, lo cual será solucionado en próximas versiones. La explicación esencial del código está en una serie de artículos en WildUnix

Ejemplos de Uso de la M4

Seguidamente ofrecemos algunos ejemplos de uso de nuestro código que ilustran todo lo que es necesario conocer.

Ejemplo Nº 1

El primer ejemplo esta tomado de los contenidos de Crypto Museum.

Fue enviado por el Gran Almirante Dönitz el 1 de mayo de 1945 a las 06:55, anunciando su nombramiento como sucesor de Hitler. Supuestamente Hitler ya estaba muerto en este punto, desde el 30 de abril a las 15:30. Dönitz fue informado oficialmente de esto por Reichsleiter Bormann el 30 de abril a las 18:35. Téngase en cuenta que este mensaje fue enviado antes del anuncio oficial de de la muerte de Hitler el 1 de mayo de 1945 a las 22:30. El mensaje fue roto por Michael Hörenberg.

La imagen del formulario de mensaje tal como se encontró a bordo del submarino hundido U-534 es ésta. Aunque la hoja ha estado en el fondo del mar a bordo del U-534 por un tiempo superior a 40 años, la mayor parte de ella todavía es legible. Sin embargo, la decodificación de la escritura individual de cada operador de Enigma puede ser un verdadero desafío por sí misma, como se puede apreciar en este ejemplo.

Los ajustes son dados más abajo y revelan que el reflector C fue usado en combinación con el Zusatzwalze (rueda griega) Beta en lugar de Gamma. Aunque los mensajes de Enigma fueron escritos comúnmente en grupos de 5 letras, la Marina utilizó grupos de 4 letras. Se escribieron en formularios de mensajes especiales (Schlüsselzettel/Funkspruch).

La configuración de la máquina es la siguiente:

  • Enigma: M4
  • Umkehrwalze (reflector): C
  • Zusatzwalze (rueda griega/Greek wheel): Beta
  • Walzenlage (orden de las ruedas): 568
  • Ringstellung (ajuste de las ruedas): EPEL
  • Grundstellung (posición de partida): NAEM
  • Steckern (zócalo de clavijas): AE BF CM DQ HU JN LX PR SZ VW
  • Clave del mensaje: se determinará configurando la máquina con la posición inical NAEM y procesando QEOB.

El texto cifrado es:

DUHF TETO LANO TCTO UARB BFPM HPHG CZXT DYGA HGUF XGEW KBLK GJWL QXXT
GPJJ AVTO CKZF SLPP QIHZ FXOE BWII EKFZ LCLO AQJU LJOY HSSM BBGW HZAN
VOII PYRB RTDJ QDJJ OQKC XWDN BBTY VXLY TAPG VEAT XSON PNYN QFUD BBHH
VWEP YEYD OHNL XKZD NWRH DUWU JUMW WVII WZXI VIUQ DRHY MNCY EFUA PNHO
TKHK GDNP SAKN UAGH JZSM JBMH VTRE QEDG XHLZ WIFU SKDQ VELN MIMI THBH
DBWV HDFY HJOQ IHOR TDJD BWXE MEAY XGYQ XOHF DMYU XXNO JAZR SGHP LWML
RECW WUTL RTTV LBHY OORG LGOW UXNX HMHY FAAC QEKT HSJW DUHF TETO

del que hay que restar los primeros y últimos dos grupos, que coinciden para advertir fallos de transmisión. Como resultado queda entonces:

          LANO TCTO UARB BFPM HPHG CZXT DYGA HGUF XGEW KBLK GJWL QXXT
GPJJ AVTO CKZF SLPP QIHZ FXOE BWII EKFZ LCLO AQJU LJOY HSSM BBGW HZAN
VOII PYRB RTDJ QDJJ OQKC XWDN BBTY VXLY TAPG VEAT XSON PNYN QFUD BBHH
VWEP YEYD OHNL XKZD NWRH DUWU JUMW WVII WZXI VIUQ DRHY MNCY EFUA PNHO
TKHK GDNP SAKN UAGH JZSM JBMH VTRE QEDG XHLZ WIFU SKDQ VELN MIMI THBH
DBWV HDFY HJOQ IHOR TDJD BWXE MEAY XGYQ XOHF DMYU XXNO JAZR SGHP LWML
RECW WUTL RTTV LBHY OORG LGOW UXNX HMHY FAAC QEKT HSJW

El procedimiento es el siguiente:

iMac-de-User:M4 User$ ghci EnigmaM4.hs 
GHCi, version 7.8.3: http://www.haskell.org/ghc/  :? for help
Loading package ghc-prim ... linking ... done.
Loading package integer-gmp ... linking ... done.
Loading package base ... linking ... done.
[1 of 4] Compiling Auxiliars        ( Auxiliars.hs, interpreted )
[2 of 4] Compiling Types            ( Types.hs, interpreted )
[3 of 4] Compiling Rotors           ( Rotors.hs, interpreted )
[4 of 4] Compiling EnigmaM4         ( EnigmaM4.hs, interpreted )
Ok, modules loaded: EnigmaM4, Auxiliars, Types, Examples.
*EnigmaM4> let walzenlage = W beta rotor_05 rotor_06 rotor_08
Loading package array-0.5.0.0 ... linking ... done.
Loading package deepseq-1.3.0.2 ... linking ... done.
Loading package containers-0.5.5.1 ... linking ... done.
*EnigmaM4> let ringstellung = RS (CharacterI 'E') (CharacterI 'P') (CharacterI 'E') (CharacterI 'L')
*EnigmaM4> let pb = createPbSet "AE BF CM DQ HU JN LX PR SZ VW"
*EnigmaM4> let grundstellung = GS 'N' 'A' 'E' 'M'
*EnigmaM4> let rotorSet = rotorSetup walzenlage ringstellung grundstellung reflector_C_Thin
*EnigmaM4> encodeTextEnigmaM4 rotorSet pb "QEOB"
"CDSZ"
*EnigmaM4> let grundstellungMes = GS 'C' 'D' 'S' 'Z'
*EnigmaM4> let rotorSetMes = resetGrundstellung rotorSet grundstellungMes
*EnigmaM4> let ciphertext = "LANOTCTOUARBBFPMHPHGCZXTDYGAHGUFXGEWKBLKGJW
LQXXTGPJJAVTOCKZFSLPPQIHZFXOEBWIIEKFZLCLOAQJULJOYHSSMBBGWHZANVOIIPYRBRTD
JQDJJOQKCXWDNBBTYVXLYTAPGVEATXSONPNYNQFUDBBHHVWEPYEYDOHNLXKZDNWRHDUWUJUM
WWVIIWZXIVIUQDRHYMNCYEFUAPNHOTKHKGDNPSAKNUAGHJZSMJBMHVTREQEDGXHLZWIFUSKD
QVELNMIMITHBHDBWVHDFYHJOQIHORTDJDBWXEMEAYXGYQXOHFDMYUXXNOJAZRSGHPLWMLREC
WWUTLRTTVLBHYOORGLGOWUXNXHMHYFAACQEKTHSJW"
*EnigmaM4> encodeTextEnigmaM4 rotorSetMes pb ciphertext
"KRKRALLEXXFOLGENDESISTSOFORTBEKANNTZUGEBENXXICHHABEFOLGELNBEBEFEHLERH
ALTENXXJANSTERLEDESBISHERIGXNREICHSMARSCHALLSJGOERINGJSETZTDERFUEHRERS
IEYHVRRGRZSSADMIRALYALSSEINENNACHFOLGEREINXSCHRIFTLSCHEVOLLMACHTUNTERW
EGSXABSOFORTSOLLENSIESAEMTLICHEMASSNAHMENVERFUEGENYDIESICHAUSDERGEGENW
AERTIGENLAGEERGEBENXGEZXREICHSLEITEIKKTULPEKKJBORMANNJXXOBXDXMMMDURNHF
KSTXKOMXADMXUUUBOOIEXKP"
*EnigmaM4> let plaintextCryptoMuseum = "KRKRALLEXXFOLGENDESISTSOFORTBE
KANNTZUGEBENXXICHHABEFOLGELNBEBEFEHLERHALTENXXJANSTERLEDESBISHERIGXNRE
ICHSMARSCHALLSJGOERINGJSETZTDERFUEHRERSIEYHVRRGRZSSADMIRALYALSSEINENNA
CHFOLGEREINXSCHRIFTLSCHEVOLLMACHTUNTERWEGSXABSOFORTSOLLENSIESAEMTLICHE
MASSNAHMENVERFUEGENYDIESICHAUSDERGEGENWAERTIGENLAGEERGEBENXGEZXREICHSL
EITEIKKTULPEKKJBORMANNJXXOBXDXMMMDURNHFKSTXKOMXADMXUUUBOOIEXKP"
*EnigmaM4> plaintextCryptoMuseum == encodeTextEnigmaM4 rotorSetMes pb ciphertext
True
*EnigmaM4>

Formateado el resultado da:

KRKR ALLE XX
FOLGENDES IST SOFORT BEKANNTZUGEBEN XX
ICH HABE FOLGELNBE BEFEHL ERHALTEN XX
J ANSTERLE DES BISHERIGXN REICHSMARSCHALLS J GOERING J SETZT DER
FUEHRER SIE Y HVRR GRZSSADMIRAL Y
ALS SEINEN NACHFOLGER EIN X SCHRIFTLSCHE VOLLMACHT UNTERWEGS X
ABSOFORT SOLLEN SIE SAEMTLICHE MASSNAHMEN VERFUEGEN Y DIE SICH
AUS DER GEGENWAERTIGEN LAGE ERGEBEN X
GEZ X REICHSLEITEI KK TULPE KK J BORMANN J
OB.D.MMM DURNH FKST.KOM.ADM.UUU BOOIE.KP

que llevado al alemán normal es:

KRIEGSNOTMELDUNG [An] Alle:

Folgendes ist sofort bekanntzugeben:
Ich habe folgende Befehl erhalten:
'Anstelle des bisherigen Reichsmarschalls 'Göring' setzt der Führer
Sie, Herr Großadmiral, als seinen Nachfolger ein.
Schriftlische Vollmacht unterwegs.
Ab sofort sollen Sie sämtliche Maßnahmen verfügen,
die sich aus die gegenwärtigen Lage ergeben.
Gez. Reichsleiter (Tulpe) 'Bormann'

[Von] Oberbefehlshaber der Marine,
durch Funkstelle der Kommandierender Admiral der Unterseeboote.

y traducido al inglés es:

WAR EMERGENCY MESSAGE [To] All:

The following is to be announced immediately:
I have received the following order: 'In place of former
Reichsmarschall 'Göring', the Führer has appointed you,
Herr Grossadmiral, as his successor.
Written authorization [is] on the way.
Effective immediately, you are to order all measures
that are required by the present situation.
Signed, Reichsleiter (Tulpe) 'Bormann':

[From] Commander-in-Chief of the Navy,
[sent] by way of the Radio Station
of the Commanding Admiral of Submarines

Ejemplo Nº 2

El segundo ejemplo ha sido tomado del excelente sitio de Dirk Rijmenants

El mensaje original ha sido desprovisto de su inicio FCLC QRKN quedando:

NCZW VUSX PNYM INHZ XMQX 
SFWX WLKJ AHSH NMCO CCAK
UQPM KCSM HKSE INJU SBLK
IOSX CKUB HMLL XCSJ USRR
DVKO HULX WCCB GVLI YXEO
AHXR HKKF VDRE WEZL XOBA
FGYU JQUK GRTV UKAM EURB
VEKS UHHV OYHA BCJW MAKL
FKLM YFVN RIZR VVRT KOFD
ANJM OLBG FFLE OPRG TFLV
RHOW OPBE KVWM UQFM PWPA
RMFH AGKX IIBG

y la posición inicial de los rotores para el mensaje ha sido determinada, quedando la siguiente configuración:

  • Enigma: Kriegsmarine M4
  • Reflector: B
  • Rotors: Beta - II - IV - I
  • Stecker: AT BL DF GJ HM NW OP QY RZ VX
  • Ringsettings: A-A-A-V
  • Rotor startposition: V-J-N-A

El texto plano de Rijmenants es:

VONV ONJL OOKS JHFF TTTE 
INSE INSD REIZ WOYY QNNS
NEUN INHA LTXX BEIA NGRI
FFUN TERW ASSE RGED RUEC
KTYW ABOS XLET ZTER GEGN
ERST ANDN ULAC HTDR EINU
LUHR MARQ UANT ONJO TANE
UNAC HTSE YHSD REIY ZWOZ
WONU LGRA DYAC HTSM YSTO
SSEN ACHX EKNS VIER MBFA
ELLT YNNN NNNO OOVI ERYS
ICHT EINS NULL

Con nuestra implementación procederíamos así:

iMac-de-User:M4 User$ ghci EnigmaM4.hs 
GHCi, version 7.8.3: http://www.haskell.org/ghc/  :? for help
Loading package ghc-prim ... linking ... done.
Loading package integer-gmp ... linking ... done.
Loading package base ... linking ... done.
[1 of 4] Compiling Auxiliars        ( Auxiliars.hs, interpreted )
[2 of 4] Compiling Types            ( Types.hs, interpreted )
[3 of 4] Compiling Rotors           ( Rotors.hs, interpreted )
[4 of 4] Compiling EnigmaM4         ( EnigmaM4.hs, interpreted )
Ok, modules loaded: EnigmaM4, Auxiliars, Types, Rotors.
*EnigmaM4> let walzenlage = W beta rotor_02 rotor_04 rotor_01
Loading package array-0.5.0.0 ... linking ... done.
Loading package deepseq-1.3.0.2 ... linking ... done.
Loading package containers-0.5.5.1 ... linking ... done.
*EnigmaM4> let ringstellung = RS (CharacterI 'A') (CharacterI 'A') (CharacterI 'A') (CharacterI 'V')
*EnigmaM4> let pb = createPbSet "AT BL DF GJ HM NW OP QY RZ VX"
*EnigmaM4> let grundstellung = GS 'V' 'J' 'N' 'A'
*EnigmaM4> let ciphertext ="NCZWVUSXPNYMINHZXMQXSFWXWLKJAHSHNMCOCCAKUQP
MKCSMHKSEINJUSBLKIOSXCKUBHMLLXCSJUSRRDVKOHULXWCCBGVLIYXEOAHXRHKKFVDREWE
ZLXOBAFGYUJQUKGRTVUKAMEURBVEKSUHHVOYHABCJWMAKLFKLMYFVNRIZRVVRTKOFDANJMO
LBGFFLEOPRGTFLVRHOWOPBEKVWMUQFMPWPARMFHAGKXIIBG"
*EnigmaM4> let rotorSet = rotorSetup walzenlage ringstellung grundstellung reflector_B_Thin
*EnigmaM4> encodeTextEnigmaM4 rotorSet pb ciphertext
"VONVONJLOOKSJHFFTTTEINSEINSDREIZWOYYQNNSNEUNINHALTXXBEIANGRIFFUNTERWAS
SERGEDRUECKTYWABOSXLETZTERGEGNERSTANDNULACHTDREINULUHRMARQUANTONJOTANEU
NACHTSEYHSDREIYZWOZWONULGRADYACHTSMYSTOSSENACHXEKNSVIERMBFAELLTYNNNNNNO
OOVIERYSICHTEINSNULL"
*EnigmaM4> let plaintextdrijmenants ="VONVONJLOOKSJHFFTTTEINSEINSDREIZ
WOYYQNNSNEUNINHALTXXBEIANGRIFFUNTERWASSERGEDRUECKTYWABOSXLETZTERGEGNER
STANDNULACHTDREINULUHRMARQUANTONJOTANEUNACHTSEYHSDREIYZWOZWONULGRADYAC
HTSMYSTOSSENACHXEKNSVIERMBFAELLTYNNNNNNOOOVIERYSICHTEINSNULL"
*EnigmaM4> encodeTextEnigmaM4 rotorSet pb ciphertext == plaintextdrijmenants
True
*EnigmaM4>

Ejemplo Nº 3

Consiste en el descifrado del mensaje P1030682

  • Reflector: B
  • Greek: C (por 4º rotor o rotor griego: Gamma)
  • Wheels: 438
  • Wheel positions: MVYY (Grunstellung)
  • Rings: AACU (Ringstellung)
  • Plugs: CH EJ NV OU TY LG SZ PK DI QB
  • Message indicator groups: FFUC MWYR

Texto cifrado sin indicador de grupo:

PIARMJTBFRGMEBDSBOGCRVBCOXYOHRWDLQIXQYCXZSKFLQMSIMTQBNZDTXDQIVFUYGLIATLERQ
YQKSIXMMZUKZTVFCJPPFVGZGOE

Texto llano:

FFFDDDUUUMSTVINVONHAKFROENNELQAUFGGGZWONULZWONEUXUUBZWOVOMZWOACHTXVSERXXJH
RCHTJHIERNICHTEINZELGUFENF

Interpretación preliminar:

[An] F.d.U. Ost von [Haka Rønne:] Auf G2029 U2 vom 28.4: “Hecht” hier nicht [eingelaufen].

Traducción preliminar:

[To] Comsubs East from [Port Captain Rønne:] Regarding [message] G2029 U2 of 28th April: “Hecht” has not [entered port] here.

Nota: “Haka” es una abreviatura de “Hafenkapitän” (“Port Captain”)

El diálogo es el siguiente:

iMac-de-User:M4 User$ ghci EnigmaM4.hs 
GHCi, version 7.8.3: http://www.haskell.org/ghc/  :? for help
Loading package ghc-prim ... linking ... done.
Loading package integer-gmp ... linking ... done.
Loading package base ... linking ... done.
[1 of 4] Compiling Auxiliars        ( Auxiliars.hs, interpreted )
[2 of 4] Compiling Types            ( Types.hs, interpreted )
[3 of 4] Compiling Rotors           ( Rotors.hs, interpreted )
[4 of 4] Compiling EnigmaM4         ( EnigmaM4.hs, interpreted )
Ok, modules loaded: EnigmaM4, Auxiliars, Types, Rotors.
*EnigmaM4> let walzenlage = W gamma rotor_04 rotor_03 rotor_08
Loading package array-0.5.0.0 ... linking ... done.
Loading package deepseq-1.3.0.2 ... linking ... done.
Loading package containers-0.5.5.1 ... linking ... done.
*EnigmaM4> let ringstellung = RS (CharacterI 'A') (CharacterI 'A') (CharacterI 'C') (CharacterI 'U')
*EnigmaM4> let pb = createPbSet "CH EJ NV OU TY LG SZ PK DI QB"
*EnigmaM4> let grundstellung = GS 'M' 'V' 'Y' 'Y'
*EnigmaM4> let rotorSet = rotorSetup walzenlage ringstellung grundstellung reflector_B_Thin
*EnigmaM4> let ciphertext ="PIARMJTBFRGMEBDSBOGCRVBCOXYOHRWDLQIXQYCXZSKFLQMSIMTQBNZDTX
DQIVFUYGLIATLERQYQKSIXMMZUKZTVFCJPPFVGZGOE"
*EnigmaM4> encodeTextEnigmaM4 rotorSet pb ciphertext
"FFFDDDUUUMSTVINVONHAKFROENNELQAUFGGGZWONULZWONEUXUUBZWOVOMZWOACHTXVSER
XXJHRCHTJHIERNICHTEINZELGUFENF"
*EnigmaM4> let plaintext_P1030682 ="FFFDDDUUUMSTVINVONHAKFROENNELQAUFG
GGZWONULZWONEUXUUBZWOVOMZWOACHTXVSERXXJHRCHTJHIERNICHTEINZELGUFENF"
*EnigmaM4> plaintext_P1030682 == encodeTextEnigmaM4 rotorSet pb ciphertext
True
*EnigmaM4>

Ejemplo Nº 4

Finalmente haremos una demostración de la compatibilidad de la M4 con la M3 y, por tanto, con la Enigma I. El diálogo es el siguiente:

iMac-de-User:M4 User$ ghci EnigmaM4.hs 
GHCi, version 7.8.3: http://www.haskell.org/ghc/  :? for help
Loading package ghc-prim ... linking ... done.
Loading package integer-gmp ... linking ... done.
Loading package base ... linking ... done.
[1 of 4] Compiling Auxiliars        ( Auxiliars.hs, interpreted )
[2 of 4] Compiling Types            ( Types.hs, interpreted )
[3 of 4] Compiling Rotors           ( Rotors.hs, interpreted )
[4 of 4] Compiling EnigmaM4         ( EnigmaM4.hs, interpreted )
Ok, modules loaded: EnigmaM4, Auxiliars, Types, Rotors.
*EnigmaM4> let walzenlage31 = W beta rotor_02 rotor_04 rotor_05
Loading package array-0.5.0.0 ... linking ... done.
Loading package deepseq-1.3.0.2 ... linking ... done.
Loading package containers-0.5.5.1 ... linking ... done.
*EnigmaM4> let ringstellung31 = RS (CharacterI 'A') (CharacterI 'B') (CharacterI 'U') (CharacterI 'L')
*EnigmaM4> let pb31 = createPbSet "AV BS CG DL FU HZ IN KM OW RX"
*EnigmaM4> let grundstellung31 = GS 'A' 'W' 'X' 'C'
*EnigmaM4> let rotorSet31 = rotorSetup walzenlage31 ringstellung31 grundstellung31 reflector_B_Thin
*EnigmaM4> encodeTextEnigmaM4 rotorSet31 pb31 "KCH"
"BLA"
*EnigmaM4> let grundstellungMes = GS 'A' 'B' 'L' 'A'
*EnigmaM4> let rotorSetMes = resetGrundstellung rotorSet31 grundstellungMes
*EnigmaM4> let ciphertext ="EDPUDNRGYSZRCXNUYTPOMRMBOFKTBZREZKMLXLVEFGU
EYSIOZVEQMIKUBPMMYLKLTTDEISMDICAGYKUACTCDOMOHWXMUUIAUBSTSLRNBZSZWNRFXWF
YSSXJZVIJHIDISHPRKLKAYUPADTXQSPINQMATLPIFSVKDASCTACDPBOPVHJK"
*EnigmaM4> encodeTextEnigmaM4 rotorSetMes pb31 ciphertext
"AUFKLXABTEILUNGXVONXKURTINOWAXKURTINOWAXNORDWESTLXSEBEZXSEBEZXUAFFLIEG
ERSTRASZERIQTUNGXDUBROWKIXDUBROWKIXOPOTSCHKAXOPOTSCHKAXUMXEINSAQTDREINU
LLXUHRANGETRETENXANGRIFFXINFXRGTX"
*EnigmaM4> let plaintextRijmenants31 ="AUFKLXABTEILUNGXVONXKURTINOWAXKUR
TINOWAXNORDWESTLXSEBEZXSEBEZXUAFFLIEGERSTRASZERIQTUNGXDUBROWKIXDUBROWKI
XOPOTSCHKAXOPOTSCHKAXUMXEINSAQTDREINULLXUHRANGETRETENXANGRIFFXINFXRGTX"
*EnigmaM4> plaintextRijmenants31 == encodeTextEnigmaM4 rotorSetMes pb31 ciphertext
True
*EnigmaM4> 
*EnigmaM4> 
*EnigmaM4> 
*EnigmaM4> let walzenlage32 = W beta rotor_02 rotor_04 rotor_05
*EnigmaM4> let ringstellung32 = RS (CharacterI 'A') (CharacterI 'B') (CharacterI 'U') (CharacterI 'L')
*EnigmaM4> let pb32 = createPbSet "AV BS CG DL FU HZ IN KM OW RX"
*EnigmaM4> let grundstellung32 = GS 'A' 'C' 'R' 'S'
*EnigmaM4> let rotorSet32 = rotorSetup walzenlage32 ringstellung32 grundstellung32 reflector_B_Thin
*EnigmaM4> encodeTextEnigmaM4 rotorSet32 pb32 "YPJ"
"LSD"
*EnigmaM4> let grundstellungMes = GS 'A' 'L' 'S' 'D'
*EnigmaM4> let rotorSetMes = resetGrundstellung rotorSet32 grundstellungMes
*EnigmaM4> let ciphertext = "SFBWDNJUSEGQOBHKRTAREEZMWKPPRBXOHDROEQGBBGT
QVPGVKBVVGBIMHUSZYDAJQIROAXSSSNREHYGGRPISEZBOVMQIEMMZCYSGQDGRERVBILEKXYQ
IRGIRQNRDNVRXCYYTNJR"
*EnigmaM4> encodeTextEnigmaM4 rotorSetMes pb32 ciphertext
"DREIGEHTLANGSAMABERSIQERVORWAERTSXEINSSIEBENNULLSEQSXUHRXROEMXEINSXINFR
GTXDREIXAUFFLIEGERSTRASZEMITANFANGXEINSSEQSXKMXKMXOSTWXKAMENECXK"
*EnigmaM4> let plaintextDRijmenants32 = "DREIGEHTLANGSAMABERSIQERVORWAER
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*EnigmaM4> plaintextDRijmenants32 == encodeTextEnigmaM4 rotorSetMes pb32 ciphertext
True
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Glosario Básico (parcial)

  1. Buchstabenkenngruppe: grupo de letras para la identificación de la clave al principio del mensaje, construido sobre el Kenngruppen.

  2. Kenngruppen: agrupaciones de letras para que el receptor pueda identificar la clave.

  3. Kriegmarine: marina de guerra

  4. Grundstellung: posición básica de los rotores al inicio de la operación de cifrado. Se obtenía girando cada rotor sobre su eje una vez colocados los rotores en sus posiciones dentro de la máquina. Se podía hacer viendo a través de una ventanita para cada rotor.

  5. Luftwaffe: ejército del aire

  6. Ringstellung: configuración del rotor antes de insertarlo en la máquina

  7. Schreibmax: pequeña impresora que en la M4 podía sustituir al panel de lámparas y que hacía innecesaria la colaboración de un segundo operario por imprimir las letras que iban a ser iluminadas.

  8. Spruchschlüssel: clave aleatoria elegida libremente por el operador para cifrar el mensaje.

  9. Steckerverbindungen: conexiones mediante clavijas en el zócalo de clavijas.

  10. Steckerbrett: tablero frontal de clavijas, “plugboard” en inglés y nosotros lo hemos traducido por “tablero de clavijas” o “zócalo de clavijas”

  11. Uhr: reloj

  12. Umkehrwalze, abreviado UKW: reflector

  13. Walzen: Rotor

  14. Walzenlage: elección y ordenación de los rotores

  15. Wehrmacht: fuerzas armadas, reune a la Heer (ejército) y la Luftwaffe.

  16. Zusatzwalze: rotores adicional, conocido en inglés como “Greek rotor” y traducido por nosotros a “rotor griego”.