Criptografia e a máquina Enigma

Novembro 2017

"Nunca confie cegamente em um sistema de criptografia" - Gilles Dubertret

A história da máquina Enigma

Foi no fim da Primeira Guerra Mundial que surgiu a necessidade de codificar mensagens, embora técnicas de codificação já existissem há muito tempo. Foi um holandês que morava na Alemanha, o Dr. Arthur Scherbius, que criou a máquina Enigma, que servia para codificar mensagens. Sua invenção originalmente possuía fins comerciais.

O que é o modelo A

O modelo A da máquina foi apresentado em 1923 ao Congresso Postal Internacional de Berna, na Suíça. O preço desta máquina naquela época equivalia a 30 mil euros (em valores correntes), o que fez dela um grande fracasso. Mas a ideia triunfou e a Marinha de Guerra alemã retomou o projeto em 1925 e confiou o seu desenvolvimento ao serviço de codificação do Ministério da Guerra alemão. O modelo Enigma M3 foi finalmente adotado pela Wehrmacht (Exército alemão) no dia 12 de janeiro de 1937.

O que os alemães ignoravam é que os serviços de contraespionagem franceses e poloneses também trabalhavam desde 1930 na criação de um método de decodificação. O comandante Gustave Bertrand, do Serviço Secreto francês, recrutou Hans Thilo Schmidt para essa tarefa, agente infiltrado no serviço de codificação alemão.

Com isso, quando a Segunda Guerra Mundial estourou em 1939, os aliados sabiam decifrar as mensagens enviadas pela Enigma. No dia 24 de julho de 1939, Marian Rejewski, responsável pelo serviço europeu mais avançado de investigações sobre a codificação alemã, entregou um modelo da máquina Enigma ao comandante Bertrand e a Alistair Denniston, chefe do serviço de decodificação britânico.


A guerra intensificou-se desde então e o ritmo de decodificação aumentou. Assim, em poucos meses, mais de 4 mil mensagens da Enigma foram decodificadas pelos serviços secretos franceses. Estas operações receberam o nome de Operação Z para os franceses e Código Ultra para os ingleses.

Os serviços de Código e Decodificação no Bletchley Park

Em agosto de 1939, os ingleses instalaram os serviços de Código e Decodificação no Bletchley Park (a 80 km de Londres). No local, 12 mil cientistas e matemáticos ingleses, poloneses e franceses trabalhavam para quebrar o código da Enigma. Entre estes matemáticos, encontrava-se um dos inventores da informática moderna, Alan Turing, que dirigia os trabalhos.

As mensagens decifradas no Bletchley Park chegavam por tapete rolante no Huts 6 e levadas ao posto para serem traduzidas (dois postos por equipe): um para as mensagens atrasadas e outro para o material urgente.

As mensagens traduzidas da Luftwaffe (Força Aérea alemã) eram transmitidas para os 3A e aquelas do Exército para os 3M. Em seguida, atribuía-se Z em função da importância das mensagens, de 1Z, pouco importante, a 5Z, extremamente urgente. As informações eram resumidas e enviadas em três exemplares: um ao SIS da Broadway, um ao serviço do ministério apropriado ou aos departamentos oficiais e um ao general em exercício.

Assim, os ingleses conseguiram decifrar as mensagens codificadas. Apenas no caso da Marinha de Guerra alemã, utilizando medidas de codificação diferentes, a decodificação foi mais difícil. A captura no U-110 de uma Enigma e sobretudo as suas instruções permitiu um progresso importante. Ela possibilitou o conhecimento das posições de submarinos e a redução da tonelagem afundada pelo U-Booot. No dia 1º de fevereiro de 1942, o modelo Enigma M4 foi posto em serviço. Durante onze meses, os aliados não conseguiram decifrar estas mensagens.

Durante toda a guerra, mais de 18 mil mensagens foram decifradas por dia e permitiram às forças aliadas conhecer as intenções e movimentações da Alemanha. A última mensagem codificada foi encontrada na Noruega, assinada por Amiral Doenit: "O Führer morreu. O combate continua". Os alemães nunca suspeitaram que a sua preciosa máquina podia ser decifrada.

Como funciona a Enigma

A Enigma possuía um funcionamento bem simples. Ela tinha um teclado para a digitação da mensagem, diversas peças circulares (rodas) para a codificação e um quadro luminoso para o resultado.

A cada pressão em uma das teclas do teclado, uma letra do painel luminoso iluminava-se. Havia 3 rodas de codificação, chamadas aparelho de interferência rotor, que ligava o teclado ao painel luminoso. Por exemplo, com um único rotor, quando pressionamos a tecla B a corrente passa pelo rotor e acende o A no painel luminoso:

roda de codificação da Enigma

Para que a máquina seja mais complexa, a cada tecla pressionada, o rotor gira uma tela. Após a primeira pressão obtém-se, então:

Roda de codificação de Enigma deslocada d

De acordo com os modelos (M3 ou M4), o sistema era munido de 3 ou 4 rotores. O segundo e o terceiro rotor avançavam um pouco enquanto o precedente dava uma volta completa. Também havia uma tabela de conexão que misturava as letras do alfabeto e um refletor que fazia passar a corrente nos rotores antes da exibição.

No final, para as máquinas Enigma com 26 letras, havia 17.576 combinações (26 x 26 x 26) ligadas à orientação de cada um dos três rotores mais seis combinações possíveis associadas à ordem na qual estavam dispostos os rotores, ou seja, 100.391.791.500 ligações possíveis quando os seis pares de letras na tabela de conexões estivessem ligados: 12 letras escolhidas entre 26 (26! /(12! 14!)), depois 6 letras entre 12 (12! /6!), e, já que certos pares são equivalentes (A/D e D/A), divide-se o valor final por 26.

Desta forma, as máquinas Enigma podem codificar um texto de acordo com 1016 (17 576 * 6 * 100.391.791 500) combinações diferentes.

Como quebrar o código da Enigma

Os poloneses inventaram a Bomba (rebatizada mais tarde de Ultra) que permitia conhecer os ajustamentos da Enigma. Mas, a partir de 1938, é o próprio operador que estabelecia o ajustamento. Para remediar esse problema, os poloneses encontraram a solução, isto é, cada mensagem continha ou uma repetição de palavras ou palavras recorrentes (chamadas fêmeas).

Esta foi uma pista quanto ao núcleo (ajuste básico dos rotores). Para descobrir este ajuste, os poloneses utilizavam a Grelha (placas perfuradas que correspondem a todas as permutações do núcleo). Estas placas eram empilhadas umas sobre as outras em relação à posição das fêmeas. Em seguida, procurava-se o ponto onde uma série de perfurações se cobria, de cima para baixo da pilha.

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Última modificação: 3 de julho de 2017 às 15:14 por Pedro.CCM.
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