Criptografia e a máquina Enigma

Março 2017

Nunca atribua uma confiança cega a um sistema de criptografia - Gilles Dubertret

A história de Enigma

Foi no fim da primeira guerra mundial que apareceu a necessidade de codificar as mensagens (embora as técnicas de codificação existissem já há muito tempo). Foi um holandês que residia na Alemanha, o Dr. Arthur Scherbius que criou para fins comerciais a máquina Enigma, que servia para codificar mensagens.

O modelo A da máquina (Chieffrienmaschinen Aktien Gesellschaft) foi apresentado em 1923 ao Congresso Postal Internacional de Berna, na Suiça. O preço desta máquina naquela época equivalia a 30.000 euros hoje) fez dela um doloroso 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 (Chiffrierstelle) do Ministério da Guerra alemão. O modelo Enigma M3 foi finalmente adotado pelo Wehrmacht (exército alemão) no dia 12 de Janeiro de 1937.

O que os alemães ignoravam, é que os serviços de contraespionagem franceses e poloneses trabalhavam igualmente desde 1930 num método de decodificação. O Comandante Gustave Bertrand do serviço secreto franceses, recrutou para essa tarefa Hans Thilo Schmidt (cujo nome de código era Asche e que trabalhava na época época para o Chiffrierstelle. Quando a segunda guerra mundial estourou em 1939, os aliados sabiam decifrar as mensagens da Enigma. No dia 24 de Julho de 1939, Marian Rejewski (responsável pelo Biuro Szyfrow - o serviço europeu mais avançado nas investigações sobre a codificação alemã) entregou um modelo da máquina Enigma ao Comandante Bertrand e Alistair Denniston, chefe do serviço de decodificação do Intelligence Service britânico (IS).

A guerra intensificou-se desde então e o ritmo de decodificação aumentou. Assim, entre os meses de outubro e Junho de 1939, mais de 4000 mensagens codificadas foram decodificados pelos serviços secretos franceses. Estas operações receberam o nome de Operação Z para os franceses e Código Ultra (para Ultra Segredo) para os ingleses.

Em agosto de 1939, os Ingleses instalaram em Bletchley Park (a 80 Km de Londres) os serviços de Código e Decodificação. Era nada mais nada menos do que 12000 cientistas e matemáticos ingleses, polacos e franceses que trabalhavam para quebrar o código da Enigma. Entre estes matemáticos, encontra-se um dos inventores da informática moderna: AlanTuring, que dirigia todos os trabalhos.

As mensagens decifradas em Bletchley Park chegavam por tapete rolante ao Huts 6 e levadas ao posto para serem traduzidas, com 2 postos por equipe:

Para as mensagens em atraso
Para o material urgente

As mensagens traduzidas da Luftwaffe eram transmitidas aos 3A e aquelas do exército aos 3M (A= aviação; M= militar). Atribuía-se em seguida Z em função da importância das mensagens (1Z: pouco importante; 5Z: extremamente urgente). As informações eram resumidas e enviadas em 3 exemplares:

Um ao SIS de Broadway;
Um ao serviço do ministério adequado ou Withehall;
Um ao general respectivo no terreno.

Os ingleses conseguiram assim decifrar estas mensagens codificadas. Apenas no caso da Kriegsmarine (Marinha de guerra alemã), utilizando medidas de cifragem diferentes, a decodificação se mostrou mais difícil. A captura no U-110 de uma Enigma e sobretudo as suas instruções permitiu um progresso importante. Permitia conhecer as posições de submarinos e reduzir a tonelagem afundada pelo U-Booot (Cf.: O filme U-571).

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 18.000 mensagens foram decifradas por dia e permitiram às forças da Aliança conhecer as intenções 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 particularmente simples: ela estava equipada por um teclado para a digitação da mensagem, de diferentes peças circulares (rodas) para a codificação e por último um quadro luminoso para o resultado.

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

roue de codage de Enigma

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

roue de codage de Enigma décalée d

De acordo com os modelos (M3 ou M4), o sistema era munido de 3 ou 4 rotores. Os segundos e terceiros rotores avançavam de uma tela quando o precedente fazia uma volta completa. Havia também um quadro 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 equipadas com 26 letras, havia 17.576 combinações (26 x 26 x 26) ligadas à orientação de cada um dos três rotores, 6 combinações possíveis associadas à ordem na qual estão dispostos os rotores, ou seja 100.391.791.500 ligações possíveis quando os seis pares de letras no quadro de conexões estivessem ligados: 12 letras escolhidas entre 26 (26! /(12! 14!)), depois 6 letras entre 12 (12! /6!), e dado que certos pares são equivalentes (A/D e D/A), trata-se de dividir por 26.

As máquinas Enigma podem desta forma codificar um texto de acordo com 1016 (17 576 * 6 * 100.391.791 500) combinações diferentes!

Como funciona a quebra do código da Enigma

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

Isto era um índice quanto ao núcleo (ajustamento básico dos rotores). Para descobrir este ajustamento, os poloneses utilizavam depois disso a Grelha (placas perfuradas que correspondem a todas as permutas do núcleo). Estas placas eram empilhadas umas sobre as outras em relação à posição das fêmeas. Tratava-se de procurar o ponto onde uma série de perfurações se recobria da parte superior para a inferior da pilha.

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