Màquina de rotors

Tres rotors d'una màquina Enigma, usada per Alemània durant la Segona Guerra Mundial

En criptografia, una màquina de rotors és un dispositiu electromagnètic cifrador de fluix que s'usa para sifrar i dessifrar mensages secrets. Les màquines de rotors eren lo últim en criptografia en un prominent periodo de l'història; el seu us es va estendre en els anys 20–70. L'eixemple més famós és la màquina de sifrat alemana Enigma, els mensages del qual varen ser dessifrats pels aliats durant la Segona Guerra Mundial, produint un còdic d'inteligència cridat ULTRA.

L'element principal és un joc de rotors, també cridats rodes o tambors, que són discs rotatoris en una formació de contactes elèctrics en cada costat. El cablejat entre els contactes usava un substitució de lletres, reemplaçant-les d'una manera complexa. Per sí mateixa, açò oferiria una chicoteta seguritat; no obstant, despuix d'encriptar cada lletra, els rotors alvançaven posicions, canviant la substitució. Açò significa que una màquina de rotors produïx un complex sifrat de substitució polialfabética, que canvia en cada tecla pulsada.

Descobriment

Si es partix de les noves tecnologies que varen sorgir a principis de el XX, com la màquina d'escriure i el teletipo (també TTY o télex), varis inventors varen desenrollar de forma independent i simultàneament, l'idea d'encriptar texts a pur de un mecanisme en rotors. Els primers varen ser dos oficials navals holandesos: Theo van Hengel i Rudolf Spengler en Batavia (llavors capital de les Índies Holandeses; en l'actualitat Jakarta) en l'any 1915. No obstant, no se'ls va permetre solicitar una palesa per al seu invent. El següent en intentar-ho, va anar el nortamericà Edward Hugh Hebern en 1917 (solicitut de palesa en 1921). A este, li va seguir en l'any 1918 l'alemà Arthur Scherbius i, per últim, en 1919, l'holandés Hugo Alexander Koch i el suec Arvid Gerhard Damm. Tots ells varen solicitar patentar les seues idees i investigacions sobre les màquines de rotors.

Una de les primeres màquines de rotors que es varen construir, va ser la Electric Code Machine de l'inventor nortamericà Hebern en 1917;  tenia un sol rotor. Ya en 1918 existien els primers prototips, cridats "Probemaschinen", de la màquina alemana que més vesprada es faria famosa com Enigma. La primera versió contava en dos rodells, encara que conceptualment es prevea una ampliació a 7, 10 o 12 rodells, pero mai es va portar a terme. Atres màquines de sifrat de rotor molt conegudes són: la britànica TypeX (També coneguda com Type-X, en cinc rotors), la soviètica Fialka (La Veilchen alemana en dèu rotors), la suïssa NEMA (en dèu rotors) i la nortamericana SIGABA (15 rotors). La Fialka es va utilisar en el Pacte de Varsòvia fins al seu colapse (1991), per a la transmissió de mensages entre els eixèrcits dels estats participants.

Base

Màquina de rotor inspirada en Enigma de Tatjana van Vark, construïda en 2002. Els rotors d'esta màquina contenen 40 contactes, en comparació als 26 de l'Enigma original.

En la criptografia clàssica, un dels métodos més antics d'encriptación era el del sifrat de substitució, en el que les lletres en un mensage eren reemplaçades sistemàticament usant algun patró secret. Els sifrats de substitució monoalfabética usaven solament un esquema simple – a voltes, un alfabet; açò podia ser fàcilment descifrable, per eixemple, usant l'anàlisis de freqüència. Alguna cosa més segurs eren els esquemes que implementaven varis alfabets, cridats sifrats polialfabéticos. Degut a que alguns esquemes eren fets a mà, solament un grapat d'alfabets podien ser usats; alguna cosa més complex no seria pràctic. No obstant, usant pocs alfabets deixa al sifrat vulnerable a l'atac. L'inventor de les màquines de rotors va mecanisar el sifrat polialfabético, abastint d'una manera pràctica per a usar-ho en un número molt major d'alfabets.

Referències

• Friedrich L. Bauer, "An error in the history of rotor encryption devices", Cryptologia 23(3), July 1999, page 206.
• Cipher A. Deavours, Louis Kruh, "Machine Cryptography and Modern Cryptanalysis", Artech House, 1985. ISBN 0-89006-161-0.
• Karl de Leeuw, "The Dutch invention of the rotor machine, 1915 - 1923." Cryptologia 27(1), January 2003, pp73–94.