Criptografía (CXCI): Reto 39

En esta entrada vuelvo a referirme a la máquina de cifrado más famosa de la historia; la utilizada por el ejército alemán durante la Segunda Guerra Mundial, la máquina Enigma.

En este blog ya he escrito muchas entradas sobre ella, y, sin duda, se trata del criptosistema con cuyo aprendizaje más me he entretenido, al estar relacionada esta máquina, además de con un sistema criptográfico complejo que se suponía invulnerable para su época, con la apasionante historia del criptoanálisis de los mensajes secretos de los alemanes por parte de los aliados y con la decisiva influencia que tuvo el éxito de éste para adelantar el final de la WWII.

Pues bien, en este post pongo un reto de criptografía en el que se ve involucrada la máquina enigma.

Como siempre, se admiten soluciones en forma de comentarios a esta entrada. Pasado un tiempo iré proporcionando pistas para su resolución, un máximo de tres, y posteriormente actualizaré este post con la solución.

Reto 39: "Geheim!".

El título de este reto, 'Geheim!' (en alemán, "¡Secreto!"), no es casualidad, ya que los alemanes sabían perfectamente que el secreto de sus comunicaciones residía en la seguridad de la clave; eran plenamente conscientes de que su máquina, más tarde o más temprano, caería en manos de los aliados y, por tanto, que éstos dispondrían de réplicas de la misma, pero esto no era un problema mientras las claves para descifrar sus mensajes permanecieran secretas.

Mensualmente, cada operador recibía una hoja de configuración (en inglés, 'Setting Sheet') con las claves de cada uno de los días. Un ejemplo de una hoja de este tipo es la que vamos a utilizar para este reto:

La primera columna es la fecha (en alemán, 'Datum') o día del mes en el que la configuración de la máquina que se indica a continuación está vigente para el cifrado/descifrado de todos los mensajes emitidos ese día; la segunda de las columnas se corresponde con los rotores a utilizar ese día y su orden (en alemán, 'Walzenlage'); la tercera columna es el ajuste de los anillos (en alemán, 'Ringstellung') a realizar en cada uno de los rotores identificados en la columna anterior; y la cuarta columna se corresponde con los 10 pares de letras a conectar entre sí en el tablero de conexiones (en alemán, 'Steckerverbindungen').

Al final de cada día los operadores alemanes arrancaban y destruían la fila correspondiente a la configuración de ese día, razón por la que las fechas se indican en la hoja en orden inverso, es decir, desde el último día del mes (primera fila) al primero (última fila), ya que, como he dicho, los alemanes sabían que sólo podrían mantener secretas sus comunicaciones si esta información no caía en manos de sus enemigos y, por tanto, la destrucción confidencial de las configuraciones empleadas también jugaba un papel fundamental para ello.

Pues bien, supongamos que los aliados se hacen con esta hoja de configuración correspondiente al mes de julio de 1941, y que el día 29 de ese mes, al principio de la operación Barbarroja, campaña para la invasión de la Unión Soviética, se intercepta el mensaje cifrado enviado desde el frente oriental por una división Panzer de las SS armadas (en alemán, las 'Waffen SS') que se muestra en los recursos asociados al reto; mensaje cifrado utilizando el modelo M3 de la máquina y empleando el reflector "B".

Lamentablemente, la configuración correspondiente al día 29 no está completa. Tal y como se ve en la imagen anterior y en los recursos asociados al reto, faltan la fecha (pero evidentemente se corresponde al día 29 del mes) y la segunda columna; ésta última es la que identifica los rotores empleados y su orden. ¿Puedes ayudar a los criptoanalistas de Bletchley Park a descifrar el mensaje interceptado?.

Dificultad:

Tipo:       Criptografía.

Recursos:
- Configuración recuperada parcialmente:

Configuración para el día 29 de julio de 1941:

Datum  Walzenlage  Ringstellung  ---- Steckerverbindungen ----

 ***    ** ** **    11  17  24   CI OK PV ZL HX NB AW DJ FE ST

- Mensaje (cabecera sin cifrar y texto cifrado):

Cabecera del mensaje:

1840 - 1TLE 347 - WXC YKW

Significado de la información en la cabecera del mensaje:

1840: Hora en la que se envía el mensaje (18:40).

1TLE: Número de partes de las que se compone el mensaje (1 parte. TLE, del alemán ‘Teile’ o “Partes”).

Tamaño del texto cifrado: 347.

Posición inicial de los rotores: WXC

Clave de sesión cifrada: YKW.

Texto cifrado:

FPYUZ TZMRI EAVHJ NSSUL FOHYO NKFDO AHHJB QSOAR KZPFN JUABF ZXUBY YKTEY KBVYO MIPCO HNIRK RIDVJ UBTSG EJOKF QEWQL BDYQH QAVTI OKPYH NUGOA TTXEX YGICX SQNRM IEBQX OWOQP FVGHE HEVAD PHIFG WPXHG FSJVS ATTRG CCMIK GKRTP BNFUS ESNOG QAPGC PLEEL CMMLH ENIUZ ZLBAY KYFKM CCHZV FXAKB WZYFN DOSEQ MLWOF DPBEN HYURT MDRCM EIYGO AJNYI DBEHH ZXGRF NMWPY RELYL TOTRP JFWQO LFRQF ANQBB RRVUA KXYIS OAEOY WPIJO SMQCJ FLJOL IPUVM DN

******** 23/07/2020
Pista 1:    Poco antes del inicio de la II Guerra Mundial la Wehrmacht y la Luftwaffe (las fuerzas de tierra y aéreas del ejército alemán, respectivamente), que utilizaban el modelo M3 de la maquina, ampliaron el juego de rotores de 3 a 5 (identificados con los números romanos I, II, III, IV y V) y éstos eran utilizados de 3 en 3 en las tres ranuras dispuestas para alojarlos.

Es decir, podemos calcular el número de grupos distintos de rotores para su colocación en las ranuras como las variaciones sin repetición de 5 rotores tomados de 3 en 3: V5,3 = 5! / (5-3)! =  120 / 2 = 60.

Por tanto, en este reto lo que se pide es utilizar la fuerza bruta para ir probando esos 60 grupos de tres rotores en la configuración de la máquina hasta dar con un texto en claro legible (está escrito en español), asunto que, aunque es posible hacerlo manualmente con alguno de los muchos simuladores de la máquina enigma existentes en Internet, recomiendo automatizar mediante un pequeño script.

Nota: se han corregido algunas erratas en los recursos asociados al reto.

******** 24/07/2020
Solución.

******** PRÓXIMO RETO
Reto 40:  "Pero, ¿qué me dices?".