Máquina Enigma: simulador interactivo de rotores y clavijas

Qué pasa al pulsar una tecla

En 1941, un radiotelegrafista alemán tenía sobre la mesa una caja de madera de unos 35 por 29 cm y 16 cm de fondo en su estuche de roble, que pesaba alrededor de 12 kg. Pulsaba una tecla, se encendía una bombilla pequeña bajo una ventanilla con una letra y un segundo soldado anotaba esa letra. Si pulsaba otra vez la misma tecla, se encendía una lámpara distinta. Esa es toda la interfaz de la Enigma I, y el modelo de arriba funciona igual.

Esta página sigue la corriente desde la tecla hasta la lámpara, pieza a pieza, con el cableado real de los rotores I a V y del reflector B. El cifrado del modelo es el auténtico: si lo ajustas como lo hizo el emisor, lee un mensaje enviado desde el frente ruso el 7 de julio de 1941.

Las piezas por las que pasa la corriente

Pulsar una tecla cierra un interruptor. Una pila de 4,5 voltios dentro de la caja empuja la corriente por esta cadena:

1. Teclado: 26 teclas en el orden alemán QWERTZ.
2. Clavijero (Steckerbrett): enchufes en el panel frontal. Un cable entre dos enchufes intercambia esas dos letras.
3. Rueda de entrada: un disco fijo que pasa la corriente a los rotores. En la Enigma I está cableada en línea recta, A con A.
4. Tres rotores, de derecha a izquierda. Cada uno desordena el alfabeto.
5. Reflector: media rueda fija que empareja las letras y devuelve la corriente.
6. Otra vez los tres rotores, de izquierda a derecha, por otro camino.
7. Otra vez la rueda de entrada y el clavijero, y después una de las 26 lámparas.

En su recorrido la corriente cruza un rotor seis veces, tres a la ida y tres a la vuelta. Si la máquina se quedara ahí, sería una sustitución fija, que un escolar con lápiz resuelve contando letras. El truco está en que los rotores se mueven.

Por qué los rotores se mueven antes de que se encienda la lámpara

La tecla hace dos trabajos en un orden estricto. Los primeros milímetros de su recorrido empujan un trinquete contra la rueda dentada del rotor derecho y lo giran 1/26 de vuelta. Solo al final del recorrido la tecla cierra el contacto eléctrico. Así que la letra siempre se cifra con los rotores en su nueva posición.

Activa «Ver por dentro» y escribe unas cuantas letras. El hilo rojo y azul de cada rotor salta a otro sitio con cada pulsación, aunque repitas la tecla, porque el rotor ha girado y ahora es otro hilo interno el que queda frente al contacto fijo.

Dentro de un rotor: 26 hilos en desorden

Un rotor es un disco grueso de material aislante. Su cara derecha lleva 26 clavijas con resorte y la izquierda 26 contactos planos. Dentro, 26 hilos aislados unen cada clavija con un contacto. El rotor I, por ejemplo, lleva la A a la E, la B a la K y la C a la M; la lista completa es EKMFL GDQVZ NTOWY HXUSP AIBRC J. El modelo usa el cableado publicado de los cinco rotores:

Alrededor del borde hay un anillo móvil con el alfabeto y una muesca. El anillo decide qué letra aparece en la ventanilla, y el ajuste del anillo (Ringstellung) decide cuánto se desplazan las letras respecto al cableado. Mover el anillo un lugar tiene el mismo efecto sobre el cableado que girar el núcleo un lugar dejando quietas las letras.

El reflector, y por qué ninguna letra se convierte en sí misma

El reflector B une los 26 contactos en 13 parejas: A con Y, B con R, C con U, y así sucesivamente (YRUHQ SLDPX NGOKM IEBFZ CWVJA T). La corriente que llega por A sale por Y y vuelve a atravesar los tres rotores.

Esto tuvo dos consecuencias. La buena para los operadores: la máquina es su propia inversa. Si con cierto ajuste A se convierte en B, con ese mismo ajuste B se convierte en A, así que la misma máquina y el mismo procedimiento descifran un mensaje. La mala: una letra nunca puede convertirse en sí misma. El camino de vuelta no puede terminar donde empezó el de ida, porque el reflector nunca une un contacto consigo mismo. En el modelo puedes escribir 1000 letras y nunca verás que la lámpara coincida con la tecla pulsada. Los descifradores lo usaron para descartar posiciones de una palabra supuesta (un crib): si la suposición ponía una letra sobre la misma letra del texto cifrado, esa posición era imposible.

Avance, muescas y doble paso

El rotor derecho avanza con cada pulsación. Cuando pasa por la posición de su muesca (V en el rotor III), arrastra un paso al rotor central. Cuando el rotor central pasa por su propia muesca, arrastra al izquierdo.

El mecanismo tiene una peculiaridad. El trinquete que empuja al rotor izquierdo descansa sobre la muesca del rotor central y, cuando empuja, también arrastra al central. Así, el rotor central avanza en dos pulsaciones consecutivas. El paso 5 del recorrido lo muestra con los rotores I, II y III empezando en ADU:

• ADU pasa a ADV (el rotor derecho llega a su muesca en V)
• ADV pasa a AEW (el rotor central es arrastrado hasta E, su propia muesca)
• AEW pasa a BFX (el rotor central vuelve a avanzar y se lleva al izquierdo)
• BFX pasa a BFY

Por el doble paso, el rotor central solo tiene 25 posiciones distintas en el ciclo, no 26. La máquina se repite tras 26 × 25 × 26 = 16 900 pulsaciones. Se hizo correr el código del modelo durante un ciclo completo y vuelve al inicio después de exactamente 16 900 pasos.

Una letra de A a B

Ajusta I-II-III en AAA, sin cables, y pulsa A. Primero avanza el rotor derecho, así que la ventanilla marca AAB. Después la corriente hace este camino:

Pulsa A cuatro veces más y las lámparas muestran D, Z, G y O. Que AAAAA se convierta en BDZGO es la prueba habitual de un simulador de Enigma, y el modelo la supera. Con los anillos en BBB, las mismas cinco teclas dan EWTYX, otra comprobación publicada que el código del modelo también supera.

De cuántas maneras se puede ajustar la máquina

Un operador del ejército tenía que ajustar cuatro cosas a partir de una hoja de claves diaria. Las cifras de abajo están calculadas, y se dan las fórmulas para que puedas comprobarlas.

• Orden de rotores: tres de cinco rotores en un orden elegido, 5 × 4 × 3 = 60.
• Posiciones iniciales: 26 × 26 × 26 = 17 576.
• Clavijero con diez cables: elegir diez parejas entre 26 letras. La cuenta es 26! / (6! × 10! × 2^10) = 150 738 274 937 250. El 6! corresponde a las seis letras sin cable, el 10! al orden de los cables y 2^10 a los dos extremos de cada cable.

Multiplicando: 60 × 17 576 × 150 738 274 937 250 = 158 962 555 217 826 360 000, unos 1,6 × 10^20, o aproximadamente 2^67. Los ajustes de anillo de los rotores central y derecho cambian cuándo se producen los arrastres, lo que multiplica el total por hasta 26 × 26 = 676 más, hasta unos 1,07 × 10^23.

El clavijero aporta la mayor parte de ese número. Diez cables ni siquiera es el máximo: once cables darían 205 552 193 096 250 emparejamientos. Antes de enero de 1939 el ejército usaba solo seis cables, lo que da 100 391 791 500.

Un espacio de claves grande no es lo mismo que un cifrado fuerte. Los rotores, que parecen la parte ingeniosa, solo aportan 60 × 17 576 = 1 054 560 ajustes. Las máquinas de los descifradores de Bletchley Park atacaron justo esa parte y resolvieron el clavijero con lógica.

Cifrar y descifrar son la misma acción

Escribe HALLO con I-II-III en AAA y sin cables, y las lámparas encienden IDBDA. Pulsa «Volver al inicio» y escribe IDBDA: las lámparas forman HALLO. El botón «Escribir las lámparas» lo hace por ti. Gracias al reflector, el receptor no necesitaba un modo aparte para descifrar. Ponía los mismos rotores, anillos, clavijas y posición inicial y tecleaba el texto cifrado.

En la guerra, la posición inicial de cada mensaje también se cifraba. El operador elegía tres letras (la clave de mensaje), las cifraba con el ajuste básico del día, enviaba el resultado al principio del mensaje y después giraba los rotores hasta su clave de mensaje. El mensaje de 1941 del primer paso del recorrido usa la clave de mensaje BLA, los rotores II, IV y V, anillos B U L y diez cables (AV BS CG DL FU HZ IN KM OW RX). Sus primeras palabras dicen AUFKL XABTE ILUNG XVONX KURTI NOWA, donde X hace de espacio: una unidad de reconocimiento que informa desde Kurtinowa, cerca de Sebezh.

En qué se diferencia el modelo de una máquina real

• Se han quitado la tapa, el filtro de las lámparas y la ventanilla de la tapa para que se vean los rotores.
• Los cables de clavija cuelgan más bajos que los reales para no tapar los enchufes. Las clavijas reales tienen dos patillas de distinto grosor, y por eso un solo cable intercambia en los dos sentidos.
• El camino rojo y azul de la corriente se dibuja como una línea directa. Dentro de una máquina real, los hilos van por la base siguiendo un mazo fijo.
• Las teclas de una máquina real también conmutan el circuito de las lámparas, así que una tecla pulsada no puede encender su propia lámpara. El modelo hace lo mismo en la lógica, pero no en el dibujo.
• La caja es la de una Enigma I. Si eliges la M3 naval en el laboratorio, los rotores VI a VIII y el reflector C se calculan con exactitud, pero la caja sigue igual. Si eliges la M4, la cuarta rueda y el reflector delgado se calculan y aparecen en la etiqueta del reflector; el dibujo sigue mostrando tres rotores.
• La luz de «Seguir la corriente» avanza a paso lento. La corriente real cruzaba la máquina en unos pocos nanosegundos.

Cómo se rompió la Enigma

Arthur Scherbius solicitó la patente de una máquina de cifrado por rotores el 23 de febrero de 1918. La marina alemana puso la máquina en servicio en 1926 y el ejército añadió el clavijero en 1928. En diciembre de 1932, el matemático polaco Marian Rejewski dedujo el cableado de los rotores con la teoría de permutaciones. Tuvo ayuda: manuales alemanes y listas de claves diarias que un espía en Berlín, Hans-Thilo Schmidt, había vendido a la inteligencia francesa. Los polacos construyeron sus propias copias y un aparato llamado ciclómetro, y leyeron mucho tráfico alemán durante la década de 1930.

El 15 de diciembre de 1938 el ejército añadió los rotores IV y V, con lo que los órdenes de rotores pasaron de 6 a 60, y en enero de 1939 aumentó el número de cables, que hasta entonces eran seis. El 26 y 27 de julio de 1939, en Pyry, cerca de Varsovia, el Biuro Szyfrów polaco entregó sus métodos y máquinas reconstruidas a oficiales franceses y británicos. En Bletchley Park, Alan Turing y Gordon Welchman diseñaron la bombe, una máquina electromecánica que probaba posiciones de rotores contra un crib. La primera, llamada Victory, llegó el 18 de marzo de 1940. La segunda, con el tablero diagonal de Welchman, llegó el 8 de agosto de 1940.

Pruébalo tú en el laboratorio

Debajo de los controles hay un laboratorio con seis herramientas. Ninguna es una simulación aparte: todas usan el mismo código de cifrado que la máquina de arriba, el código comprobado con el mensaje de 1941.

Ajustar la máquina. Elige un modelo, tres rotores, un reflector, el ajuste de anillos y la posición inicial. El clavijero es una fila de 26 enchufes. Arrastra de un enchufe a otro para conectar un cable, o toca dos seguidos. Toca un enchufe ocupado para quitar su cable. También puedes tocar los enchufes de latón del frente de la máquina en 3D. Cada cambio vacía la cinta, porque un texto cifrado solo tiene sentido junto con el ajuste con el que se hizo.

Seguir la corriente. Actívalo y pulsa una tecla. Primero avanzan los rotores; después una lucecita sale de la tecla, cruza hasta su enchufe, cambia de letra si hay un cable, entra en la rueda de entrada y atraviesa los rotores derecho, central e izquierdo. En el reflector da la vuelta y regresa por los rotores izquierdo, central y derecho por otro camino, hasta el clavijero y la lámpara. La franja de la parte superior del escenario ilumina cada parada cuando pasa la luz. Pruébalo con «Ver por dentro» activado: los rotores se vuelven transparentes y puedes ver la luz saltar entre los contactos.

El doble paso a cámara lenta. Pone los rotores I-II-III en ADU, ralentiza el movimiento de los rotores y pulsa A tres veces. El registro de abajo anota qué rotores se movieron con cada tecla: de ADU a ADV solo se mueve el derecho, de ADV a AEW el derecho y el central, y de AEW a BFX los tres. El rotor central se movió en dos pulsaciones seguidas.

Una letra nunca se convierte en sí misma. Un botón pulsa A diez mil veces, cada vez con un ajuste nuevo al azar y diez cables al azar, y dibuja cuántas veces se encendió cada lámpara. La barra de la A siempre está vacía. Las otras 25 barras rondan las 400 cada una, porque 10 000 / 25 = 400. En una prueba en esta página fueron de 343 a 444. Esa barra vacía es la debilidad que aprovecharon los descifradores.

Cifrar y descifrar. Escribe un mensaje y pulsa «Cifrar». Después pulsa «Descifrar el resultado»: el mismo ajuste devuelve el texto cifrado a tu mensaje, y la línea lo indica. «Escribirlo en la máquina» manda el mensaje letra a letra por el modelo en 3D.

Cuántos ajustes hay. Una tabla multiplica las partes de la clave para cada modelo. Puedes deslizar el número de cables de 0 a 13 y ver cómo cambia el total. Todos los números son enteros exactos, y las mismas fórmulas también se resolvieron a mano.

Máquinas navales: tres de ocho rotores, y luego cuatro ruedas

La marina alemana fue más cuidadosa con la Enigma que el ejército. Su M3 usaba los mismos rotores I a V y añadía tres propios, VI, VII y VIII. Estos rotores navales tienen dos muescas cada uno, en Z y en M, así que el rotor siguiente avanza dos veces por vuelta en lugar de una. Con ocho rotores para elegir tres, hay 8 × 7 × 6 = 336 órdenes de rotores en lugar de 60. La marina usaba además el reflector C, no solo el B.

Al poner esas cifras en el mismo producto de antes (336 órdenes de rotores, 2 reflectores, 17 576 posiciones iniciales, 676 ajustes de anillo y diez cables) sale 1 203 537 298 065 206 936 832 000, unos 1,2 × 10^24.

En 1942 la máquina de los submarinos volvió a cambiar. En la caja no cabía un cuarto rotor, así que el reflector se hizo delgado y una rueda delgada, Beta o Gamma, se colocó entre él y el rotor izquierdo. Esta cuarta rueda se ajustaba a mano, pero nunca avanzaba. Los británicos llamaron Shark al nuevo tráfico de los submarinos. El International Spy Museum, que expone una máquina de cuatro rotores que Alemania construyó para Japón, señala que Shark tardó casi un año en volver a romperse.

La cuarta rueda tenía una ventaja escondida. Con Beta en A y el reflector B delgado, la M4 cifra exactamente igual que una máquina de tres rotores con el antiguo reflector B. La misma identidad vale para Gamma con el reflector C delgado. Eso permitía a los submarinos seguir leyendo mensajes de estaciones de tierra que usaban máquinas de tres rotores. Con la cuarta rueda libre de tomar 26 posiciones y dos ruedas para elegir, la cuenta de la M4 en el laboratorio sube a unos 6,3 × 10^25.

Cribs: adivinar el texto en claro

Un crib es un trozo de texto en claro que esperas encontrar en un mensaje. Los partes meteorológicos empezaban cada día con las mismas palabras alemanas. Las unidades informaban con formatos fijos, y algunas enviaban noche tras noche la misma línea de «sin novedad».

La primera tarea es alinear el crib con el texto cifrado. Aquí el reflector ayuda al descifrador. Como ninguna letra puede cifrarse en sí misma, el crib no puede ir en ningún sitio donde una de sus letras coincida con la letra cifrada que tiene debajo. Toma las primeras 96 letras del mensaje de 1941 de esta página y el comienzo real de su texto en claro, AUFKLXABTEILUNG, de 15 letras. Hay 82 lugares donde podría empezar el crib. En 40 de ellos choca al menos una letra, así que solo quedan 42, y la posición 0, la correcta, está entre ellos. Con cribs más largos el recorte es mayor.

Un crib alineado da parejas de letras: la A en claro se convirtió en la E cifrada en el paso 1, la U en D en el paso 2, y así sucesivamente. Esas parejas son lo que se le da a la bombe.

La bombe de Bletchley Park

La bomba polaca de 1938 funcionaba detectando la clave de mensaje duplicada al principio de cada mensaje. Cuando los alemanes dejaron de duplicar la clave y añadieron rotores, ese método dejó de servir. Alan Turing diseñó una máquina nueva que trabajaba a partir de cribs.

Una bombe llevaba muchos juegos de tambores que copiaban los rotores Enigma. Para un orden de rotores recorría las 17 576 posiciones iniciales. En cada posición comprobaba si todas las parejas de letras del crib podían ser ciertas a la vez con algún clavijero. La mayoría de las posiciones llevaban enseguida a una contradicción, y la máquina pasaba a la siguiente. Cuando se detenía, los operadores anotaban la posición y una suposición de clavijero y la comprobaban a mano en una Typex o en una copia de Enigma.

Gordon Welchman añadió el tablero diagonal. Incorporaba al cableado el hecho de que un cable de clavija intercambia en los dos sentidos: si A está conectada con V, V está conectada con A. Eso redujo mucho las paradas falsas. Según The National Museum of Computing, la primera bombe, Victory, empezó a trabajar en marzo de 1940, la primera con tablero diagonal, Agnus Dei, en agosto de 1940, y al final de la guerra unas 1676 Wrens y 263 miembros de la RAF manejaban 211 bombes. El museo tiene una reconstrucción que funciona.

Una vez hallada la clave del día, todavía había que descifrar miles de mensajes. Para ese trabajo Bletchley Park usó máquinas británicas Typex adaptadas para comportarse como una Enigma.

Otras máquinas de rotores: Typex y SIGABA

Gran Bretaña compró dos Enigmas comerciales en 1928. El Ministerio del Aire encargó después a los fabricantes de teleimpresoras Creed & Company una copia mejorada, y las primeras Typex Mark I llegaron a la RAF a principios de 1937. La Typex tenía cinco rotores, dos de los cuales quedaban quietos al teclear, e imprimía en cinta de papel en vez de encender lámparas. La Mark 22 incorporó un clavijero, y por eso podía imitar a la Enigma. Los Imperial War Museums registran que los alemanes capturaron al menos dos Typex, pero nunca la rompieron, y siguió en servicio hasta principios de la década de 1960.

La SIGABA del ejército de Estados Unidos, que la marina llamaba ECM, también usaba rotores cableados. Frank Rowlett le dio un avance tan enrevesado que parecía aleatorio. El National Cryptologic Museum de la NSA señala que fue el único sistema de cifrado a máquina de la guerra que ningún enemigo rompió. Desde noviembre de 1943, máquinas ECM y Typex adaptadas trabajaron juntas como la Combined Cipher Machine, para que los buques británicos y estadounidenses pudieran compartir mensajes.

El punto débil de la Enigma no era que usara rotores. Era el avance regular, el reflector y las costumbres de sus operadores. La lista del laboratorio, con 50 máquinas, personas y métodos, sigue esa historia con una fuente para cada entrada.

Por qué trece cables dan menos ajustes que once

Llenar todos los enchufes parece la opción más segura. Sin embargo, el número de ajustes disminuye después de once cables. Llamemos P(n) al número de distribuciones con n cables. Al dividir dos valores consecutivos de la fórmula factorial anterior, casi todos los factores se cancelan:

P(n + 1) / P(n) = (26 − 2n)(25 − 2n) / (2(n + 1)).

Con diez cables quedan seis enchufes libres. Al añadir el undécimo, la razón es 6 × 5 / 22 = 15/11: se pasa de 150,738,274,937,250 a 205,552,193,096,250 distribuciones. Con once cables quedan cuatro enchufes. La razón siguiente es 4 × 3 / 24 = 1/2, por lo que doce cables dan 102,776,096,548,125 distribuciones. La última razón es 2 × 1 / 26 = 1/13: trece cables dejan solo 7,905,853,580,625. Son cantidades de tableros completos posibles, no de formas de añadir un cable a un tablero concreto.

¿Por qué dividir por n + 1? Cualquier tablero terminado puede obtenerse quitando y reponiendo cualquiera de sus n + 1 cables. Sin esa división, contar todas las adiciones contaría varias veces el mismo tablero final. El factor 2 evita contar por separado las dos orientaciones del cable. Unir A con B equivale a unir B con A.

En el contador de ajustes, mantén el modelo y mueve el deslizador de cables de 10 a 13. Los demás factores no cambian, así que el total sube y baja en la misma proporción. Esto comprueba una hipótesis de recuento, no el tiempo necesario para descifrar un mensaje. Once cables maximizan este espacio de búsqueda; eso no demuestra que produzcan el cifrado práctico más resistente. El material de combinatoria de la Universidad de Cornell deduce la fórmula eligiendo enchufes y formando parejas.

Romper un mensaje en el modelo de bombe

Al activar la bombe, la Enigma deja paso a un modelo con 108 tambores en tres grupos. The National Museum of Computing explica que cada columna de tres tambores hace el trabajo de los rotores de una Enigma: el frontal equivale a 36 Enigmas. Los tambores del modelo giran durante la búsqueda y los laterales muestran la posición que se está probando.

El mensaje es un parte meteorológico ficticio de submarino, cifrado con una clave diaria que permanece oculta hasta el final. Se supone que contiene WETTERVORHERSAGE, previsión del tiempo, una palabra que el museo cita como típica de los cribs navales. El primer panel desliza el crib sobre el texto cifrado. Si una letra coincide con la que tiene debajo, se vuelve roja y la posición se descarta: la Enigma nunca cifra una letra en sí misma. De las primeras 20 posiciones quedan 12. La correcta es la 8.

Pulsa «Crear el menú aquí». Cada letra del crib se une con la letra cifrada que tiene debajo mediante una línea marcada con su posición en el mensaje. Este crib da 15 letras, 16 líneas y 3 bucles cerrados. E, la letra con más conexiones, se convierte en la entrada. Los bucles son esenciales: una suposición sobre la pareja de E debe volver al punto de partida sin contradecirse. Cada bucle añade una prueba que puede descartar una suposición errónea.

Después empieza la búsqueda. Para un orden de rotores, la bombe recorre las 17,576 posiciones de los tambores. En cada una supone una pareja de clavijero para E, sigue esa suposición por todos los conjuntos de rotores del menú y la extiende mediante el tablero diagonal de Welchman: si E se conecta a w, W se conecta a e. Una suposición errónea pronto exige que E esté conectada a todas las letras a la vez, algo imposible, y los tambores siguen avanzando. La bombe solo se detiene donde sobrevive alguna suposición. El modelo hace la misma comprobación completa: las paradas son resultados reales del cifrado, no una animación prefijada. Después se comprueba cada una como en la máquina de verificación: si una letra necesitaría dos parejas, es una falsa parada. Con el orden correcto II-V-III solo se para una vez, en YIV, y pasa la prueba. Los otros tres órdenes no producen ninguna parada.

La parada da la posición de los tambores y las parejas de todas las letras del menú. Pulsa «Descifrar con esta parada»: casi todo el mensaje se vuelve legible, aunque algunas letras siguen mal, como en ANUFDXXWETTERVORHERSAGE. Esos errores corresponden a los tres cables cuyas letras no aparecían en el menú. Deducirlos a partir del texto parcialmente legible es el último paso y uno de los retos del laboratorio.

Hay dos simplificaciones. Los anillos están fijados en A, porque la bombe busca posiciones de tambores y los anillos solo desplazan las letras visibles en las ventanas. Además, los conjuntos de rotores avanzan igual que en una Enigma, incluido el rotor central, en vez de copiar los engranajes propios de la bombe. El museo indica que los tambores superiores giraban a 97.5 vueltas por minuto y una búsqueda sin paradas tardaba al menos 10.4 minutos. El control de velocidad permite ese ritmo o hasta mil veces más.

Lorenz y Colossus: el otro cifrado alemán

El alto mando del ejército alemán no usaba la Enigma para sus mensajes más importantes. Usaba las Lorenz SZ40 y SZ42, accesorios que cifraban comunicaciones de teletipo. Bletchley Park llamó Tunny al sistema. Los teletipos envían cada carácter como cinco señales de encendido o apagado; Lorenz sumaba cinco bits de clave procedentes de doce ruedas. Las cinco ruedas chi, con 41, 31, 29, 26 y 23 levas, avanzaban con cada carácter. Las cinco psi solo avanzaban cuando las dos motoras lo permitían. Una leva levantada da 1 y una bajada 0; la clave combina chi y psi.

El modelo Lorenz muestra las doce ruedas con sus 501 levas. «Un carácter» las hace avanzar un paso. La tabla muestra los bits chi, los psi, la clave resultante y si las ruedas psi se movieron. Los patrones de levas son aleatorios y el motor sigue la regla sencilla de la SZ40 sin la limitación posterior. Es un esquema en funcionamiento, no la copia de una máquina concreta.

Según Crypto Museum, en agosto de 1941 un operador envió dos veces un mensaje largo con los mismos ajustes de ruedas, pero cambió ligeramente el segundo texto. De esos dos mensajes los criptoanalistas recuperaron casi 4,000 caracteres de clave. Bill Tutte dedujo la lógica de la máquina antes de terminar enero de 1942 sin haberla visto. Para encontrar los ajustes de cada nuevo mensaje con suficiente rapidez, Tommy Flowers construyó Colossus, una máquina electrónica de más de 1,700 válvulas que leía el texto cifrado de una cinta de papel. La primera llegó a Bletchley Park en enero de 1944. Según The National Museum of Computing, al terminar la guerra diez Colossus y 550 personas habían descifrado 63,000,000 de caracteres.

Cincuenta máquinas, personas y métodos

El catálogo del laboratorio tiene ahora 50 entradas con sus fuentes y permite buscar y filtrar por tipo. Las entradas de máquinas abren una ficha junto a la Enigma I para comparar cómo cifran, sus piezas móviles, contactos o caracteres, época de uso y si se rompieron. La Purple japonesa usaba conmutadores telefónicos de pasos en vez de rotores. Según el National Cryptologic Museum de la NSA, los criptoanalistas estadounidenses la reconstruyeron en 1940 sin haber visto ninguna. La M-209 era una pequeña máquina de ruedas de pasadores. Los alemanes a veces rompían sus mensajes en unas cuatro horas, un plazo aceptable para órdenes que perdían su valor en pocas horas; seguía en uso durante la guerra de Corea. La KL-7 de 1952, utilizada también por Corea del Sur, y la Fialka soviética de 1956 llevaron los rotores a la Guerra Fría con más ruedas y avances más complejos.