CRITTOGRAFIA MECCANICA

La moderna crittografia meccanica è nata con i fondamentali lavori di Vernam, verso la fine della prima guerra mondiale. Poco più avanti, fu introdotta una classe di macchine cifranti, basata su dei rotori. La più famosa di esse è senz'altro la macchina Enigma.

Vernam e i nastri perforati. Sul finire della prima guerra mondiale, la telescrivente elettromeccanica inizia a rimpiazzare il vecchio telegrafo. Le telescriventi usano un alfabeto di 32 caratteri, denominato il “codice Baudot”, dal nome del suo inventore. Esso viene rappresentato su un nastro di carta mediante perforazioni in corrispondenza di 5 colonne. In pratica, ogni carattere viene rappresentato mediante un numero binario di 5 cifre. Nel 1917, Gilbert Vernam inventò un sistema di protezione crittografica per testi in codice Baudot, che funziona nel modo seguente. Si prepara una chiave in un nastro perforato e il testo in chiaro in un altro nastro perforato. Successivamente si inseriscono contemporaneamente i due nastri in una macchina, che ne crea un terzo criptato mediante un'operazione di “or esclusivo”. In ciascuna posizione del terzo nastro, la macchina crea un foro se e solo se le corrispondenti posizioni dei due nastri di partenza differiscono, cioè una presenta un foro e l'altra no. Per decrittare il testo è necessario essere in possesso della stessa chiave: basta inserire la chiave e il testo cifrato nella stessa macchina, che restituirà il testo in chiaro.

Il metodo di Vernam costituisce un sistema crittografico simmetrico, nel quale la stessa operazione e la stessa chiave vengono usati sia per crittare che per decrittare. Si noti anche che la chiave deve avere una lunghezza superiore al testo. Pertanto questo metodo è perfetto, nel senso che è impossibile da decrittare se non si ha a disposizione la chiave stessa. La debolezza del metodo sta nel fatto che il mittente e il destinatario devono essere in possesso della stessa chiave, che quindi deve essere scambiata in qualche modo. Inoltre usare più volte la stessa chiave per diversi messaggio equivale al fatto di avere una chiave più corta del messaggio, che quindi diventa decifrabile. Per rendere più sicuro il metodo si può usare il seguente trucco: preparare due chiavi diverse di lunghezze prime fra loro. Successivamente si incollano le due chiavi tra loro in modo ciclico ottenendo una chiave la cui lunghezza effettiva è il prodotto delle due lunghezze originali.

Tale cifrario venne anche usato (ovviamente mediante l'uso di calcolatori) per proteggere la famosa “linea calda” fra la Casa Bianca e il Cremlino. In questo caso le chiavi furono usa e getta.

La macchina Enigma. Enigma fu una macchina per cifrare e decifrare, al servizio delle forze armate tedesche. La sua facilità d'uso e la sua presunta indecifrabilità furono le maggiori ragioni per il suo ampio utilizzo. La macchina Enigma aveva l'aspetto di una macchina per scrivere con due tastiere: una vera inferiore, e la seconda nella quale i tasti erano sostituiti da lettere luminose che si accendevano ogniqualvolta veniva premuto un tasto sulla tastiera effettiva: la sequenza delle lettere che si illuminavano dava il messaggio cifrato (o quello in chiaro, se si batteva il testo cifrato). Il suo funzionamento si basava su tre dischi cablati, detti rotori, che avevano 26 contatti per lato (uno per ogni lettera dell'alfabeto tedesco). I cablaggi interni dei dischi mettevano in comunicazione stabile ciascuna lettera su un lato con una lettera dell'altro lato. I dischi erano collegati fisicamente dal seguente meccanismo: il primo disco ruotava di una lettera ad ogni pressione di tasto, il secondo ruotava di una lettera ogni volta che il primo compiva un giro e il terzo ruotava di una lettera quando il secondo finiva un giro. Oltre a questo Enigma poteva essere regolata, per maggior sicurezza, con gli spinotti di un pannello a più prese per scambiare fra loro dieci lettere con altre dieci a scelta prima dell'ingresso nel primo rotore; infine i contatti di ogni rotore da una faccia all'altra potevano venire sfalsati a piacere. Le disposizioni operative per le unità dotate della macchina Enigma prescrivevano che ogni giorno, per motivi di sicurezza, venisse modificato l'assetto della macchina disponendo collegamenti differenti per gli spinotti del pannello, posizionamenti reciproci diversi per i tre rotori, assetto iniziale diverso (lettera da cui partire per la prima codifica) di ciascuno di essi. Le informazioni relative erano contenute in un cifrario-calendario distribuito ad ogni unità dotata di macchina Enigma.

L'operatore riceveva il messaggio scritto. Via via che premeva sulla tastiera effettiva una lettera del medesimo, sulla "tastiera luminosa" compariva la corrispondente lettera cifrata e l'operatore (o chi per esso vicino a lui) la registrava su un foglio. Al termine della cifratura il foglio sul quale era stato scritto il messaggio cifrato veniva consegnato al marconista che lo trasmetteva (via radio o via filo, a seconda del mezzo trasmissivo da usare al momento). Analogamente si procedeva in decrittazione: l'operatore di Enigma riceveva dal marconista o da chi per lui il messaggio cifrato, lo "batteva" sulla tastiera effettiva e le lettere in chiaro comparivano via via sulla "tastiera luminosa".