La Enigma fue patentada en 1918 por el alemán Arthur Scherbius con vistas a su uso en el intercambio de mensajes comerciales. Sin embargo, no tuvo el éxito esperado, a pesar de ser muy avanzada para su época, por lo que el invento pasó a ser ofrecido a los militares.

En un principio, también el ejército alemán rechazó el invento, pero tras sucesivas modificaciones el artefacto fue aceptado en 1923. Gracias a ésta decisión, las fuerzas armadas alemanas dejaron atrás el engorroso sistema de libros de claves para centralizar todo el cifrado/descifrado de sus comunicaciones en un aparato del tamaño y apariencia de una máquina de escribir.

Funcionamiento

En un principio, la Enigma usaba un sistema diferente para realizar la codificación y la decodificación, pero posteriormente se empleó una clave inversible, esto es, una clave que servía tanto para cifrar como para descifrar. Ello simplificaba la comunicación sin pérdida de complejidad.

El aparato funcionaba con electricidad, pero no por ello era una máquina electrónica. La electricidad se utilizaba para mover los dispositivos electromecánicos que realizaban las operaciones, no para operar. Básicamente era una caja con un teclado similar al de una máquina de escribir por el que se tecleaba el mensaje a codificar, y con una serie de círculos marcados con cada letra del alfabeto, que se iban iluminando secuencialmente para devolver el mensaje codificado a transmitir.
La enigma se basaba en una serie de cilindros de permutación. Estos cilindros, cuyo número era variable, se encargaban de la permutación de una letra por otra. A medida que aumentaba el número de cilindros, aumentaba la complejidad de la codificación.

El esquema básico de un cilindro tenía 26 letras. A cada letra de entrada se le asigna una de salida. Este cambio se hacía una vez cada vez que la letra pasaba por un cilindro. La máquina original constaba de tres cilindros, por tanto había tres cambios. Los militares le fueron añadiendo más, hasta ocho, pero en una comunicación sólo se utilizaban tres (Cuatro desde 1942).

El uso de la máquina era simple: El operador iba tecleando el mensaje en el teclado y la letra codificada correspondiente iba apareciendo en una serie de dispositivos (uno por letra) que se iluminaban indicando el carácter a transmitir. Otro operador se encargaba de ir componiendo el mensaje.
Internamente, cada letra se iba permutando de acuerdo a la distribución de los cilindros. Cabe destacar que en cada pulsación se alteraba el enfrentamiento de los cilindros por medio del giro de los mismos, con lo cual la codificación se hacía mucho más compleja (si no el cifrado se hubiese reducido al sistema del "Cifrado del César" y hubiese sido muy simple). Esto es lo que hacía del sistema usado por la Enigma un sistema muy complejo.

El sistema de giros era similar al de un cuentakilómetros de coche: Cuando el primer cilindro había girado las 26 posiciones (una por pulsación), el segundo avanzaba una; cuando el segundo había completado 26 vueltas (tras 26 x 26 = 676 pulsaciones) el tercero avanzaba una. Al terminar de girar el tercer cilindro (si se llegaba a esta situación por la longitud del mensaje), se avanzaban los tres una letra, con lo que se evitaba una periodicidad en los códigos (la periodicidad se alcanzaría a muy largo plazo, siendo preciso para ello un mensaje enorme).
Para simplificar el uso de la máquina, se introdujo el simetrizador. Este hacía que una vez el mensaje hubiese pasado por el tercer cilindro, volvía a pasar por los tres cilindros en orden inverso. Con ello se conseguía un sistema simétrico, en el que el camino de codificación realizaba también la decodificación (De otra manera, hubieran sido necesarios un código para cifrar y otro para descifrar. Así, sólo era preciso introducir el sistema a decodificar en la máquina en orden inverso, y aparecía descifrado en los indicadores luminosos).

Los militares introdujeron tambien un Steckerboard (Tablero de enchufes, en alemán). Constaba de 26 clavijas que se conectaban 2 a 2 con 13 cables, proporcionado una codificación adicional. Éste sistema se colocaba entre el teclado y los cilindros.

Con un sistema de tal complejidad, los alemanes pensaron que habían conseguido un sistema indescifrable.

Para el uso de la máquina, era precisa la "Clave", y obviamente tener otra Enigma con el mismo sistema de cilindros. La clave consistía en la posición inicial de los cilindros, y en el caso del uso del "Steckerboard", la posición de las clavijas.

A continuación presentamos el fragmento final de un documento real transmitido en 1938. Primero, el mensaje tal y como se transmite cifrado.

BMHTT YFBHK YYXJK IXKDF RTSHB HLUEJ MFLAC ZRJDL CJZVK HFBYL GFSEW NRSGS KHLFW JKLLZ TFMWD QDQQV JUTJS VPRDE MUVPM PBPXX USOPG IVHFC ISGPY IYKST VQUIO CAVCW AKEQQ EFRVM XSLQC FPFTF SPIIU ENLW O =

El mensaje, tras pasar por la Enigma.

ABS X AENDERUNG DER ANWEISUNG Z OKH X GEN X ST X D X H X ERSTE ABT X NR X DREI dREI ZWO EINS X DREI AQT G X KDOS X VOM JULI EINS NEUN DREI AQT BLEIBT VORBEHALTEN X DER OBERBEFEHLSHABER DES HEERES

El mensaje, en alemán correcto:

Aenderugen den Anweisung OKH/Gen/St/D/H

Erste Abteilung Nr. 3321/38 G/Kdos vom Juli 1938 bleibt vorbehalten.

Der Oberbefehlshaber des heeres

Y finalmente, el mensaje en español:

Hacer cambios a la orden OKH/Gen/St/D/H

Primera división Nr. 3321/38 Documentos secretos de Julio de 1938

El Comandante en Jefe del Ejército.

El fin de Enigma

A lo largo de la guerra, la ruptura de las claves alemanas fue un objetivo fundamental de los aliados. Ya antes de la guerra, los polacos se las ingeniaron para obtener las claves e incluso una versión comercial de la Enigma. Sin embargo, los cambios introducidos por los alemanes invalidaban los logros obtenidos. Tras el comienzo de la guerra, los investigadores polacos huyeron a Francia, y tras la caída de ésta a Inglaterra, aunque muchos fueron capturados por los alemanes mientras huían.

En Inglaterra, las investigaciones fueron infructuosas hasta que los polacos huídos revelaron el cableado interno de los cilindros de la Enigma. Los primeros éxitos llegaron en 1940, cuando ya se podían leer la mayor parte de los códigos de la Luftwaffe. La operación recibió el nombre clave ULTRA. Un hecho curioso es que, para evitar que los alemanes se diesen cuenta de que sus códigos estaban sindo reventados, los ingleses transmitían todo lo relativo a ULTRA a través de una máquina similar a Enigma, pero mejorada, dado que los aliados conocían los fallos de la Enigma alemana.

Aunque se conocían los códigos de la Luftwaffe, los de la Kriegsmarine seguían siendo un misterio. Esto se solucionó en parte con la captura en Febrero de 1940 del U-33, ya que un marino alemán olvido deshacerse de sus cilindros, como se le había ordenado, y gracias a ello los ingleses conocieron el conexionado de dos de los cilindros de la Kriegsmarine (Recordemos que había ocho distintos y que se empleaban sólo tres en una máquina)

Aun sin descifrar los mensajes de la marina, los de la aviación fueron suficientes para que los ingleses estuviesen al tanto de los preparativos para la operación Seelowe y fueran capaces de vencer los intentos de la Luftwaffe de preparar dicha operación.

Una prueba de la importancia del conocimiento de los códigos fue que, aunque en un mensaje alemán se revelaba la intención de bombardear Coventry, los ingleses no se atrevieron a evacuarla, pues esto hubiese revelado que conocían la operación, y por tanto las claves. En ese caso, los alemanes hubiesen cambiado los códigos.

La captura en 1941 del U-110 proporcionó casi todos los cilindros e información precisa para descifrar las claves de la marina, con lo que partir de entonces frustraron muchas de las operaciones navales alemanas.