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Il ritorno di Enigma

Immagine artificiale di Enigma

Imperversava la Seconda Guerra Mondiale: la macchina Enigma sembrava invincibile e la Luftwaffe si affidava incondizionatamente a essa (senza se e senza ma).
Riusciva a criptare le comunicazioni più riservate e tanto bastava per far sentire gli ufficiali tedeschi invulnerabili.
Tuttavia, questa fiducia si rivelò mal riposta. Grazie agli errori di alcuni operatori, i crittografi coordinati da un geniale Alan Turing riuscirono a decifrare i messaggi codificati (ciphertext).
Il lavoro svolto a Bletchley Park, in particolare, fu cruciale per svelare il funzionamento di Enigma e per riportare in chiaro (plaintext) i dispacci di guerra, fornendo agli Alleati informazioni vitali che influirono significativamente sull’esito del conflitto.

Con una combinazione di Python, CUDA core e analisi statistica, ho ricreato un attacco a forza bruta, con testo cifrato noto, a Enigma sfruttando la parallelizzazione massiva della mia scheda grafica.
Obiettivo di questo ennesimo esperimento? Decifrare un dispaccio di guerra non conoscendo la configurazione della macchina!
Il messaggio era il seguente:

ANGRIFF HEUTE NACHT UM ZWEI UHR
("Attacco questa notte alle due") 

cifrato come: 
MICSVIGKIRJAGNZXUZUUBTVVAO 

L’algoritmo, ottimizzato per sfruttare i CUDA core, è in grado di testare uno spazio delle chiavi parametrico.
Inoltre, la ricerca si basa sulla simulazione con stepping lineare semplificato, non sullo stepping realistico dell'Enigma.
Caratteristica Enigma storica (elettro-meccanica) Versione software su GPU
Struttura • Scatola fisica con tastiera
• Rotori meccanici
• Pannello con cavetti
• Programma Python
• Rotori come array NumPy
• Plugboard simulato come mappa
Meccanismo di cifratura • Corrente attraversa i rotori
• Riflettore reinstrada la corrente
• Lampadina mostra la lettera cifrata
• Simulazione matematica
• Rotori simulati in funzioni
• Uscita stampata come testo
Stepping dei rotori • Stepping meccanico reale
• Doppio scatto nella posizione di tacca
• Stepping lineare semplificato (può essere esteso a comportamento reale)
Plugboard (Steckerbrett) • Fino a 10 scambi tra lettere con cavetti • Configurazioni simulate via software
• Genera automaticamente tutte le 2-coppie disgiunte
Spazio delle chiavi • Rotori (ordine e posizioni)
• Plugboard (fino a 10 scambi)
• Totale ~10²²
• Rotori fissi (I, II, III)
• Posizioni (26³ = 17.576)
• 2 scambi plugboard su A–Z (~44.850)
• Totale ~788 milioni di configurazioni
Metodo di decrittazione • Operatore con chiave del giorno
• Oppure macchine tipo "Bombe"
• Attacco a forza bruta su GPU
• Analisi di frequenze + cribs su CPU
Velocità • Cifratura in tempo reale
• Decrittazione lenta, manuale o meccanica
• Cifratura immediata in software
• Decifrazione rapida grazie a GPU
Affidabilità • Dipende dalla manutenzione meccanica
• Errore umano possibile
• Nessun errore meccanico
• Solo bug logici o parametri errati
Eredità storica • Macchina chiave nella Seconda Guerra Mondiale
• La sua violazione salvò milioni di vite
• Riproduzione moderna per studio e simulazione
• Permette di capire la complessità del sistema
Risultato 
Rotori: C-F-J (score freq = -0.6326)
Plugboard: A↔M, B↔Z 
Testo decifrato: 

ANGRIFFHEUTENACHTUMZWEIUHR 

Questo esperimento dimostra non solo la potenza del calcolo parallelo, ma anche il fascino senza tempo della crittoanalisi.
“Riportare in vita” l'Enigma per poi “violarla” con la tecnologia moderna è più di un esercizio tecnico: è un omaggio alla storia della scienza, dell'informatica e dell'ingegno umano.

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