John William Jamieson Herivel (29 de agosto de 1918 - 18 de enero de 2011) [1] fue un historiador de la ciencia británico y descifrador de códigos de la Segunda Guerra Mundial en Bletchley Park . [2]
Como descifrador de códigos interesado en el criptoanálisis de la Enigma , Herivel es recordado principalmente por el descubrimiento de lo que pronto se denominó la punta de Herivel o Herivelismus . Herivel consistía en la idea, la punta de Herivel y el método para establecer si se aplicaba utilizando el cuadrado de Herivel. [3] Se basó en la percepción de Herivel sobre los hábitos de los operadores alemanes de la máquina de cifrado Enigma que permitió a Bletchley Park deducir fácilmente parte de la clave diaria . Durante un breve pero crítico período después de mayo de 1940, la punta de Herivel junto con los " cillies " (otra clase de error del operador) fue la principal técnica utilizada para resolver Enigma.
Después de la guerra, Herivel se convirtió en académico, estudiando historia y filosofía de la ciencia en la Queen's University de Belfast , en particular Isaac Newton , Joseph Fourier y Christiaan Huygens . En 1956, se ausentó brevemente de la Queen's University para trabajar como académico en el Instituto de Estudios Avanzados de Dublín . Al jubilarse, escribió un relato autobiográfico de su trabajo en Bletchley Park titulado Herivelismus and the German Military Enigma . [4]
John Herivel nació en Belfast y asistió al Methodist College de Belfast de 1924 a 1936. En 1937 recibió una beca Kitchener para estudiar matemáticas en el Sidney Sussex College de Cambridge , donde su supervisor fue Gordon Welchman . [5] [6] Welchman reclutó a Herivel para la Government Code and Cypher School (GC&CS) en Bletchley Park . Welchman trabajó con Alan Turing en la recién formada sección Hut 6 creada para resolver el Enigma del Ejército y la Fuerza Aérea. [7] Herivel, que entonces tenía 21 años, llegó a Bletchley el 29 de enero de 1940, [8] y Alan Turing y Tony Kendrick le informaron sobre Enigma. [9]
En el momento en que Herivel empezó a trabajar en Bletchley Park, la Cabaña 6 estaba teniendo un éxito limitado con los mensajes cifrados con Enigma, en su mayoría procedentes de la red Enigma de la Luftwaffe conocida como "Red". [7] [9] [10] Trabajaba junto a David Rees , otro matemático de Cambridge reclutado por Welchman, en la cercana Escuela Elmers, probando soluciones candidatas y trabajando en configuraciones de tableros de conexiones. [7] El proceso era lento, sin embargo, Herivel estaba decidido a encontrar un método para mejorar su ataque, y pasaba las tardes tratando de pensar en formas de hacerlo. [9]
Los mensajes codificados en Morse interceptados habían sido cifrados por la Enigma alemana , una máquina de cifrado de rotor electromecánico que implementaba un cifrado polialfabético . El modelo principal en uso en 1940 tenía tres rotores que establecían una ruta eléctrica desde el teclado hasta el tablero de la lámpara. Al presionar una tecla, se encendía una lámpara y el rotor más a la derecha avanzaba una posición de letra. Esto cambiaba la ruta eléctrica de modo que al presionar la misma tecla nuevamente, se encendía una letra diferente. En una de las 26 posiciones, una muesca en el rotor más a la derecha se acoplaba con el rotor del medio de modo que los dos rotores avanzaban juntos, y de manera similar, el rotor del medio se acoplaba con el rotor más a la izquierda, lo que daba un período muy largo antes de que la secuencia se repitiera (26 × 26 × 26 = 17,576). El anillo en el rotor que contenía la muesca y, por lo tanto, hacía que el siguiente rotor avanzara, podía configurarse en cualquiera de las 26 posiciones. Los tres rotores se seleccionaron de un conjunto de cinco, lo que dio lugar a 60 formas distintas de montar los rotores en la máquina. Sin embargo, como los alemanes establecieron la regla de que ningún rotor debía estar en la misma posición en días sucesivos, si se conocían los rotores de los días anteriores y sus posiciones, este número se redujo a 32. [ cita requerida ]
La máquina Enigma funcionaba de manera recíproca, de modo que una máquina idéntica con configuraciones idénticas, si se le introducían las letras cifradas, mostraba las letras descifradas en el tablero de la lámpara. La cabaña 6 tenía máquinas réplica de Enigma que eran lógicamente idénticas a las máquinas que utilizaban los alemanes. Para descifrar los mensajes interceptados era necesario conocer la selección de rotores, las configuraciones de los anillos y las conexiones del tablero de conexiones. En esa época, las tres primeras letras del preludio del mensaje se utilizaban como indicador para indicar al operador receptor las letras que debían aparecer en las ventanas para ese mensaje en particular. [11]
En febrero de 1940, Herivel tuvo la idea de que algunos empleados alemanes perezosos de los códigos podrían revelar la configuración de los anillos de la Enigma ( Ringstellung ) en su primer mensaje del día. Si había varios empleados perezosos, los primeros Grundstellung del mensaje no serían aleatorios, sino que tendrían una agrupación alrededor del Ringstellung . [12] La idea se conoció como la pista de Herivel . No era necesaria en ese momento porque la Luftwaffe estaba cifrando doblemente sus claves de mensaje, por lo que se podían utilizar técnicas como las hojas de Zygalski . En mayo de 1940, los alemanes dejaron de utilizar las claves doblemente cifradas. [13] Como otros métodos se volvieron ineficaces, Bletchley Park comenzó a utilizar la pista de Herivel para interrumpir el tráfico de la Luftwaffe. Continuó siendo el método principal hasta que se entregó la bomba en agosto de 1940. [14] [15] [16]
Los rotores y la posición del anillo que contenía la muesca se cambiaban diariamente. Los ajustes se definían en un libro de códigos que era común para todos los operadores de esa red. Al comienzo de cada día, antes de enviar o recibir mensajes, los operadores de Enigma implementaban la selección del rotor y los ajustes del anillo del día. Una vez seleccionados los tres rotores, ajustaban los ajustes del anillo. Eso podía hacerse antes de montar los rotores en su eje o después de haberlos insertado en la máquina. Era posible ajustar los ajustes del anillo de los rotores cargados moviendo el pasador de retención accionado por resorte hacia la derecha y girando el rotor para mostrar la letra especificada. Herivel pensó que era probable que al menos algunos de los operadores ajustaran los anillos después de haber montado los rotores en la máquina. [17] Una vez ajustados los anillos del alfabeto y cerrado la tapa, el operador debería haber movido los rotores bastante lejos de las posiciones que mostraban las tres letras del ajuste del anillo en las ventanas, pero algunos operadores no lo hicieron.
La gran intuición de Herivel le llegó una tarde de febrero de 1940, mientras se relajaba frente al fuego de la casa de su casera. Los operadores estresados o perezosos que habían ajustado los anillos cuando los rotores estaban en la máquina podrían haber dejado el ajuste de los anillos en la parte superior o cerca de ella y haber utilizado esas tres letras para el primer mensaje del día. [18]
Para cada mensaje transmitido, el operador que lo enviaba seguía un procedimiento estándar. A partir de septiembre de 1938, utilizaba una posición inicial para cifrar el indicador y enviarlo en claro, seguido de la clave del mensaje que se había cifrado en esa configuración. Si la configuración básica (en alemán: Grundstellung ) era GKX , por ejemplo, entonces utilizaba Enigma con los rotores configurados en GKX para cifrar la configuración del mensaje , que podía elegir como RTQ ; que podía cifrar en LLP . (Antes de mayo de 1940, se repetía la configuración del mensaje cifrado, pero eso no cambia nada para la visión de Herivel). El operador giraba entonces sus rotores a RTQ y cifraba el mensaje real. Por lo tanto, el preámbulo del mensaje sería la configuración básica sin cifrar ( GKX ), seguida de la configuración del mensaje cifrado ( LLP ). Un operador de Enigma receptor podía utilizar la información para recuperar la configuración del mensaje y luego descifrar el mensaje.
La configuración del suelo ( GKX en el ejemplo anterior) debería haberse elegido al azar, pero Herivel razonó que si los operadores eran perezosos, tenían prisa o estaban bajo presión, simplemente podrían usar la configuración del rotor que se mostrara actualmente en la máquina. [17] Si ese era el primer mensaje del día y el operador había configurado las configuraciones del anillo con los rotores ya dentro de la máquina, la posición del rotor que se mostraba actualmente en la máquina bien podría ser la configuración del anillo en sí o estar muy cerca de ella. (Si esa situación ocurriera en el ejemplo anterior, GKX sería la configuración del anillo o cerca de ella).
Los criptógrafos polacos utilizaron la idea en PC Bruno durante la Guerra Falsa . [19]
Al día siguiente de su idea, los colegas de Herivel estuvieron de acuerdo en que su idea era una forma posible de entrar en Enigma. [8] Hut 6 comenzó a buscar el efecto predicho por la pista de Herivel y se dispuso a que los primeros mensajes del día de cada estación transmisora se les enviaran temprano. [17] Trazaron los indicadores en una cuadrícula denominada "cuadrado de Herivel", [20] un ejemplo del cual se muestra a continuación. Las filas y columnas de la cuadrícula están etiquetadas con el alfabeto. El primer indicador del primer mensaje del día recibido de cada estación de la red se ingresó en la cuadrícula. Se hizo buscando la columna correspondiente a la primera letra, la fila correspondiente a la segunda letra e ingresando la tercera letra en la celda donde la fila y la columna se cruzaban. Por ejemplo, GKX se registraría ingresando una X en la celda de la columna G y la fila K.
ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ-------------------------------------------------- --------Z| |ZY|S|YX| |XAncho|Largo|AnchoV| |VU|E|UC| |CS| |SR|K|RQ|S|QP| |PO| |OY|Y|YM|X|MPeso | PesoK|XY|KJ|WX|JYo| |YoA|A|A|ASol| |SolMi| |Mimi|la|miRe| |ReC|V|CB|J|BA|P|A-------------------------------------------------- -------- ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
El consejo de Herivel sugería que habría un grupo de entradas muy juntas, como el grupo alrededor de GKX en el ejemplo anterior. Eso reduciría las opciones para la configuración del anillo de 17.576 a un pequeño conjunto de posibilidades, quizás de 6 a 30, que podrían probarse individualmente.
Sin embargo, el efecto previsto por Herivel no se manifestó inmediatamente en el tráfico de Enigma [18] , y Bletchley Park tuvo que seguir recurriendo a una técnica diferente para acceder a Enigma: el método de las " hojas perforadas ", que había sido transmitido por los criptólogos polacos. La situación cambió el 1 de mayo de 1940, cuando los alemanes cambiaron su procedimiento de indicación, dejando obsoleto el método de las hojas perforadas. De repente, la cabaña 6 no pudo descifrar Enigma.
Afortunadamente para los descifradores, el patrón predicho por el aviso de Herivel comenzó a manifestarse poco después, el 10 de mayo, cuando los alemanes invadieron los Países Bajos y Bélgica. David Rees detectó un grupo de indicadores [ 17] y el 22 de mayo se descifró un mensaje de la Luftwaffe enviado el 20 de mayo, el primero desde el cambio de procedimiento [21] .
Aunque la punta de Herivel proporcionaba los ajustes de los anillos de la Enigma, no proporcionaba otras partes de la clave Enigma: el orden de los rotores y los ajustes del tablero de conexiones. Una clave de la Luftwaffe en esa época elegía entre 5 rotores, por lo que había 60 posibles órdenes de rotores. Además, podía haber entre 8 y 10 conexiones en el tablero de conexiones, lo que significa que todas menos 6 de las 26 letras están permutadas por el tablero de conexiones. Los descifradores de códigos tuvieron que usar otros métodos para encontrar las partes restantes de la clave Enigma.
La punta de Herivel se utilizó en combinación con otra clase de error del operador, conocido como " cillies ", para resolver las configuraciones y descifrar los mensajes. [18] [22]
La punta Herivel se utilizó durante varios meses hasta que las máquinas especializadas de descifrado de códigos diseñadas por Alan Turing , las llamadas " bombes ", estuvieron listas para su uso. [23]
Gordon Welchman escribió que la punta de Herivel fue una parte vital para descifrar el misterio de Enigma en Bletchley Park.
Si no se hubiera reclutado a Herivel en enero de 1940, ¿quién habría pensado en la punta de Herivel, sin la cual habríamos sido derrotados en mayo de 1940, incapaces de mantener la continuidad hasta que las bombas empezaron a llegar muchos meses después? No hay que equivocarse sobre este último punto. La pérdida de continuidad, en todas las etapas, habría sido muy grave, por no decir desastrosa. [24]
Debido a la importancia de su contribución, Herivel fue seleccionado y presentado a Winston Churchill durante una visita a Bletchley Park. [25] También enseñó criptoanálisis Enigma a un grupo de estadounidenses asignados a Hut 6 en un curso intensivo de dos semanas. [26] Herivel trabajó más tarde en la administración de la " Newmanry ", la sección responsable de resolver los cifrados de teleimpresora alemanes utilizando métodos de máquina como las computadoras Colossus , [27] como asistente del jefe de la sección, el matemático Max Newman . [28]
En 2005, los investigadores que estudiaban un conjunto de mensajes cifrados con Enigma de la Segunda Guerra Mundial notaron la aparición de agrupamientos, como lo predijo el aviso de Herivel, en mensajes de agosto de 1941. [29]
Tras el fin de la guerra, Herivel enseñó matemáticas en una escuela durante un año, [6] pero se dio cuenta de que no podía con los "chicos alborotadores". [30] Después se incorporó a la Queen's University de Belfast, donde se convirtió en profesor de Historia y Filosofía de la Ciencia. Uno de los estudiantes que supervisó fue el actor Simon Callow , que dijo de él:
Me quedé absolutamente asombrado. Era un profesor maravilloso, a la antigua usanza. Durante sus clases, solía preparar té y tostar panecillos junto al fuego. Era un pensador muy profundo, pero muy inesperado en sus planteamientos, pero no daba la sensación de que hubiera hecho nada extraordinario con su vida. Ésa era su generación; no se besaban y contaban. [31]
Publicó libros y artículos sobre Isaac Newton , Joseph Fourier y Christiaan Huygens . Sus publicaciones incluyen:
En 1978 se retiró a Oxford , donde se convirtió en miembro del All Souls College . [6] En su retiro publicó:
Murió en Oxford en 2011. [34]
Le sobrevive su hija Josephine Herivel .
Sin embargo, el 1 de mayo, los alemanes cambiaron sus métodos, haciendo que las técnicas existentes fueran inoperantes. Alan Turing y su equipo ya habían previsto este cambio y estaban construyendo una máquina (la Bombe, en efecto, una computadora) para decodificar los mensajes. Eso dejó a un pueblo [sic] desde el 1 de mayo hasta el 1 de agosto, mientras se construía la bomba.
"... se descubrió que los cifradores alemanes, después de colocar sus Enigmas en la posición inicial y cerrar la tapa metálica, seleccionaban como clave del mensaje (Spuchschlüssel) las letras visibles en las ventanas de vidrio.