Cifrado ADFGVX

En criptografía , el cifrado ADFGVX era un cifrado de campo aplicado manualmente y utilizado por el Ejército Imperial Alemán durante la Primera Guerra Mundial . Se empleaba para transmitir mensajes de forma secreta mediante telegrafía inalámbrica . ADFGVX era, de hecho, una extensión de un cifrado anterior llamado ADFGX , que se utilizó por primera vez el 1 de marzo de 1918 en el Frente Occidental Alemán . ADFGVX se aplicó a partir del 1 de junio de 1918 tanto en el Frente Occidental como en el Frente Oriental .

Inventado por el teniente Fritz Nebel (1891–1977), oficial del cuerpo de señales alemán ^{[ 1 ] [ 2 ]} , e introducido en marzo de 1918 con la designación "Cifrado secreto de los operadores de radio de 1918" ( Geheimschrift der Funker 1918 , en resumen GedeFu 18 ), el cifrado era un cifrado de transposición fraccionada que combinaba un cuadrado de Polibio modificado con una transposición columnar simple.

El cifrado recibe su nombre de las seis letras posibles utilizadas en el texto cifrado: A, D, F, G, Vy X. Estas letras fueron elegidas deliberadamente porque son muy diferentes entre sí en el código Morse . Esto redujo la posibilidad de error del operador.

Nebel diseñó el cifrado para proporcionar a un ejército en movimiento un sistema de encriptación más práctico que los códigos de trinchera, pero igualmente seguro. De hecho, los alemanes creían que el cifrado ADFGVX era indescifrable. ^{[ 3 ]}

Para el mensaje en texto plano "Ataque de inmediato", primero se rellena un alfabeto mixto secreto en un cuadrado de Polibio de 5 × 5 :

iy jse han combinado para que el alfabeto quepa en una cuadrícula de 5 × 5.

Al utilizar el cuadrado, el mensaje se convierte a forma fraccionada:

La primera letra de cada par de texto cifrado es la fila, y la segunda letra del texto cifrado es la columna, de la letra del texto plano en la cuadrícula ( por ejemplo , "AF" significa "fila A, columna F, en la cuadrícula").

A continuación, el mensaje fraccionado se somete a una transposición columnar . El mensaje se escribe en filas bajo una clave de transposición (en este caso, "CARGO"):

CARGA _________ AFADA DAFGF DXAFA DDFFX GFXF

A continuación, las letras se ordenan alfabéticamente en la clave de transposición (cambiando CARGO por ACGOR) reorganizando las columnas que se encuentran debajo de las letras junto con las propias letras:

ACGOR _________ FADAA ADGFF XDFAA DDFXF FGFX

Luego, se lee en columnas, en orden de palabras clave, lo que produce el texto cifrado :

FAXDF ADDDG DGFFF AFAX AFAFX

En la práctica, las claves de transposición tenían aproximadamente dos docenas de caracteres. Los mensajes largos enviados con el cifrado ADFGX se dividían en conjuntos de mensajes de longitudes diferentes e irregulares para hacerlos invulnerables a múltiples anagramas . ^{[ 3 ]} Tanto las claves de transposición como las de fraccionamiento se cambiaban diariamente.

En junio de 1918, se añadió una letra adicional, V, al cifrado. Esto amplió la cuadrícula a 6 × 6, permitiendo el uso de 36 caracteres. Esto permitió utilizar el alfabeto completo (en lugar de combinar Iy J) y los dígitos del 0al 9. Esto tuvo principalmente el efecto de acortar considerablemente los mensajes que contenían muchos números.

El cifrado se basa en las 6 letras ADFGVX. En el siguiente ejemplo, el alfabeto se codifica con la palabra clave holandesa « nachtbommenwerper ». Esto da como resultado el alfabeto: NACHTBOMEWRPDFGIJKLQSUVXYZ. Se insertan dígitos después de la primera aparición de las letras A (1), B (2) a J (0). Esto crea la tabla que se muestra a continuación, con las letras ADFGVX como encabezados de columna e identificadores de fila:

El texto 'ataque a las 12:00 a. m.' se traduce como esto:

A continuación, se crea una nueva tabla con una clave como encabezado; el siguiente ejemplo utiliza "PRIVACY" como clave, pero normalmente se utilizaban claves mucho más largas o incluso frases.

Las columnas se ordenan alfabéticamente, según la palabra clave, y la tabla cambia a esto:

Luego, al añadir las columnas entre sí se obtiene este texto cifrado: DGDD DAGD DGAF ADDF DADV DVFA ADVX

Mediante la palabra clave, se pueden reconstruir las columnas y ordenarlas correctamente. Al utilizar la tabla original que contiene el alfabeto secreto, se puede descifrar el texto.

Este cifrado podría modificarse transponiendo tanto las filas como las columnas, creando así un cifrado más difícil pero mejorado.

ADFGVX fue criptoanalizado por el teniente del ejército francés Georges Painvin , y el cifrado fue descifrado a principios de junio de 1918. ^{[ 4 ]} El trabajo fue excepcionalmente difícil para los estándares de la criptografía clásica, y Painvin enfermó físicamente durante el proceso. Su método de solución se basaba en encontrar mensajes con inicios estereotipados, que los fraccionarían y luego formarían patrones similares en las posiciones del texto cifrado que habían correspondido a los encabezados de columna en la tabla de transposición . (Se requería un análisis estadístico considerable después de llegar a ese paso, todo hecho a mano). Por lo tanto, solo era efectivo en momentos de mucho tráfico, pero también era entonces cuando se enviaban los mensajes más importantes.

Sin embargo, ese no fue el único truco que Painvin usó para descifrar el cifrado ADFGX. ^{[ 3 ]} También usó secciones repetidas del texto cifrado para obtener información sobre la longitud probable de la clave que se estaba usando. Cuando la clave tenía un número par de letras, sabía, por la forma en que se cifraba el mensaje, que cada columna consistía enteramente en coordenadas de letras tomadas de la parte superior del Cuadrado de Polibio o de la izquierda del Cuadrado, no una mezcla de las dos. Además, después de la sustitución pero antes de la transposición, las columnas consistirían alternativamente enteramente en letras "superiores" y "laterales". Una de las características del análisis de frecuencia de letras es que, si bien las distribuciones de letras individuales pueden variar ampliamente de la norma, la ley de los promedios dicta que los grupos de letras varían menos. Con el cifrado ADFGX, cada letra "lateral" o letra "superior" está asociada con cinco letras del texto plano. En el ejemplo anterior, la letra "D" lateral se asocia con las letras del texto plano "dhoz k", y la letra "D" superior se asocia con las letras del texto plano "thfj r". Dado que los dos grupos de cinco letras tienen distribuciones de frecuencia acumulada diferentes, un análisis de frecuencia de la letra "D" en columnas formadas por letras laterales arroja un resultado claramente distinto al de la letra "D" en columnas formadas por letras superiores. Este truco permitió a Painvin adivinar qué columnas estaban formadas por letras laterales y cuáles por letras superiores. A continuación, pudo emparejarlas y realizar un análisis de frecuencia de los pares para determinar si se trataba solo de ruido o si correspondían a letras del texto plano. Una vez que obtuvo los pares correctos, pudo utilizar el análisis de frecuencia para descifrar las letras reales del texto plano. El resultado seguía estando transpuesto, pero descifrar una simple transposición era todo lo que aún tenía que hacer. Una vez que determinara el esquema de transposición para un mensaje, podría descifrar cualquier otro mensaje que estuviera cifrado con la misma clave de transposición. ^{[ 3 ]}

Painvin descifró el código ADFGX en abril de 1918, pocas semanas después de que los alemanes lanzaran su Ofensiva de Primavera . Como resultado directo, el ejército francés descubrió dónde pretendía atacar Erich Ludendorff . Los franceses concentraron sus fuerzas en ese punto, lo que, según se afirma, detuvo la Ofensiva de Primavera.

Sin embargo, la afirmación de que el desciframiento del código ADFGX por parte de Painvin detuvo la ofensiva alemana de primavera de 1918, aunque se repite con frecuencia, ^{[ 5 ]} es cuestionada por algunos. En su reseña de 2002 del libro de Sophie de Lastours sobre el tema, La France gagne la guerre des codes secrets 1914-1918 , en el Journal of Intelligence History ( Journal of Intelligence History : volumen 2, número 2, invierno de 2002), Hilmar-Detlef Brückner afirmó:

Lamentablemente, Sophie de Lastours comparte la visión francesa tradicional de que la resolución del telegrama alemán ADFGVX por parte de Painvin a principios de junio de 1918 fue decisiva para la victoria aliada en la Primera Guerra Mundial, ya que alertó a tiempo sobre una inminente ofensiva alemana destinada a alcanzar París e infligir una derrota crucial a los Aliados. Sin embargo, se sabe desde hace muchos años que el ataque alemán a Gneisenau el 11 de junio fue orquestado para inducir al Alto Mando francés a enviar rápidamente reservas desde la zona norte, donde los alemanes tenían previsto atacar posteriormente.

Su objetivo debía ser exagerado enormemente, algo que el Alto Mando alemán logró difundiendo rumores de que el ataque se dirigía a París y más allá; la desinformación fue efectiva y, al parecer, aún lo es. Sin embargo, la ofensiva alemana no tuvo éxito porque los franceses contaban con suficientes reservas para detener el asalto y, por lo tanto, no necesitaron enviar refuerzos adicionales.

Además, suele pasarse por alto que la versión básica del cifrado ADFGVX se creó especialmente para la ofensiva alemana de primavera de 1918, con el objetivo de asestar un golpe devastador a los Aliados. Se esperaba que el cifrado ADFGX protegiera las comunicaciones alemanas de los criptógrafos aliados durante el ataque, lo cual se logró.

Los telegramas en ADFGX aparecieron por primera vez el 5 de marzo, y el ataque alemán comenzó el 21 de marzo. Cuando Painvin presentó su primera solución del código el 5 de abril, la ofensiva alemana ya se había debilitado.

Los algoritmos de cifrado ADFGX y ADFGVX ahora se consideran inseguros.

• Childs, J. Rives, Solución general del sistema de cifrado ADFGVX , Aegean Park Press, ISBN 0-89412-284-3.
• Friedman, William F. Criptoanálisis militar, Parte IV: Sistemas de transposición y fraccionamiento . Laguna Hills, California: Aegean Park Press, 1992.

• Una implementación en JavaScript del cifrado ADFGVX
• Otra implementación de JavaScript
• Implementación AC del cifrado ADFGVX