..tiene muy mala pinta... para nosotros claro, no para tí, que disfrutarás viéndonos sufrir. Bueno, empezaré a afilar la guadaña y a ver si encuentro por dónde clavársela a la criatura ésta, aunque va a ser difícil

¡Me encanta! es justo el tipo de cifrados que me gustan: un algoritmo sencillísimo generendo una elevada entropía, si no acabamos encontrando alguna debilidad podría ser un método práctico para cifrar en serio. Me pongo a implementarlo ya mismo.

Nada nada, ya está: se refieren al base, ya me sale bien.

Creo que he encontrado una vía de ataque, pero todavía tengo que desarrollarla. Expongo aquí lo que he conseguido hasta ahora.

Este ataque, si funciona, permitiría obtener el texto cifrado sin necesidad de conocer la clave.

En lo primero que tenenos que fijarnos es en que las estadísticas se llevan a cabo con las letras del criptograma, pero referidas al alfabeto ordenado. La búsqueda del carácter con menos frecuencia para intercambiarlo por el carácter usado también se hace sobre el alfabeto ordenado, aunque la posición luego se refiere al alfabeto desordenado. Teniendo en cuenta todo esto, podemos extraer algunas letras del texto en claro.

Veamos el siguiente caso, en una letra cualquiera del texto claro que va a ser cifrada. Tenemos un alfabeto desordenado, una letra del texto en claro, y queremos sustituirla por la correspondiente letra del alfabeto desordenado. Siguiendo el ejemplo dado en el reto, sea "E" la letra a cifrar, y sea "T" la letra correspondiente por la que se va a sustituir. En el criptograma aparecerá esta letra "T". Ahora, se suma 1 al contador de la letra "T", letra que se corresponderá con el alfabeto ordenado. Lo siguiente es el intercambio. Buscando la letra menos frecuente, vemos que es la "A", referida al alfabeto ordenado. Como su posición es la 0, intercambiaremos la letra del alfabeto desordenado que ocupe la posición 0 por la letra "T", que es la letra que ocupa la posición 4 (la "E"). Esto se repite para todas las letras del texto claro. Bien, pues ahora, tenemos la letra "T" en la posición 0. Si la siguiente letra es cualquier otra distinta de la "A", como la "A" era antes la letra de menor frecuencia, y no hemos incrementado su contador porque estamos con una letra distinta de la "A", seguirá siendo la que se intercambie por la otra letra. En el ejemplo, teníamos la letra del texto claro "N", que se corresponde con al "W" del alfabeto desordenado. Como se intercambia con la letra de menos frecuencia, que sigue siendo la "A", ahora la letra "W" estará en la posición 0. Ahora viene lo interesante: ¿qué ocurre si nos encontramos en el texto claro con la letra de menos frecuencia?. Pues resulta que en el criptograma aparecerá la letra que hubiera en la posición de esta letra, referida, como hemos visto, al alfabeto ordenado. Es decir, si después de la "N" viniera la "A", como la letra que hay en la posición 0 es la "W", en el criptograma aparecerá esta "W". Así, pues, si supiéramos en el criptograma que la letra "W" que acaba de aparecer está en la posición 0, sabríamos que la letra del texto claro sería la "A", es decir, que tendríamos una letra del texto claro.

Más interesante aún: a partir del criptograma, podemos hacer un seguimiento de las letras que se colocan en las posiciones de las letras de menor frecuencia. El procedimiento es simple. Sabemos que al comienzo del criptograma todas las frecuencias valen 0. Sabemos que se incrementan los contadores de las letras del criptograma cada vez que aparece una de ellas, y sabemos que estos contadores se refieren a letras del alfabeto ordenado. Así, pues, a partir del criptograma podemos hacer un seguimiento de la evolución de las frecuencias de las letras. Pero esto no es todo. Puesto que sabemos en todo momento las frecuencias de las letras, sabemos en todo momento cuál es la letra que se colocará en la letra de menor frecuencia. Es decir, que al comienzo del criptograma, sabemos que la letra "T" se colocará, en el alfabeto desordenado, en la posición 0, porque sabemos que ésa es la letra de menor frecuencia elegida. Lo que no podemos saber con este método es a dónde irá a parar la letra que había antes del intercambio en la posición de menos frecuencia. Así, pues, a medida que vamos avanzando por el criptograma, vamos determinando qué posición ocupan algunas letras dentro del alfabeto desordenado. Pues bien, si resulta que nos encontramos en el criptograma con una letra que está en una de estas posiciones de menor frecuencia, podemos determinar la letra del texto claro que le corresponde sin más que leer la letra que ocupa la misma posición en el alfabeto ordenado. Así, en el ejemplo, si después de la letra "W" nos encontramos con otra "W", puesto que sabemos que la "W" está en la posición 0, sabemos que esta segunda "W" se corresponde con la letra del texto claro "A".

Este método no permite obtener muchos caracteres (relativamente hablando), aunque puede dar pistas sobre el texto. Haciendo esto sobre el reto, me he encontrado con cosas interesantes. Por ejemplo, me he encontrado con la cadena "F ER A AEREA" en la posición 25714. Esta cadena es claramente "FUERZA_AEREA". Me he encontrado también muchas cadenas "ERRA", que con lo de "FUERZA_AEREA", lleva a pensar en la palabra "GUERRA". Otra cadena curiosa que me encontré un poco antes de la de "FUERZA_AEREA" es " F AFFE", que dado el contexto de guerra, hace pensar en la "LUFTWAFFE". Así, pues, parece que el texto original del reto va de la Segunda Guerra Mundial. Pensé en que quizá sería un artículo de la serie ENIGMA, pero no he conseguido cuadrar el texto. Tampoco he hecho una búsqueda exhaustiva. Dejo un enlace con los caracteres encontrados del texto en claro: https://sites.google.com/site/sqrmatrix/CHE_descifrado_parcial.txt?attre.... Espero que no tenga errores. El método lo probé con el ejemplo de 16KB que dejó LlamameX, y los caracteres encontrados a partir del criptograma coincidían con los del texto claro, por lo que deduje que el método funcionaba bien.

Ahora estoy trabajando en un ataque que me permita obtener un criptograma codificado con un único alfabeto a partir del reto. Si lo consigo, lo único que habría que hacer sería analizar las estadísticas de los caracteres. Por otro lado, los caracteres del texto claro hallados antes me darán directamente las codificaciones de algunos caracteres de este nuevo criptograma. Al intentar hacer este segundo método, me he encontrado con algún que otro obstáculo (en mi imaginación el método era simple, pero como de costumbre, lo que funciona muy bien en mi imaginación normalmente no funciona tan bien en la realidad :) ). Bueno, trabajaré sobre él cuando pueda, aunque entre semana no voy a poder trabajar mucho, sólo puedo dedicar algo de tiempo los fines de semana y festivos.

Espero que esto pueda ayudar a los demás a encontrar un ataque efectivo que permita obtener el texto original. Lo curioso de esto es que la clave no la hemos mencionado, y en el método en que estoy trabajando, si funciona, la clave no se utiliza.

Como decía el reto se corresponde con el texto de este artículo de Wikipedia sobre la máquina enigma

Aunque este cifrado utiliza una clave para desordenar el alfabeto inicial, en realidad podríamos plantear un ataque utilizando permutaciones de alfabetos directamente, prescindiendo completamente de la clave, siempre y cuando sea posible evolucionar hacia la solución, mediante pequeñas variaciones del alfabeto.

En cuanto obtuve una versión, no sé aún si completamente adecuada a las especificaciones del creador, comprobé como se pueden hacer converger el alfabeto inicial y la solución; véase el ejemplo a partir del cifrado TWÑ_TWKÑHHETBJEWOJXW_YQX, y cómo pequeños cambios del alfabeto modificado nos van aproximando hacia la solución:

JOYBTMHQ,Z:UXW.NPREAK_CSLG;ÑVDIF
EN_UN_TUGAR_DE_TA_MANCHA
OJBYTMHQ,Z:KXW.NPREAU_CSLG;ÑVDIF
EN_UN_LUGAR_CA_LE_MENDHE
JOYBTMHQ,Z:KXW.NPREAU_CSLG;ÑVDIF
EN_UN_LUGAR_DE_LA_MANCHA

Estaba aguardando a que Llamamex me dijese donde estaba la discrepancia entre su implementación del cifrario y la mía, pero como, de todas formas, y a pesar de la pequeña variación, se seguía manteniendo una cierta legibilidad en los descifrados de prueba, decidí implementar con ella un algoritmo genético.

Como los que utilizo habitualmente emplea una función de aptitud basada en el error cuadrático entre las frecuencias de monogramas, bigramas y trigramas del texto en claro generado por cada permutación de alfabeto analizado y las frecuencias de monogramas, bigramas y trigramas de un texto de referencia (Memorias de un ingeniero, de Alfredo Hoces -Fuckowski-)

Los alfabetos, de longitud fija, constituyen los cromosomas del AG, generándose automáticamente una población de un determinado número de individuos al comienzo del programa. Para este problema empleé un operador de cruce especial, el Order Crossover, que está basado en el orden en el que aparecen los genes (las letras). Para crear un descendiente, tomo un conjunto de genes de un cromosoma (alfabeto) padre, y el resto de las letras se copian con el mismo orden en que aparecen en el cromosoma del otro progenitor.

Este tipo de operador es el mismo que utilizo en un AG que criptoanaliza claves de substitución, donde se permutan alfabetos. Es decir: ni siquiera tuve que prepararlo.

Por su parte, el operador de mutación se limita a permutar aleatoriamente la posición de dos caracteres dentro de un cromosoma.
Luego, en cada paso del algoritmo, obtenemos el coste de la población, para lo cual generamos el texto en claro de los primeros 256 caracteres del cifrado, mediante el cromosoma (alfabeto) de cada individuo y calculamos la frecuencia de sus caracteres, bigramas, y trigramas y se obtiene el error cuadrático con respecto al texto de referencia.

Como de costumbre, los bigramas y trigramas del texto en claro se buscan en vectores ordenados utilizando una búsqueda binaria, pues de otra manera el tiempo empleado sería excesivo.

En fin, tuve que correr un poco, porque ya había cierto implacable sabueso detrás de la solución, desmantelando el tinglado a una velocidad que daba mucho miedo. Desde el móvil hice los cambios en el ordenador de casa, y, cosa rara, me dio la solución al primer intento.

Bueno, lo que faltaba era la clave, que es: MAQUINA_ENIGMA

Era previsible, la obtuve a base de tanteos, como la de MIMIC. En fin: no somos nada (y en bañador menos...)