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Tastiera, lampade e circuito
La lettera che compare sopra la lampadina è il risultato della cifratura della lettera del tasto premuto, con i rotori nella posizione che hanno quando la lampadina si accende.
Sul davanti dell’Enigma I ci sono 26 tasti e, sopra di essi, 26 lampadine con le stesse lettere nello stesso ordine. La disposizione è quella delle macchine da scrivere tedesche, che comincia con QWERTZ; come ci si arrivò lo racconta la lezione Scherbius e le macchine commerciali. La macchina funziona con una batteria da 4,5 volt, alloggiata in un vano accanto ai rotori. Quando l’operatore preme un tasto si accende una sola lampada, quella della lettera cifrata.
Prerequisiti
- Dalla lezione Che cos’è Enigma: battendo il testo cifrato su una macchina impostata come quella del mittente si accende il testo in chiaro.
- Dalla lezione Dalla sostituzione al rotore: un rotore è un alfabeto mescolato che avanza di un passo a ogni lettera.
Obiettivi
- Seguire la corrente dal tasto premuto alla lampada, nel modello a quattro lettere e nella macchina vera.
- Spiegare con il deviatore perché Enigma è reciproca e perché nessuna lettera si cifra in sé stessa.
- Dire con quale posizione dei rotori la macchina cifra la lettera del tasto premuto.
Il deviatore
Sotto ogni tasto c’è un deviatore, cioè un interruttore a due posizioni. A riposo il deviatore collega il filo della sua lettera alla lampada corrispondente; quando il tasto è premuto fino in fondo, stacca la lampada e collega lo stesso filo alla batteria. Il modello qui sotto riduce la macchina a quattro lettere e mette al posto di rotori e riflettore uno scambiatore fisso, che collega A con C e B con D.
Premi un tasto per chiudere il circuito; premilo di nuovo per rilasciarlo.
Premendo A, la corrente parte dalla batteria, passa per il deviatore di A, attraversa lo scambiatore e torna sul filo di C. Il tasto C è a riposo, quindi il suo deviatore porta la corrente alla lampada C, e da lì di nuovo alla batteria.
Il circuito si chiude soltanto attraverso la lampada di un’altra lettera. Da questo schema discendono due proprietà di Enigma:
- la macchina è reciproca: lo scambiatore collega i fili a coppie, quindi se premendo A si accende C, premendo C si accende A;
- nessuna lettera può essere cifrata in sé stessa, perché la lampada del tasto premuto è staccata.
La reciprocità è il motivo per cui, nella lezione Che cos’è Enigma, battere FQGAHW sulla macchina partita da AAA riaccendeva ENIGMA. Nella macchina vera il posto dello scambiatore lo prendono i rotori e il riflettore, e la lezione Il riflettore mostra perché anche lì i fili restano collegati a coppie.
Il percorso completo
Nella macchina vera, fra la tastiera e le lampade la corrente compie un percorso più lungo. Dal tasto passa per il pannello a spine, che c’è solo nei modelli militari, ed entra nella ruota d’ingresso, un disco fisso di contatti a destra dei rotori. Attraversa i rotori da destra a sinistra e raggiunge il riflettore, che la rimanda indietro; ripercorre i rotori da sinistra a destra per un’altra strada, esce dalla ruota d’ingresso, attraversa di nuovo il pannello a spine e infine accende la lampada.
Il tasto, oltre a chiudere il circuito, fa scattare il rotore di destra di un passo. Nel simulatore qui sotto le finestrelle partono da AAA.
Gira i rotori con le frecce, con la rotella del mouse o digitando una lettera sulla finestrella selezionata.
Nastro
Tasti premuti · 0 lettere
Ancora nessuna lettera.
Lampade accese · 0 lettere
Ancora nessuna lettera.
Backspace annulla l’ultima lettera e riporta indietro i rotori. Sulla macchina reale non si poteva: un errore costringeva a reimpostare le posizioni e a ricominciare.
Traccia passo-passo
Premi un tasto per seguirne il percorso passo per passo.
Schema del circuito
Premi un tasto per vedere il percorso del segnale.
Il tasto comanda il movimento dei rotori nella prima parte della corsa, e il deviatore scatta solo quando il tasto è premuto fino in fondo: la macchina cifra la lettera con i rotori già nella nuova posizione, come scrive Alan Turing nella citazione d’apertura. Per questo lo stesso tasto, premuto due volte, segue due percorsi diversi. Nello schema la linea continua è l’andata, quella tratteggiata il ritorno.
Riepilogo
- Premendo un tasto, la corrente va dalla batteria al filo della lettera, attraversa lo scambiatore (nella macchina vera il pannello a spine, i rotori e il riflettore) e torna sul filo di un’altra lettera, dove il deviatore a riposo la porta alla lampada.
- Il deviatore stacca la lampada del tasto premuto, quindi nessuna lettera si cifra in sé stessa. I fili sono collegati a coppie, quindi se A accende C, C accende A.
- Il tasto fa scattare i rotori prima di chiudere il circuito: con le finestrelle su AAA, la lettera è cifrata in AAB.
Fonti
- Paul Reuvers, Marc Simons, Crypto Museum — Enigma.