La machine Enigma

Au début des années 20, une machine de chiffrement des messages fut inventée par Arthur Scherbius (docteur en ingénierie électrique) et son ami Richard Ritter. A partir de 1923, ses inventeurs la commercialisent. Elle est créée au départ pour s’amuser mais son prix exorbitant à l’époque (équivalent à 30 000 euros aujourd’hui) en fit un échec cuisant. Trois autres versions commerciales suivent et l’une d’elle devient le modèle le plus répandu après son adoption par la Marine allemande en 1926. A cette époque, près de trente-mille modèles civils sont vendus, notamment à des banques ou à de grandes compagnies. Arthur Scherbius fait breveter sa machine de chiffrement novatrice qui portera plus tard le nom de « Machine Enigma », nom tiré de l’œuvre Variations Enigma, opus 36 (pièce musicale du compositeur britannique Edward Elgar).

La machine, surnommée « Presse-fruit » par les sous-mariniers, est une machine électromécanique portative se présentant sous la forme d’une caisse en bois de 34×28×15 centimètres, et pesant une douzaine de kilos. Elle est composée :

• D’un clavier alphabétique ;
• D’un tableau de connexion ;
• De 3 ou 4 rotors (appelés également Walzen en allemand ou Trommelwalzen (rouleaux à tambours) mobiles à 26 positions ;
• D’un tableau de 26 ampoules correspondant aux 26 lettres de l’alphabet.

Le principe de fonctionnement de la machine Enigma est à la fois simple et astucieux. La machine repose donc sur plusieurs rotors. Ils ont pour objectif de chiffrer une lettre par une autre lettre de la même façon que le ferait un chiffrement alphabétique classique.

A chaque fois que l’on presse une lettre sur le clavier une ampoule s’éclaire sur le dessus de la machine et qui correspond à la lettre codée. Le premier rotor tourne à chaque appui d’une touche, le second tous les vingt-six pressions etc. Par exemple, le message contenant « A-A-A-A-A-A » peut devenir « C-F-R-T-U-I ». Ainsi, si le Führer der Unterseeboote West (ou FdU : Chef de l’arme sous-marine) et le submersible possède le même réglage de départ, il suffit à l’opérateur du bâtiment de taper directement le message codé pour obtenir le message clair. Enigma sert donc à chiffrer et à déchiffrer les communications.

Dans la Kriegsmarine (marine de guerre), les machines Enigma sont fournies avec un jeu de 6, 7 puis 8 rotors. En 1943, parmi ces derniers, 4 sont choisis et placés simultanément dans la machine.

La majorité de la communication des messages cryptés entre les États-majors et les troupes engagées sur le théâtre d’opérations s’effectuent à l’aide du code international morse.

Il est donc primordial très rapidement pour la Wehrmacht, avant de transmettre ses messages, de les crypter et de ne plus communiquer en clair. Elle utilise depuis les années 30, alors massivement, une version militaire de la machine Enigma (Die Chiffriermaschine Enigma en allemand) et l’améliore. Elle en fabrique cent-mille exemplaires. La Wehrmacht, les Panzerdivisionen, la SS, les services ferroviaires, la police… en sont équipées.

Dans la Luftwaffe (arme aérienne) et la Heer (armée de terre), les machines Enigma ne sont pas identiques mais toutes possèdent 3 rotors jusqu’à mi décembre 1938, où le nombre est porté à 5. Ils ne sont pas utilisés simultanément : un jeu de 5 rotors est fourni avec la machine, mais l’opérateur en choisi 3 parmi ceux-ci. Avec 3 rotors utilisés en même temps le nombre de possibilités de retrouver la bonne lettre est de l‘ordre du million de possibilités.

Les Allemands diffusent dans leurs services des carnets de code permettant de réactualiser chaque jour à minuit les machines, par la position initiale des rotors. Ces carnets de code sont valables un mois. Les configurations changeant chaque jour, les cryptologues polonais puis britanniques n’auront que 24 heures pour comprendre les communications du jour.

Lorsqu’un message est transmis par le FdU pour le déchiffrer dans le U-boot et pour plus de sécurité, il fournit les fiches de connexion de la machine qui sont solubles dans l’eau salée.

Ainsi, le trafic des messages allemands est chiffré par l’un des appareils de cryptage le plus sophistiqué jamais fabriqué. Pour la première fois dans l’histoire, un code semble donc inviolable.

Pour la U-bootwaffe (arme sous-marine allemande), entre le commandement des submersibles et les bâtiments en mer ou entre les navires eux-mêmes, les communications sont possibles tout pendant que ceux-ci sont en surface ou en plongée, au maximum, à une profondeur périscopique (14 mètres), les ondes ne pénètrent pas sous l’eau. Vers le milieu du conflit les améliorations techniques permettent aux bâtiments de recevoir les messages en immersion plus importante jusqu’à une profondeur de 30 mètres, suivant les conditions météorologiques. Il existe 3 sortes de message radio :

• Le normal, consigné dans le livre des opérateurs radios ;
• Celui des officiers, décrypté seulement par le commandant et l’officier radio ;
• Le dernier type de message n’est adressé qu’au commandant, il est le seul à le déchiffrer et à en prendre connaissance.

1919 en Pologne

Le 8 mai 1919, le bureau de cryptographie de l’armée polonaise est fondé. Elle contribue à la victoire sur les bolchevistes, pendant la guerre russo-polonaise de 1919-1920. En 1929, le colonel Gwido Langer prend la tête du service.

Dans l’entre-deux-guerres incertain, la Pologne craint les visées expansionnistes d’une Allemagne revancharde, prête à basculer dans le nazisme. Déchiffrer ses communications militaires est devenu un enjeu de survie. Les transmissions allemandes devenant la cible prioritaire, le BS-4, la section allemande nouvellement créé, est dirigée par Maksymilian Ciężki. Les tentatives de décryptage des messages allemands auront débuté en Pologne donc bien avant la seconde guerre mondiale.

1931 en Pologne

Le Biuro Szyfrów (bureau de chiffrement polonais) est formé par fusion du bureau de renseignement  transmissions et du bureau de cryptographie. Les écoutants, il ne parvient pas encore à lire intégralement les messages chiffrés par Enigma.

L’après-midi du dernier samedi de janvier 1929, un colis d’Allemagne est bloqué par la douane de Varsovie. D’après le manifeste, il contient de l’équipement radio. Le représentant de l’entreprise allemande exige que ce colis, expédié par erreur hors valise diplomatique, soit renvoyé en Allemagne avant de passer en douane. Mais alertés par son insistance, les douaniers préviennent le bureau de cryptographie qui s’intéresse de très près aux nouvelles techniques. Mandatés par ce dernier, Ludomir Danilewiecz et Antoni Palluth ouvrent avec mille précautions la boîte qui contient, non pas une radio, mais une machine à chiffrer. Du samedi soir au lundi matin, ils examinent l’engin sous toutes les coutures, avant de le remballer soigneusement. Il s’agit d’une machine à chiffrer commerciale, de marque Enigma. Le bureau de cryptographie s’empresse d’en acheter un exemplaire, par des voies tout à fait légales, auprès de ses inventeurs allemands.

1932 en France

A Berlin Hans-Thilo Schmitt entre dans l’ambassade française. Il est employé au bureau de cryptographie  du ministère de la Reichswehr (défense du Reich) et il connait le secret des toutes nouvelles avancées allemandes dans le chiffrement militaire. Il propose de vendre ces découvertes. C’est un noctambule, amateur de femmes, toujours à court de capital financier, surtout après la crise de 1929. Il ne trahit pas son pays par idéologie mais pour de l’argent.

Il est reçu dans un hôtel belge par un certain Rodolphe Lemoine (de son vrai nom Rudolf Stahlmann : 1871/1946), agent triple et personnage trouble ainsi que par le capitaine français Gustave Bertrand en poste à Varsovie depuis mars 1931. Il est le chef des services de transmissions françaises au 2^ème bureau, le Service de Renseignement de l’armée française.

Hans-Thilo Schmitt, qui a accès à la documentation d’Enigma, renouvelle ses offres au SR français qui sont acceptées, à condition qu’il fournisse vite un renseignement important, afin de prouver sa bonne foi. A cet instant il devient la source « Asche » et il révèle tout ce que les Français cherchent.

En septembre et octobre 1932, le bureau de cryptographie reçoit du capitaine français des copies de documents allemands, deux manuels et deux pages de clefs quotidiennes ; titre des documents : Gebrauchsanweisung für die Chiffriermaschine Enigma (instructions de mise en œuvre de la machine à chiffrer Enigma)  et Schlüsselanleitung für die Chiffriermaschine Enigma (instructions de réglage de la machine à chiffrer Enigma). Avec les documents livrés, Gustave Bertrand court prévenir les renseignements français qui n’accordent aucun crédit à ces informations car, pour ces derniers, le chiffrement mécanique est imperméable. Alors il propose ses documents à l’Angleterre qui n’en veut pas non plus, Enigma est un problème bien trop compliqué. Gustave Bertrand sollicite donc par l’intermédiaire de l’ambassade de France en Pologne un rendez-vous d’urgence avec le colonel Gwido Langer qui le reçoit avec enthousiasme. Ces livres de code lui permettent de déchiffrer les premiers messages juste avant que le monde ne bascule avec l’avènement d’Hitler au poste de chancelier.

Le jeune (27 ans) et talentueux mathématicien Marian Rejewski (fin 1939 et début 1940, il aurait accompagné le gouvernement polonais en exil à Pignerolle) entre au Biuro Szyfrów. Il y est affecté à la résolution du décryptage des messages allemands. Parmi ses contributions avec ses collègues Jerzy Różycki et Henryk Zygalski, il élabore, en cinq ans, la « Bomba Kryptologiczna » (bombe cryptologique : l’engin est baptisé de ce nom parce qu’il fait un tic-tac lorsqu’il fonctionne et ne s’arrête que lorsqu’il à trouvé ce qu’il cherche).

En 1938, avec la machine qu’ils détiennent, les documents fournis par le capitaine français, les polonais décryptent et lisent 70% des messages allemands. Marian Rejewski aura fait une des plus grandes avancées de l’histoire de cryptographie, en appliquant des méthodes de mathématiques pures contre Enigma. A partir de cette époque, la cryptographie polonaise est à la pointe. Dix ans plus tard, Marian Rejewski, alors en France, au PC Bruno (nom de code d’une cellule de déchiffrement franco-hispano-polonaise à 40 kilomètres au sud-est de Paris) découvrira que ses cours d’étudiant s’appuyaient sur le livre de cryptographie d’un général français, Marcel Givierge (spécialiste de la cryptologie au début du XX^ème siècle).

1939

Dans les mois qui précèdent le début de la guerre, les armées allemandes modifient certaines caractéristiques de leurs machines Enigma multiplient par quinze-mille le nombre de clés possibles avec plusieurs milliards supplémentaires de combinaisons qui réduisent donc à néant ou presque les avancées des scientifiques polonais. Ces derniers ne lisent plus que 10% des messages.

Cinq semaines avant la guerre, avant que le pays ne tombe complètement entre les mains allemandes et avec l’aide de l’officier français, Marian Rejewski et ses collègues présentent le 26 juillet 1939 leurs réalisations aux représentants des services de renseignement français et britanniques, le GC&CS (Government Code and Cypher School : Ecole de Code et de Chiffrement dont une antenne sera situé prochainement à Betchley Park) convoqués dans une base secrète en banlieue de Varsovie. Ils leurs fournissent une machine Enigma, ainsi que l’ensemble de leurs découvertes.

La première hypothèse

L’armée allemande ne s’est jamais doutée que les alliés avaient réussi à décrypter leurs messages et à se procurer des machines et des livres de code.

Mais le déroulement de la bataille de l’Atlantique se déroule de manière troublante pour les Allemands. Les rapports ennemis interceptés confirment que les convois connaissent précisément l’emplacement des groupes de submersibles et le premier fait observé par l’État-major de la U-bootwaffe (arme sous-marine allemande) est la facilité déconcertante avec laquelle l’ennemi déroute ses convois.

Un jour où 3 U-boote ont rendez-vous près d’une petite île de la mer des Caraïbes un destroyer britannique surgit. Les U-Boote s’échappent et rendent compte. Plus méfiante que  la Luftwaffe et la Heer, dans la Kriegsmarine, Karl Dönitz a conscience que les convois manœuvrent pour éviter ses U-Boote, mais le B-Dienst lui ayant assuré que les codes Enigma sont inviolables, Karl Dönitz demande tout de même une enquête. L’étude indique que le problème, s’il y en a un, ne vient pas de la machine Enigma mais d’éventuelles fuites dans son entourage. Dès lors, des précautions sont prises contre un possible espionnage au sein de son quartier général et le nombre de ceux qui ont accès aux secrets opérationnels est réduit à son strict minimum. On stoppe également le double des comptes-rendus de position, quotidiennement adressés jusque-là à d’autres commandements. Au printemps 1943, alors que les Alliés semblent avoir finalement pris le dessus dans la chasse contre leur commerce maritime, Karl Dönitz fait également changer les livres de chiffres, complexifie la mécanique par l’ajout, dans la machine Enigma navale (Enigma M4) d’un de rotor complémentaire bloquant ainsi les décryptages anglais seulement pendant un temps.

Pour les Allemands, humainement, il est impossible de percer le secret du cryptage et, en cela, ils avaient raison car ce n’est pas un homme seul qui y parviendra, mais une équipe aidée d’immenses calculateurs. Ils garderont pendant toute la durée de la guerre une confiance totale en leur machine. Tous les État-majors de la Wehrmacht resteront confiants quant à sa sûreté. Au vu et au su de tous, ils s’échangent des messages radios-cryptées pour toutes les communications secrètes entre les différents Quartier-généraux et toutes les troupes sur le terrain ainsi que pour les communiqués entre les ambassades jusqu’à la fin.

L’armée allemande ne s’est jamais doutée que les alliés avaient réussi à décrypter leurs messages et à se procurer des machines et des livres de code.

Mais le déroulement de la bataille de l’Atlantique se déroule de manière troublante pour les Allemands. Les rapports ennemis interceptés confirment que les convois connaissent précisément l’emplacement des groupes de submersibles et le premier fait observé par l’État-major de la U-bootwaffe (arme sous-marine allemande) est la facilité déconcertante avec laquelle l’ennemi déroute ses convois.

Un jour où 3 U-boote ont rendez-vous près d’une petite île de la mer des Caraïbes un destroyer britannique surgit. Les U-Boote s’échappent et rendent compte. Plus méfiante que  la Luftwaffe et la Heer, dans la Kriegsmarine, Karl Dönitz a conscience que les convois manœuvrent pour éviter ses U-Boote, mais le B-Dienst lui ayant assuré que les codes Enigma sont inviolables, Karl Dönitz demande tout de même une enquête. L’étude indique que le problème, s’il y en a un, ne vient pas de la machine Enigma mais d’éventuelles fuites dans son entourage. Dès lors, des précautions sont prises contre un possible espionnage au sein de son quartier général et le nombre de ceux qui ont accès aux secrets opérationnels est réduit à son strict minimum. On stoppe également le double des comptes-rendus de position, quotidiennement adressés jusque-là à d’autres commandements. Au printemps 1943, alors que les Alliés semblent avoir finalement pris le dessus dans la chasse contre leur commerce maritime, Karl Dönitz fait également changer les livres de chiffres, complexifie la mécanique par l’ajout, dans la machine Enigma navale (Enigma M4) d’un de rotor complémentaire bloquant ainsi les décryptages anglais seulement pendant un temps.

Pour les Allemands, humainement, il est impossible de percer le secret du cryptage et, en cela, ils avaient raison car ce n’est pas un homme seul qui y parviendra, mais une équipe aidée d’immenses calculateurs. Ils garderont pendant toute la durée de la guerre une confiance totale en leur machine. Tous les État-majors de la Wehrmacht resteront confiants quant à sa sûreté. Au vu et au su de tous, ils s’échangent des messages radios-cryptées pour toutes les communications secrètes entre les différents Quartier-généraux et toutes les troupes sur le terrain ainsi que pour les communiqués entre les ambassades jusqu’à la fin.

Il faudra attendre 1978 avec le livre, « The Ultra Secret », de Frederick William Winterbotham (officier de la Royal Air Force et du MI6 ayant supervisé le programme Ultra) pour que Karl Dönitz admette la réalité du travail accompli par les décrypteurs de Betchley Park. Plusieurs anciens de ce site britannique se sentent dorénavant libres de révéler quel fut leur travail du temps de guerre. Karl Dönitz n’en parlera pas, et pour cause, dans ses mémoires intitulés « Dix ans et vingt jours » publiées en Allemagne en 1959.

The Ultra Secret », de Frederick William Winterbotham (officier de la Royal Air Force et du MI6 ayant supervisé le programme Ultra) pour que Karl Dönitz admette la réalité du travail accompli par les décrypteurs de Betchley Park. Plusieurs anciens de ce site britannique se sentent dorénavant libres de révéler quel fut leur travail du temps de guerre. Karl Dönitz n’en parlera pas, et pour cause, dans ses mémoires intitulés « Dix ans et vingt jours » publiées en Allemagne en 1959.

La seconde hypothèse

Les Allemands ont commencé à soupçonner les Britanniques d’avoir décrypté les messages chiffrés par Enigma dès 1942. Ils imaginent que leurs codes n’est pas « incassables » et c’est pour cela que la machine Enigma sera améliorée au fil des ans.

En décembre 1940, des enquêteurs allemands retrouvent, dans les archives françaises capturées à Paris et à La Charité-sur-Loire, trace de tentatives de vente de codes et chiffres et de deux contacts d’agents au bureau allemand du chiffre et au bureau de recherches du ministère allemand de l’air.

De plus, les Allemands travaillent sur leurs propres ordinateurs conçus par Konrad Zuse (ingénieur allemand qui fut l’un des pionniers du calcul programmable) pour casser les codes alliés, ils supposent donc que les Alliés font de même pour casser le cryptage par la machine Enigma.

Après la guerre Les cryptanalystes allemands seront interrogés par des spécialistes de la mission TICOM (Target Intelligence Committee : Comité du renseignement ciblé). Les enquêteurs seront surpris par des déclarations de certains prisonniers qui se doutaient fortement qu’Enigma n’était pas « indécryptable ». Ce qui leur semblait inconcevable, en revanche, c’est que leur ennemi arrive à faire fonctionner un bâtiment plein d’équipements pour y arriver.

Et la plupart des généraux allemands verront leurs soupçons confirmés lorsque le décryptage d’Enigma deviendra public.

Conclusion

En réalité, sans qu’aucun des deux camps ne le sache, les Anglais et les Allemands lisent leurs trafics de messages respectifs. Karl Dönitz dirige les meutes de loups gris (surnom des U-Boote) vers les convois et les Anglais déroutent ces derniers pour qu’ils les évitent. Sur cet échiquier, ce sera généralement les Allés qui l’emporteront.

Les cryptographes allemands seront interrogés par des spécialistes de la mission TICOM (Target Intelligence Committee ou Comité du renseignement ciblé). Les interrogateurs seront surpris que leurs prisonniers sachent qu’Enigma n’était pas « indécryptable ». Ce qui leur semblait inconcevable, en revanche, c’est que leur ennemi arrive à faire fonctionner un bâtiment plein d’équipements pour y arriver.

Et la plupart des généraux allemands verront leurs soupçons confirmés lorsque le décryptage d’Enigma deviendra public.

• La grande histoire de Pignerolle
• Le gouvernement polonais en exil à Pignerolle 
• Karl Donitz
• Bletchley Park
• L’équipage d’un U-boot
• La Bataille de l’Atlantique