Kryptographie - ENIGMA

November 2016
"Vertrauen Sie niemals blind einem Kryptographie-System " - Gilles Dubertret

Geschichte von Enigma

Gegen Ende des Ersten Weltkriegs entstand die Notwendigkeit, Nachrichten zu verschlüsseln (obwohl es schon seit langem Techniken zum Chiffrieren gab).

Ein in Deutschland lebender Holländer, Dr Arthur Scherbius enwickelte zu kommerziellen Zwecken das Gerät Enigma, das zum Codieren von Nachrichten diente.

Das Modell A des Geräts (Chieffriermaschinen Aktien Gesellschaft) wurde 1923 vorgestellt, am Internationalen Postkongress in Bern. Der damalige Preis des Geräts (entspricht heute 30000 Euro) machte daraus einen großen Misserfolg. Aber die Idee war geboren, und die deutsche Kriegsmarine griff das Projekt 1925 erneut auf und vertraute dessen weiteren Progress dem Chiffrierdienst (Chiffrierstelle) des deutschen Kriegsministeriums an. Das Modell Enigma M3 wurde dann am 12 Jänner 1937 von der Wehrmacht aufgenommen.

Die Deutschen wussten allerdings nicht, dass auch der französiche und polnische Geheimdienst ihrerseits seit 1930 an einer Methode zur Dechiffrierung arbeiteten. Kommandant Gustave Bertrand des französischen Geheimdienstes rekrutierte dafür Hans Thilo Schmidt (sein Codename war Asche), der zu der Zeit für die Chiffrierstelle arbeitete.

Beim Ausbruch des Zweiten Weltkriegs in 1939 konnten die Alliierten die Nachrichten von Enigma entschlüsseln. Am 24 Juli 1939 übergab Marian Rejewski (Veräntwortlicher des Biuro Szyfrow - der am weitesten entwickelte europäische Recherchedienst zur deutschen Verschlüsselung) ein Exemplar des Geräts Enigma an Kommandant Bertrand und Alistair Denniston, Chef des Dechiffrierungsdienstes des britischen Intelligence Service (IS).

Danach flammte der Krieg auf, und es wurden immer mehr Nachrichten dechiffriert. Zwischen Oktober und Juni 1939 wurden über 4000 chiffrierte Nachrichten vom französischen Geheimdienst entschlüsselt. Diese Operationen trugen von nun an den Namen : Opération Z bei den Franzosen und Code Ultra (für Ultra Secret) bei den Engländern.

Im August 1939 errichteten die Engländer in Bletchey Park (80km von London) den Code- und Chiffredienst. Es arbeiteten über 12000 Mathematiker und Wissenschafter aus England, Polen und Frankreich daran, den Code von Enigma zu knacken. Unter diesen Mathematikern befand sich auch einer der Erfinder der modernen Informatik : Alan Turing, der diese Tätigkeiten lenkte.

Die in Bletchey Park dechiffrierten Nachrichten gelangten per Fließband zu Huts 6, und wurden dann zum Übersetzungsposten geschickt (2 Posten pro Team) :

  • einer für vergangene Nachrichten
  • einer für dringende Nachrichten

Die übersetzten Nachrichten der Luftwaffe wurden an die 3A übermittelt, die der Armee an die 3M (A= aviation, Luftfahrt; M= Militär). Dann wurden ihnen Z zugeteilt, abhängig von der Wichtigkeit der Nachricht (1Z: eher unwichtig; 5Z: sehr dringend). Die Informationen wurden dann zusammengefasst und drei Mal verschickt :

  • einmal an den SIS vom Broadway ;
  • einmal an das jeweilige Ministerium oder an Whitehall ;
  • einmal an den betroffenen General im Feld.

So gelang es den Engländern, diese codierten Nachrichten zu entschlüsseln. Nur bei der Kriegsmarine die andere Chiffrierregeln benutzte, erwies sich die Entschlüsselung als schwieriger. Das Erlangen einer Enigma auf dem U-110 , und vor allem der zugehörigen Anweisungen, war ein wichtiger Schritt. Dadurch konnte man die Lage von U-Booten ausfindig machen und die von U-Booten versunkene Tonnage zu reduzieren (Siehe: der Film U-571).

Am 1en Februar 1942 wurde das Modell Enigma M4 eingesetzt. Elf Monate lang gelang es den Alliierten nicht, diese Nachrichten zu entschlüsseln.

Während des gesamten Kriegs wurden über 18 000 Nachrichten pro Tag entschlüsselt, dadurch konnten die Alliierten Vorhaben der Deutschen ermitteln. Die letzte chiffrierte Nachricht wurde in Norwegen gefunden, signiert von Amiral Doenitz : «  Der Führer ist tot. Der Kampf geht weiter ». Die Deutschen hatten nie daran gezweifelt, dass ihr Gerät entschlüsselt werden könnte.

Quelle :

Funktionsprinzip von Enigma

Enigma hatte eine sehr einfache Funktionsweise : das Gerät hatte eine Tastatur zum Eingeben der Nachricht, verschiedene Walzen zum Codieren, und einem Lampenfeld zur Anzeige des Ergebnisses.

Mit jedem Tastendruck leuchtete ein Buchstabe des Lampenfelds. Es gab drei Walzen zur Codierung, die « Rotoren », die die Tastatur mit dem Lampenfeld verbunden.

Drückt man beispielsweise bei nur einem Rotor auf die Taste B , läuft Strom durch den Rotor und A leuchtet am Lampenfeld auf :

roue de codage de Enigma

Um die Komplexität des Geräts zu steigern, dreht sich die Walze bei jedem Tastendruck um eine Kerbe. Nach dem ersten Drukc erhält man also :

roue de codage de Enigma décalée d\'un cran

Je nach Modell (M3 oder M4) war das System mit 3 oder 4 Walzen ausgestattet. Die zweite und dritte Walze drehten sich um eine Kerbe weiter, wenn die vorherige eine komplette Umdrehung machte. Es gab außerdem eine Verbindungstabelle, die die Buchstaben des Alphabets vertauschte, und eine Umkehrwalze, die den Strom vor der Anzeige erneut durch die Walzen schickte.

Für Enigma-Maschinen, die für 26 Buchstaben ausgestattet waren, gab es 17 576 Kombinationen (26 x 26 x 26) in Bezug auf die Orientierung jeder der drei Walzen, 6 mögliche Kombinationen in Bezug auf die Reihenfolge der Anordnung der Walzen, oder 100 391 791 500 mögliche Kombinationen, wenn man die sechs Buchstabenpaare in der Verbindungstabelle verknüpft: 12 gewählte Buchstaben aus 26 (26! /(12!14!)), dann 6 Buchstaben aus 12 (12!/6!), und weil manche Paare gleich sind (A/D und D/A), muss man noch durch 2 dividieren6.

Das bedeutet, dass Enigma-Maschinen einen Text durch 1016 (17 576 * 6 * 100 391 791 500) verschiedene Kombinationen verschlüsseln können !

Knacken des Enigma-Codes

Die Polen erfanden « die Bombe » (später umgetauft zu « Ultra »), durch die man die Einstellungen von Enigma ermitteln konnte. Allerdings war es ab 1938 der Operator selbst, der die Einstellungen festlegte. Die Polen fanden die Lösung zu diesem Problem: jede Nachricht enthielt entweder eine Wiederholung von Worten oder wiederkehrende Worte (genannt « Weibchen »).

Dies war ein Hinweis auf den Kern (grundsätzliche Einstellung der Walzen). Um diese Einstellung zu ermitteln, verwendeten die Polen das « Gitter » (perforierte Karten, die allen Kernpermutationen entsprechen). Diese Karten wurden je nach der Position der « Weibchen » übereinander gelegt.

Der nächste Schritt bestand darin, den Punkt zu finden, an dem die Perforationen des ganzen Stoßes übereinander lagen.

Artikel geschrieben von Jean-François PILLOU und Sébastien DELSIRIE


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