ENIGMA

Markenschild der ENIGMA

Die deutsche Schlüsselmaschine ENIGMA

Enigma im Einsatz, 1943

Deutsche Nachrichtenhelferinnen mit der Enigma 1944

Zeichnung aus dem Patent US 1657411 Ciphering Machine von Arthur Scherbius angemeldet am 6. Februar 1923

Die ENIGMA ist eine Rotor-Schlüsselmaschine, die im Zweiten Weltkrieg im Nachrichtenverkehr des deutschen Militärs verwendet wurde. Auch andere Dienststellen, wie Polizei, Geheimdienste, diplomatische Dienste, SD, SS, Reichspost und Reichsbahn, setzten sie zur geheimen Kommunikation ein. Das Wort „Enigma“ (αίνιγμα) kommt aus dem Griechischen und bedeutet Rätsel.

Geschichte

Nach dem Ersten Weltkrieg suchten die deutschen Militärs nach einem Ersatz für die inzwischen veralteten, umständlichen und unsicheren manuellen Verschlüsselungsverfahren (beispielsweise Codebücher), die bis dahin verwendet wurden. Hierfür kamen maschinelle Verfahren in Betracht, weil sie eine einfachere Handhabung und eine verbesserte kryptografische Sicherheit versprachen. Basierend auf zu Beginn des 20. Jahrhunderts neu aufgekommenen Techniken, wie der elektrischen Schreibmaschine und dem Fernschreiber, kamen unabhängig voneinander und nahezu zeitgleich vier Erfinder auf die Idee des Rotor-Prinzips zur Verschlüsselung von Texten. Dabei handelt es sich um den Amerikaner Edward Hugh Hebern im Jahr 1917 (Patentanmeldung 1921), den Deutschen Arthur Scherbius im Jahr 1918 sowie den Niederländer Hugo Koch und den Schweden Arvid Gerhard Damm im Jahr 1919, die alle ihre Ideen zu Rotor-Chiffriermaschinen zum Patent anmeldeten.(Kruh/Deavours, S. 1)^[1][2]

Als Erfinder der ENIGMA gilt der promovierte deutsche Elektroingenieur Arthur Scherbius (1878–1929) (Foto von Scherbius siehe unter Weblinks), dessen erstes Patent^[3] hierzu vom 23. Februar 1918 stammt. Zur Fertigung der Maschine wurde am 9. Juli 1923 (Kruh/Deavours, S. 1)^[1] die Chiffriermaschinen-Aktiengesellschaft in Berlin (W.35 Steglitzer Str. 2) gegründet. Die ENIGMA war zunächst als ziviles Chiffriersystem konzipiert und wurde kommerziell auf Messen – wie 1923 auf dem internationalen Postkongress des Weltpostvereins in Bern(Kruh/Deavours, S. 1)^[1] – zum Kauf angeboten. Gegen Ende der 1920er-Jahre zeigten militärische Stellen verstärkt Interesse, sodass die Maschine bald darauf vom zivilen Markt verschwand. Gerade im Aufschwung des bis dahin eher schleppend verlaufenden Vertriebs verunglückte Scherbius bei einer Ausfahrt mit seiner Pferdekutsche tödlich.(Singh, S. 178)^[4] Im Jahr 1934 erwarben Rudolf Heimsoeth und Elsbeth Rinke das ehemalige Unternehmen Scherbius, das unter der neuen Firma „Heimsoeth & Rinke“ die Fertigung der ENIGMA in Berlin fortsetzte. Die nationalsozialistische Herrschaft hatte bereits begonnen. Da im Zuge der Aufrüstung ein zuverlässiges Verschlüsselungssystem benötigt wurde, stand dem Erfolg der ENIGMA nun nichts mehr im Wege.

Das Nationale Kryptologische Museum der USA illustriert die Modellvielfalt der ENIGMA und zeigt (ganz links) eine kommerzielle Maschine, rechts daneben eine ENIGMA T und eine ENIGMA G, in der rechten Hälfte eine ENIGMA I der Luftwaffe, einen Walzen-Kasten, eine ENIGMA I des Heeres, daneben ein Zusatzgerät zur ENIGMA, genannt die „Uhr“, sowie ganz rechts unter der weißen Mütze eines U-Boot-Kommandanten das nur von den deutschen U-Booten verwendete Modell M4.

Man schätzt, dass während des Zweiten Weltkriegs mehr als 30.000 Maschinen produziert wurden, einige Schätzungen reichen bis 200.000 Stück (Bauer, S. 117)^[5]. Im Laufe der Zeit – bis zum Kriegsende 1945 und noch darüber hinaus – kamen viele verschiedene Modelle und Varianten der ENIGMA zum Einsatz. Die meistgebrauchte war die ENIGMA I (sprich: „Enigma Eins“), die ab 1930 von der Reichswehr und später von der Wehrmacht eingesetzt wurde und das während des Zweiten Weltkriegs wohl am häufigsten benutzte Verschlüsselungsverfahren verkörpert.

Prinzip

Der Walzensatz aus drei rotierenden Walzen und der Umkehrwalze B (links)

Die wichtigsten Funktionsgruppen der ENIGMA Walzensatz=Rotors Lampenfeld=Lampboard Tastatur=Keyboard Steckerbrett=Plugboard

Die ENIGMA I inklusive Holzgehäuse wiegt rund 12 kg und die äußeren Abmessungen betragen (L × B × H) etwa 340 × 280 × 150 mm(Hinsley/Stripp, S. 83)^[6] (Daten ohne Gehäuse: 10,35 kg und 310 × 255 × 130 mm). Sie sieht auf den ersten Blick wie eine Schreibmaschine aus und besteht im Wesentlichen aus der Tastatur, einem Walzensatz von drei austauschbaren Walzen (Rotoren mit einem Durchmesser von etwa 100 mm)^[7] und einem Lampenfeld zur Anzeige. Der Walzensatz ist das Herzstück zur Verschlüsselung. Die drei Walzen sind drehbar angeordnet und weisen auf beiden Seiten für die 26 Großbuchstaben des lateinischen Alphabets 26 elektrische Kontakte auf, die durch 26 isolierte Drähte im Inneren der Walze paarweise und unregelmäßig miteinander verbunden sind, beispielsweise (Walze III) Kontakt A mit B, B mit D, und so weiter. Drückt man eine Buchstabentaste, so fließt elektrischer Strom von einer in der ENIGMA befindlichen Batterie über die gedrückte Taste durch den Walzensatz und lässt eine Anzeigelampe aufleuchten. Der aufleuchtende Buchstabe entspricht der Verschlüsselung des gedrückten Buchstabens. Da sich bei jedem Tastendruck die Walzen ähnlich wie bei einem mechanischen Kilometerzähler weiterdrehen, ändert sich das geheime Schlüsselalphabet nach jedem Buchstaben.

Gibt man „OTTO“ ein, so leuchten nacheinander beispielsweise die Lampen „PQWS“ auf. Wichtig und kryptografisch stark ist, dass aufgrund der Rotation der Walzen jeder Buchstabe auf eine andere Weise verschlüsselt wird. Der Kryptograf spricht von vielen unterschiedlichen (Geheim-) „Alphabeten“, die zur Verschlüsselung benutzt werden und bezeichnet dies als polyalphabetische Substitution. Im Gegensatz dazu verwendet eine monoalphabetische Substitution nur ein einziges Geheimalphabet und ein Klartextbuchstabe wird stets in denselben Geheimtextbuchstaben verwandelt. Würden sich die Walzen der ENIGMA nicht drehen, so bekäme man auch bei ihr nur eine einfache monoalphabetische Verschlüsselung.

Aufbau

Skizze: Prinzipieller Aufbau der ENIGMA aus
Batterie (1),
Tastatur (2),
Steckerbrett (3, 7) mit
Steckkabel (8),
Walzensatz (5) mit
Eintrittswalze (4) und Umkehrwalze (6) sowie
dem Lampenfeld (9)

Innerer Aufbau einer Walze:
1 Ring mit Übertragskerbe
2 Markierpunkt des "A"-Kontakts
3 Alphabetring
4 Kontaktplatten
5 Verbindungsdrähte
6 gefederte Kontaktstifte
7 gefederte Sperrklinke für Alphabetring
8 Nabe
9 Handrändel
10 Vortriebszahnrad

Rechts der drei drehbaren Walzen (5) des Walzensatzes (siehe gelb hinterlegte Zahlen in der Prinzipskizze links) befindet sich die Eintrittswalze (4) (Stator), die sich nicht dreht und deren Kontakte über 26 Drähte (hier sind nur vier davon gezeichnet) mit den Buchstabentasten (2) verbunden sind. Links des Walzensatzes befindet sich die Umkehrwalze (6) (UKW), die ebenfalls feststeht. Bei ihr handelt es sich um eine Erfindung^[8] von Willi Korn, einem Mitarbeiter von Scherbius. Sie weist nur auf ihrer rechten Seite 26 Kontakte auf (in der Skizze sind wieder nur vier davon eingezeichnet), die paarweise miteinander verbunden sind. Die Umkehrwalze bewirkt, dass der Strom, der den Walzensatz zunächst von rechts nach links durchläuft, umgelenkt wird und ihn noch einmal durchfließt, nun von links nach rechts. Der Strom verlässt den Walzensatz, wie er gekommen ist, wieder über die Eintrittswalze.

Die Tabelle (Bauer, S. 119)^[5] zeigt das damals unter der Bezeichnung „Geheime Kommandosache“ (OKM Schlüssel M, S. 23)^[9] firmierende streng geheime Verdrahtungsschema der bei der ENIGMA I verfügbaren fünf drehbaren Walzen I bis V und der Umkehrwalzen A (bis 1937 gebraucht), (Bauer, S. 115)^[5] B (ab 1937 im Einsatz)(Welchman, S. 213)^[10] und C (1940/1941 sporadisch verwendet)^[5]:

A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z I E K M F L G D Q V Z N T O W Y H X U S P A I B R C J II A J D K S I R U X B L H W T M C Q G Z N P Y F V O E III B D F H J L C P R T X V Z N Y E I W G A K M U S Q O IV E S O V P Z J A Y Q U I R H X L N F T G K D C M W B V V Z B R G I T Y U P S D N H L X A W M J Q O F E C K UKW A AE BJ CM DZ FL GY HX IV KW NR OQ PU ST UKW B AY BR CU DH EQ FS GL IP JX KN MO TZ VW UKW C AF BV CP DJ EI GO HY KR LZ MX NW QT SU

An der Gerätefront ist ein Steckerbrett mit doppelpoligen Steckbuchsen für jeden der 26 Buchstaben angebracht. Der Strom von der Buchstabentaste (2) wird, bevor er die Eintrittswalze (4) erreicht, über dieses Steckerbrett (3) geführt. Nach Durchlaufen und Verlassen des Walzensatzes fließt er ein zweites Mal über das Steckerbrett (7, 8) und bringt schließlich eine der 26 Buchstabenlampen (9) zum Aufleuchten. Die Buchstabenlampen sowie die Tastatur und die Steckbuchsen sind ähnlich wie bei einer deutschen Schreibmaschinentastatur angeordnet:

Q W E R T Z U I O A S D F G H J K P Y X C V B N M L

Funktion

Steckerbrett
(im Bild ist A mit J und S mit O gesteckert)

Bei einer gedrückten Buchstabentaste, beispielsweise A, wird die Verbindung zum Steckerbrett statt auf die Anzeigelampe auf die Batterie umgeschaltet. Der von der Batterie gelieferte Strom fließt so über die gedrückte Taste zum Steckerbrett. Ist dort die Buchse A mit einer anderen Buchse durch ein von außen angebrachtes Kabel verbunden („gesteckert“), so wird A mit einem anderen Buchstaben, beispielsweise J, vertauscht. Ist kein Kabel gesteckt („ungesteckert“), dann gelangt der Strom direkt zum Kontakt A der Eintrittswalze.

Bei der weiteren Beschreibung der Funktion wird auf das Bild „Stromfluss“ (zunächst nur obere Hälfte) Bezug genommen. Es dient nur zur Illustration und ist eine vereinfachte Darstellung des rotierenden Walzensatzes (mit linkem, mittlerem und rechtem Rotor) und der statischen Umkehrwalze (engl.: Reflector). Aus Übersichtlichkeitsgründen wurde in der Skizze die Anzahl der Buchstaben von 26 auf 8 (nur A bis H) verringert.

Angenommen der Buchstabe A sei ungesteckert, dann wird der Strom über die Eintrittswalze (sie ist in der Skizze nicht eingezeichnet) zum Eingangskontakt A der rechten Walze geleitet. Deren Verdrahtung bewirkt eine Vertauschung (Permutation) des Buchstabens. Der Strom, der am Eingangskontakt A von rechts eintritt, verlässt die Walze auf deren linken Seite beispielsweise am Ausgangskontakt B. So wird durch die rechte Walze A in B umgewandelt.

Stromfluss
Obere Hälfte: A wird in G verschlüsselt
Untere Hälfte: A wird in C verschlüsselt

Der Strom gelangt nun über den Kontakt B in die mittlere Walze und wird durch deren Verdrahtung wiederum permutiert. Durchaus möglich ist auch, dass bei einer Walze (wie im Bild) ein Eingangskontakt mit dem gleichnamigen Ausgangskontakt verbunden ist. Dann bleibt es bei B. Der Strom verlässt hier über den Kontakt B die mittlere Walze und tritt in die linke Walze ein. Deren Verdrahtung sorgt dafür, dass der Strom vom Eingangskontakt B, wie hier, zum Ausgangskontakt D geleitet wird.

Der Strom hat nun alle drei (drehbaren) Walzen einmal durchlaufen und die Umkehrwalze erreicht. Sie hat nur Kontakte auf der rechten Seite und verbindet die Buchstaben paarweise, beispielsweise D mit E.

Die Fortschaltung der Walzen erfolgt mithilfe von Sperrklinken (grün), die alle drei gleichzeitig mit jedem Tastendruck schieben. Die erste Walze (1) wird jedes Mal weiterbewegt, da die Sperrklinke stets in eine Kerbe des Zahnrings (rot) trifft. Bei der zweiten Walze (2) trifft die Sperrklinke hier auch in eine Kerbe und sie wird somit beim nächsten Tastendruck ebenfalls weiterbewegt werden. Beim dritten Rotor (3) trifft die Sperrklinke hier auf keine Kerbe des Rings. Mit dem nächsten Tastendruck wird somit die Klinke nur über den Ring gleiten, ohne diese Walze weiterzudrehen.

Nun fließt der Strom ein zweites Mal durch den Walzensatz, jetzt aber von links nach rechts. Durch die Umkehrwalze gelangt er über den Kontakt E in die linke Walze. Hier ist beispielsweise E mit C verdrahtet. Folglich fließt der Strom weiter über Kontakt C in die mittlere Walze, verlässt sie wieder über den Kontakt F und fließt in die rechte Walze. Der Strom verlässt die rechte Walze schließlich am Kontakt G.

Der weitere Stromfluss geht aus der Skizze nicht hervor, ist aber leicht erklärt. Nach Austritt aus dem Walzensatz wird der Strom über die Eintrittswalze zurück zum Steckerbrett geleitet. Ist hier der Buchstabe G mit einem anderen Buchstaben gesteckert, dann findet eine letzte Permutation statt. Ist G ungesteckert, leuchtet die Lampe G auf. Sie leuchtet übrigens nur solange auf, wie die Taste A gedrückt gehalten wird, da nur bei gedrückter Taste der Umschaltkontakt auf die Batterie umgeschaltet ist. Lässt man sie los, erlischt die Lampe. Im geschilderten Beispiel wird somit der Buchstabe A, dessen Taste eingangs gedrückt wurde und noch immer gedrückt ist, als Buchstabe G verschlüsselt.

Falls der zu verschlüsselnde Text „AACHENISTGERETTET“ lautet, ist erneut ein A einzugeben. Also wird die Taste A losgelassen und zum zweiten Mal gedrückt. Wichtig ist, dass mit dem mechanischen Druck auf die Taste mit Hilfe eines Fortschaltmechanismus gleichzeitig die rechte Walze um eine Position rotiert wird. Die mittlere Walze rotiert erst nach 26 Schritten der rechten Walze. In der unteren Hälfte des Bildes „Stromfluss“ ist die Situation skizziert, nachdem die rechte Walze sich um eine Position (nach unten) weitergedreht hat.

Wie man an der Skizze erkennen kann, hat sich der Pfad für den erneut am Kontakt A der rechten Walze eintretenden Strom radikal geändert. Er nimmt jetzt auch bei der mittleren und linken Walze sowie der Umkehrwalze einen völlig anderen Weg als zuvor, obwohl sich diese Walzen nicht gedreht haben. Das Ergebnis ist eine andere Verschlüsselung des Buchstabens A, der nun in C umgewandelt wird.

Bedienung

Linke Seite einer Walze. Links am Rand ist die Übertragskerbe zu erkennen.

Rechte Seite einer Walze. Die römische Zahl V kennzeichnet diese Walze.

Bei der ENIGMA I standen zunächst drei, ab 1939 fünf unterschiedliche Walzen zur Verfügung, die mit römischen Zahlen (I, II, III, IV und V) durchnummeriert waren. Der Benutzer wählte nach Vorgabe einer geheimen Schlüsseltabelle, die für jeden Tag wechselnde Einstellungen vorsah, drei der fünf Walzen aus und setzte diese nach der im Tagesschlüssel unter der Überschrift „Walzenlage“ vorgeschriebenen Anordnung ein.

Die „Schlüsseltafel“^[11] stellte tabellarisch für einen kompletten Monat die jeweils gültigen Tagesschlüssel dar, die um Mitternacht gewechselt wurden. Unten sind beispielhaft nur drei Monatstage dargestellt, wobei, wie damals üblich, die Tage absteigend sortiert sind. Dies erlaubt es dem Verschlüssler, die verbrauchten Codes der vergangenen Tage abzuschneiden und zu vernichten.

Tag UKW Walzenlage Ringstellung ---- Steckerverbindungen ---- 31 B I IV III 16 26 08 AD CN ET FL GI JV KZ PU QY WX 30 B II V I 18 24 11 BN DZ EP FX GT HW IY OU QV RS 29 B III I IV 01 17 22 AH BL CX DI ER FK GU NP OQ TY

Beispiel für den 31. des Monats: UKW B, Walzenlage I IV III bedeutet, als Umkehrwalze ist die Walze B zu wählen. Walze I ist links (als langsamer Rotor), Walze IV in der Mitte und Walze III rechts (als schneller Rotor) einzusetzen. Die Ringe, die außen am Walzenkörper angebracht sind und den Versatz zwischen der internen Verdrahtung der Walzen und dem Buchstaben bestimmen, zu dem der Übertrag auf die nächste Walze erfolgt, sind auf den 16., 26. beziehungsweise 8. Buchstaben des Alphabets einzustellen, also auf P, Z und H.

Die Ringstellung wurde oft (wie hier) numerisch und nicht alphabetisch verzeichnet, wohl um Verwechslungen mit den anderen Teilschlüsseln vorzubeugen. Als Hilfe für den Bediener „zum Umsetzen der Zahlen in Buchstaben oder umgekehrt“ ist innen im Gehäusedeckel der ENIGMA als Teil der Hinweisplakette „Zur Beachtung!“ eine Umrechnungstabelle angebracht.

A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26

Hier sind bereits alle zehn Kabel gesteckt. Gut zu sehen ist die Hinweisplakette „Zur Beachtung!“

Schließlich sind die doppelpoligen Steckbuchsen an der Frontplatte mit entsprechenden doppelpoligen Kabeln zu beschalten. In der Regel wurden genau zehn Kabel eingesteckt. Die jeweils obere Buchse eines Buchsenpaars hat einen etwas größeren Durchmesser (4 mm) als die untere (3 mm), so dass die Stecker nur in einer Orientierung eingesteckt werden können. So wird sicher die gewünschte elektrische Überkreuzung und damit die Vertauschung der beiden Buchstaben erreicht. Sechs Buchstaben bleiben ungesteckert. (Diese feste Regel der Six self-steckered letters(Hinsley/Stripp, S. 107)^[6] war für die Codeknacker eine Hilfe.)

Um die Gefahr des Erratens von Schlüsseln zu reduzieren, wurden von den deutschen Stellen einige Regeln für die Aufstellung der Schlüsseltabellen erfunden. So war es (zeitweise) verboten, dass eine Walzenlage, die an einem Monatstag bereits benutzt wurde, sich an einem anderen Monatstag wiederholte. Auch durfte sich eine Walze an zwei aufeinanderfolgenden Monatstagen nicht an derselben Stelle im Walzensatz befinden. Eine dritte Regel sollte das Erraten von naheliegenden Steckerkombinationen verhindern. So war es verboten, dass zwei im Alphabet aufeinanderfolgende Buchstaben miteinander gesteckert wurden. (Auch dies nutzten die Codeknacker zu ihren Gunsten und nannten es Consecutive stecker knock-out.^[12](Bauer, S. 459)^[5])

All diese Vorschriften bewirkten das Gegenteil, nämlich eine Schwächung der Verschlüsselung.^[13] Sie führten zu einer Arbeitserleichterung für die Codeknacker, die aufgrund der genannten Regeln insbesondere mit Fortschreiten eines Monats immer mehr Schlüsselkombinationen ausschließen konnten.(Sebag, S. 314)^[14]

Nach Einstellung von Walzenlage, Ringstellung und Steckerverbindungen schließt der Bediener die oberhalb des Walzensatzes angebrachte Klappe und die Frontklappe. Letzteres bewirkt ein festes Andrücken der Stecker und eine sichere Kontaktgabe sowie einen Schutz vor Ausspähen des Schlüssels. Nun muss der Benutzer noch die drei (rotierenden) Walzen in eine definierte Anfangsstellung, genannt die Grundstellung, drehen, und die ENIGMA ist zur Verschlüsselung oder auch Entschlüsselung bereit.

Funkspruch

Um sicherzustellen, dass nicht alle Funksprüche eines Schlüsselnetzes mit identischen Schlüsseln verschlüsselt werden, was die Texte angreifbar machen würde, war vorgeschrieben, für jeden Spruch eine individuelle Grundstellung der drei Walzen einzustellen, „Spruchschlüssel“ genannt. Die Prozeduren hierzu änderten sich von Zeit zu Zeit und waren auch nicht bei allen Wehrmachtsteilen gleichartig. Bei Heer und Luftwaffe galt ab dem 15. Mai 1940 (Welchman, S. 231)^[10] (fünf Tage nach Beginn des Westfeldzugs) das folgende in der „Schlüsselanleitung zur Schlüsselmaschine Enigma“^[11] beschriebene Schema, wenn beispielsweise der folgende Klartext übermittelt werden soll:

Das Oberkommando der Wehrmacht gibt bekannt: Aachen ist gerettet. Durch gebündelten Einsatz der Hilfskräfte konnte die Bedrohung abgewendet und die Rettung der Stadt gegen 18:00 Uhr sichergestellt werden.

Da die ENIGMA nur Großbuchstaben und keine Ziffern oder Satzzeichen verschlüsseln kann und auch kein Leerzeichen kennt, muss der oben dargestellte Klartext vor der Verschlüsselung zunächst entsprechend aufbereitet werden. Dabei werden Satzzeichen durch „X“ ersetzt, Eigennamen verdoppelt und in „X“ eingeschlossen und Zahlen ziffernweise ausgeschrieben. Ferner war es üblich, (außer bei Eigennamen) das „ch“ durch „Q“ zu ersetzen und den Text anschließend in Fünfergruppen aufzuteilen. (OKM Schlüssel M, S. 25ff.)^[9] Man erhält somit den folgenden für die Verschlüsselung vorbereiteten Klartext:

DASOB ERKOM MANDO DERWE HRMAQ TGIBT BEKAN NTXAA CHENX AACHE NXIST GERET TETXD URQGE BUEND ELTEN EINSA TZDER HILFS KRAEF TEKON NTEDI EBEDR OHUNG ABGEW ENDET UNDDI ERETT UNGDE RSTAD TGEGE NXEIN SXAQT XNULL XNULL XUHRS IQERG ESTEL LTWER DENX

Der Verschlüssler hat seine ENIGMA I wie weiter oben beschrieben nach dem Tagesschlüssel beispielsweise für den 31. des Monats (Walzenlage B I IV III, Ringstellung 16 26 08 und Steckerverbindungen AD CN ET FL GI JV KZ PU QY WX) eingestellt. Er denkt sich nun eine zufällige Grundstellung aus, beispielsweise „QWE“ und stellt die drei Walzen so ein, dass genau diese drei Buchstaben in den Anzeigefenstern sichtbar werden. Nun denkt er sich einen zufälligen Spruchschlüssel, ebenfalls aus drei Buchstaben, aus, beispielsweise „RTZ“. Diesen verschlüsselt er mit seiner ENIGMA und beobachtet, wie nacheinander die Lampen „EWG“ aufleuchten. Den so verschlüsselten Spruchschlüssel teilt er dem Empfänger zusammen mit der zufällig gewählten Grundstellung als Indikator sowie der Uhrzeit und der Anzahl der Buchstaben des Textes in der Präambel (Kopf) des Funkspruchs offen mit.

Kenngruppenbücher der Marine (hier von U 505 erbeutet) wurden mit wasserlöslicher Tinte auf rosafarbenem Löschpapier gedruckt, um sie im Fall von Gefahr schnell vernichten zu können.

Ferner wählt er aus einer Kenngruppentabelle noch eine für diesen Tag gültige Kenngruppe aus, die aus drei Buchstaben besteht, beispielsweise „NOW“. Die Kenngruppe dient dem Empfänger der Nachricht dazu, zu erkennen, dass die Nachricht wirklich für ihn bestimmt ist und auch befugt entschlüsselt werden kann. Zur Tarnung der Kenngruppe werden ihre drei Buchstaben vom Absender beliebig permutiert und um zwei für jeden Spruch zufällig zu wechselnde „Füllbuchstaben“ (OKW Schlüsselanleitung, S. 7)^[11], beispielsweise „XY“, ergänzt. Aus „NOW“ wird so zunächst etwa „OWN“ und schließlich „XYOWN“. Diese fünf Buchstaben werden unverschlüsselt als erste Fünfergruppe dem Geheimtext vorangestellt. (OKM Schlüssel M, S. 26)^[9]

Der Verschlüssler stellt nun die drei Walzen seiner ENIGMA auf den von ihm gewählten Spruchschlüssel „RTZ“ ein und verschlüsselt den obigen Klartext, das heißt, er gibt jeden einzelnen Buchstaben des Klartextes über die Tastatur der ENIGMA ein und liest die jeweils aufleuchtende Lampe als Geheimtextbuchstaben ab und notiert ihn. Zusammen mit dem Spruchkopf und der getarnten Kenngruppe ergibt sich der folgende Funkspruch:

Kopf: 22:20 - 204 - QWE EWG XYOWN LJPQH SVDWC LYXZQ FXHIU VWDJO BJNZX RCWEO TVNJC IONTF QNSXW ISXKH JDAGD JVAKU KVMJA JHSZQ QJHZO IAVZO WMSCK ASRDN XKKSR FHCXC MPJGX YIJCC KISYY SHETX VVOVD QLZYT NJXNU WKZRX UJFXM BDIBR VMJKR HTCUJ QPTEE IYNYN JBEAQ JCLMU ODFWM ARQCF OBWN

Kopf und Geheimtext werden als Morsezeichen gefunkt und vom Empfänger aufgenommen. Dieser prüft als erstes, ob die Anzahl der Buchstaben (hier: 204) korrekt ist und der Spruch unverstümmelt empfangen wurde. Dann betrachtet er die erste Fünfergruppe, ignoriert die ersten beiden Buchstaben und sieht „OWN“. Er sortiert die drei Buchstaben in alphabetischer Reihenfolge, erhält so „NOW“, schaut in seine Kenngruppentabelle, entdeckt dort diese Kenngruppe und kann nun sicher sein, dass der Spruch für ihn bestimmt ist und er ihn entschlüsseln kann. Seine ENIGMA ist bereits bezüglich Walzenlage, Ringstellung und Steckerverbindungen entsprechend dem auch ihm bekannten Tagesschlüssel identisch mit der des Absenders eingestellt. Es fehlt ihm noch die richtige Grundstellung. Diese Information erhält er aus dem Indikator „QWE EWG“ in der Präambel, den er wie folgt interpretiert: Stelle die Walzen auf die Grundstellung „QWE“ ein und taste dann „EWG“. Nun kann er beobachten, wie nacheinander die Lampen „RTZ“ bei seiner ENIGMA aufleuchten. Dies ist der einzustellende Spruchschlüssel.

Er dreht nun die Walzen auf die neue Grundstellung „RTZ“ und beginnt, den Geheimtext, angefangen mit der zweiten Fünfergruppe „LJPQH“, in seine ENIGMA einzugeben. Nun leuchten nacheinander die Lampen auf, und der folgende Text erscheint:

dasoberkommandoderwehrmaqtgibtbekanntxaachenxaache nxistgerettetxdurqgebuendelteneinsatzderhilfskraef tekonntediebedrohungabgewendetunddierettungderstad tgegenxeinsxaqtxnullxnullxuhrsiqergestelltwerdenx

Kryptografische Stärken

Als die ENIGMA im Jahre 1918 durch Scherbius zum Patent angemeldet wurde, also noch während der Zeit des Ersten Weltkriegs, war sie eine kryptografisch äußerst starke Maschine. Innovativ war, im Gegensatz zu den damals noch gebräuchlichen manuellen Verschlüsselungsverfahren (beispielsweise ADFGX), die Einführung einer maschinellen Verschlüsselung. Sie war durch die damals allein üblichen manuellen, hauptsächlich linguistisch gestützten, Entzifferungsmethoden unangreifbar und blieb es auch noch bis in die 1930er-Jahre, also mehr als zehn Jahre lang.

Die kryptografischen Stärken der ENIGMA sind im Wesentlichen durch den rotierenden Walzensatz gegeben. Durch die Drehung der Walzen wird erreicht, dass jeder Buchstabe des Textes mit einem neuen Alphabet verschlüsselt wird (polyalphabetische Verschlüsselung). Auf diese Weise wird das bei den monoalphabetischen Verfahren so verräterische Häufigkeitsgebirge bis zur Unkenntlichkeit abgeschliffen und klassische Angriffe zur Entzifferung des Geheimtextes, wie statistische Analysen oder Mustersuche, sind zum Scheitern verurteilt. Auch die Periodensuche mit Hilfe des Koinzidenzindexes, als übliche Angriffsmethode auf polyalphabetische Verschlüsselungen, wie beispielsweise der Vigenere-Chiffre, ist ebenso aussichtslos, denn im Vergleich zur Periodenlänge (von 16.900, siehe auch: Verbesserungspotenzial) der ENIGMA war eine vergleichsweise winzige Höchstlänge der Funksprüche von 250 Buchstaben (Sebag, S. 404)^[14] vorgeschrieben.

Walzenfenster der ENIGMA-M4

Entscheidend wichtig für die Sicherheit der Verschlüsselung gegen unbefugte Entzifferung sind die Geheimhaltung der Walzenverdrahtung sowie die Anzahl der im Walzensatz verwendeten Walzen. Das Letztere ist ein ganz wichtiger Faktor, der die wesentlich stärkere Verschlüsselung der bei den deutschen U-Booten eingesetzten Vierwalzen-ENIGMA M4 im Vergleich zur ENIGMA I (mit nur drei Walzen) erklärt. Es sind drei mit einer M4-Maschine verschlüsselte Funksprüche öffentlich bekannt, deren Inhalt bis zum Jahr 2006 nicht enträtselt werden konnte. Erst dann gelang es dem Hobby-Kryptologen Stefan Krah, zwei der Nachrichten, die vom U-Boot U 264 beziehungsweise U 623 im Jahr 1942 gefunkt wurden, durch verteiltes Rechnen (distributed computing) und Zusammenschluss von mehreren tausend Computern im Internet (M4-Projekt) innerhalb eines Monats zu entziffern, während der dritte Funkspruch noch immer ungebrochen ist.^[15]

Mit Hilfe der doppelpoligen Steckkabel, die von vorne in das Steckerbrett gesteckt werden können, lassen sich Buchstaben vor und nach Durchlaufen des Walzensatzes paarweise involutorisch vertauschen. Diese Maßnahme diente zur weiteren Stärkung der kryptografischen Sicherheit der ENIGMA. Tatsächlich wird hierdurch der Schlüsselraum (siehe unten) beträchtlich erweitert. Die Ringe (Ringstellung) bestimmen den Versatz zwischen der inneren Verdrahtung der Walzen und dem Buchstaben, zu dem der Übertrag auf die nächste Walze erfolgt. Außerdem dienten sie zum Schutz vor Spionage. So wurde verhindert, dass durch Ablesen der von außen sichtbaren Walzenstellung auf die interne Position der Walzen geschlossen werden konnte.

Schlüsselraum

Die Größe des Schlüsselraums der ENIGMA lässt sich aus den vier einzelnen Teilschlüsseln sowie der Anzahl der jeweils möglichen unterschiedlichen Schlüsseleinstellungen berechnen. Der gesamte Schlüsselraum der ENIGMA I (für M4 siehe Enigma-M4) ergibt sich aus den folgenden vier Faktoren:

a) Die Walzenlage

Drei von fünf Walzen (I bis V) und eine von zwei Umkehrwalzen (B oder C) werden ausgewählt. Dies ergibt (5 × 4 × 3) × 2 = 120 mögliche Walzenlagen (entspricht einer „Schlüssellänge“ von etwa 7 bit).

b) Die Ringstellung

Es gibt jeweils 26 verschiedene Ringstellungen (01 bis 26) für die mittlere und die rechte Walze. Der Ring der linken Walze ist kryptografisch bedeutungslos, da ihre Übertragskerbe kein Fortschalten einer noch weiter links befindlichen Walze bewirkt. Insgesamt sind 26² = 676 Ringstellungen (entspricht etwa 9 bit) relevant.

c) Die Grundstellung

Es gibt für jede der drei (rotierenden) Walzen 26 unterschiedliche Grundstellungen (A bis Z). Die Umkehrwalze kann nicht verstellt werden. Insgesamt sind somit 26³ = 17.576 Grundstellungen verfügbar (entspricht etwa 14 bit).

d) Die Steckerverbindungen

Es können bis zu maximal 13 Steckerverbindungen zwischen den 26 Buchstaben hergestellt werden. Für die erste gibt es 26 Auswahlmöglichkeiten für das eine Steckerende und dann noch 25 für das andere Ende des Kabels. Somit gibt es für das erste Kabel 26 × 25 unterschiedliche Möglichkeiten es einzustecken. Da es aber keine Rolle spielt, in welcher Reihenfolge die beiden Kabelenden gesteckt werden, entfallen davon die Hälfte der Möglichkeiten. Es bleiben also 26 × 25/2 = 325 Möglichkeiten für die erste Verbindung. Für die zweite erhält man analog 24 × 23/2 = 276 Möglichkeiten. Allgemein gibt es (26−2n+2) × (26−2n+1)/2 Möglichkeiten für die n-te Steckerverbindung (siehe auch: Gaußsche Summenformel).

Nummer der ---- Möglichkeiten für ---- Möglichkeiten für Steckverbindung erste Seite zweite Seite Steckverbindung 0 1 1 1 1 26 25 325 2 24 23 276 3 22 21 231 4 20 19 190 5 18 17 153 6 16 15 120 7 14 13 91 8 12 11 66 9 10 9 45 10 8 7 28 11 6 5 15 12 4 3 6 13 2 1 1

Die Gesamtzahl der möglichen Steckkombinationen bei Verwendung von mehreren Steckern ergibt sich aus dem Produkt der Möglichkeiten für die einzelnen Steckerverbindungen. Da aber auch hier die Reihenfolge der Durchführung keine Rolle spielt (es ist kryptographisch gleichwertig, wenn beispielsweise zuerst A mit X gesteckert wird und danach B mit Y oder umgekehrt zuerst B mit Y und dann A mit X), dürfen die entsprechenden Fälle nicht als Schlüsselkombinationen berücksichtigt werden. Dies sind bei zwei Steckerverbindungen genau die Hälfte der Fälle. Das vorher ermittelte Produkt ist also durch 2 zu dividieren. Bei drei Steckerverbindungen gibt es sechs mögliche Reihenfolgen für die Durchführung der Steckungen, die alle sechs kryptografisch gleichwertig sind. Das Produkt ist also durch 6 zu dividieren. Im allgemeinen Fall, bei n Steckerverbindungen, ist das Produkt der vorher ermittelten Möglichkeiten durch n! (Fakultät) zu dividieren. Die Anzahl der Möglichkeiten für genau n Steckerverbindungen ergibt sich als

$\frac{1}{n!} \prod_{i=1}^n \frac{(26-2i+2)(26-2i+1)}{2} \;=\; \frac{26!}{2^n\cdot n!\cdot(26-2n)!}$

Stecker -------------- Möglichkeiten für ---------------- Steckver- genau n Steck- bis zu n Steck– bindung verbindungen verbindungen 0 1 1 1 1 325 325 326 2 276 44850 45176 3 231 3453450 3498626 4 190 164038875 167537501 5 153 5019589575 5187127076 6 120 100391791500 105578918576 7 91 1305093289500 1410672208076 8 66 10767019638375 12177691846451 9 45 53835098191875 66012790038326 10 28 150738274937250 216751064975576 11 15 205552193096250 422303258071826 12 6 102776096548125 525079354619951 13 1 7905853580625 532985208200576

Nachdem in den ersten Jahren nur sechs und später zwischen fünf und acht Verbindungskabel gesteckt wurden, galt ab 1939 die feste Regel, stets genau zehn Steckerverbindungen durchzuführen. Für diese ergeben sich nach der obigen Tabelle 150.738.274.937.250 (mehr als 150 Billionen) Steckmöglichkeiten (entspricht etwa 47 bit).

Der gesamte Schlüsselraum einer ENIGMA I mit drei aus einem Vorrat von fünf ausgewählten Walzen und einer von zwei Umkehrwalzen sowie bei Verwendung von zehn Steckern lässt sich aus dem Produkt der in den obigen Abschnitten a) bis d) ermittelten 120 Walzenlagen, 676 Ringstellungen, 17.576 Grundstellungen und 150.738.274.937.250 Steckermöglichkeiten berechnen. Er beträgt:

120 × 676 × 17.576 × 150.738.274.937.250 = 214.917.374.654.501.238.720.000

Das sind etwa 2 × 10²³ Möglichkeiten und entspricht einer Schlüssellänge von ungefähr 77 bit. (Die gelegentlich zu hörenden „150 Millionen Millionen Millionen“ (Harris, S. 71)^[16] Möglichkeiten, beispielsweise im Spielfilm Enigma – Das Geheimnis, basieren auf der Benutzung von nur einer Umkehrwalze und dem Weglassen der Ringstellungen.)

Der Schlüsselraum ist riesig groß und hält auch einem Vergleich mit modernen Verschlüsselungsverfahren stand. Beispielsweise verfügt das über mehrere Jahrzehnte gegen Ende des 20. Jahrhunderts zum Standard erhobene Verschlüsselungsverfahren DES (Data Encryption Standard) über eine Schlüssellänge von genau 56 bit, also deutlich weniger als die ENIGMA. Auch der Nachfolger für DES, das AES-Verfahren (Advanced Encryption Standard), von und nach seinen Entwicklern „Rijndael“ genannt, benutzt zumeist nur 128 bit und gilt nach wie vor als unknackbar.

Die Größe des Schlüsselraums ist jedoch nur eine notwendige, aber keine hinreichende Bedingung für die Sicherheit eines kryptografischen Verfahrens. Selbst eine so simple Methode wie die einfache monoalphabetische Substitution verfügt über 26! (Fakultät) mögliche Schlüssel. Das sind grob 4000 × 10²³ Schlüssel und entspricht ungefähr 88 bit und ist folglich sogar noch um etwa den Faktor 2000 größer als bei der ENIGMA I. Dennoch wird niemand behaupten, eine monoalphabetische Substitution sei sicher.

Mithilfe der Turing-Bombe (hier ein Nachbau in Bletchley Park, bedient von einer „Wren“) konnte der Schlüsselraum drastisch reduziert werden

Auch bei der ENIGMA ähnelt die wesentlich zur Größe des Schlüsselraums beitragende konstruktive Komponente, nämlich das Steckerbrett, einer einfachen monoalphabetischen Substitution, denn die Steckerung bleibt ja während der gesamten Verschlüsselung unverändert. Das Steckerbrett kann folglich mit Hilfe einer intelligenten kryptanalytischen Angriffsmethode (Turing-Bombe) überwunden und praktisch gänzlich eliminiert werden. Damit kann der Faktor 150.738.274.937.250 bei der Berechnung des Schlüsselraums effektiv wieder gestrichen werden.

Ebenso bewirken die Ringe nur eine geringe kryptografische Stärkung des Verfahrens. Bei falscher Ringstellung der rechten Walze und ansonsten korrektem Schlüssel sind periodisch (Periodenlänge = 26 Buchstaben) bereits Klartextpassagen lesbar, die einige Buchstaben lang immer wieder abreißen. Noch weniger wirkt der Ring der mittleren Walze, wobei hier die Periodenlänge 650 Buchstaben (25 × 26) beträgt. Die mittlere Ringstellung trägt somit zumeist überhaupt nicht zur Größe des Schlüsselraums bei, immer dann nämlich, wenn während des Spruchs kein Übertrag auf die linke Walze erfolgt, der aufgrund der vorgeschriebenen Spruchlänge von höchstens 250 Buchstaben nur selten passierte. Die Ringstellung der linken Walze ist, wie schon erwähnt, kryptografisch völlig bedeutungslos. Für den Kryptoanalytiker stellt die Feinjustierung der Ringe keine größere Schwierigkeit mehr dar. Damit kann man bei der Berechnung der Größe des Schlüsselraums auch den Faktor 676 getrost wieder streichen.

Als kryptografisch wirksam übrig bleiben nur die 120 × 17.576 Möglichkeiten (etwa 21 bit) durch Walzenlage und Grundstellung. So schrumpft der vorher noch so gigantisch erscheinende Schlüsselraum auf vergleichsweise winzige 120 × 17.576 = 2.109.120 (gut zwei Millionen) Möglichkeiten, eine Zahl, die auch bereits zu Zeiten des Zweiten Weltkriegs mit Hilfe der damaligen elektromechanischen Technik vollständig (exhaustiv) abgearbeitet werden konnte.

Kryptografische Schwächen

Die Umkehrwalze hat nur Kontakte auf einer Seite und verursacht die kryptografische Hauptschwäche der ENIGMA

Korn erreichte durch die Umkehrwalze, dass das Schlüsselverfahren involutorisch wird, das heißt, wenn bei einer bestimmten Stellung der Walzen ein U in ein X verschlüsselt wird, dann wird bei dieser Stellung auch ein X in ein U verschlüsselt. So vereinfachte er Bedienung und Konstruktion der Maschine, denn man muss nicht mehr zwischen Verschlüsselung und Entschlüsselung unterscheiden. Darüber hinaus erhoffte er sich auch eine Steigerung der Sicherheit, denn der Strom durchfließt die Walzen ja nun zweimal. „Durch diesen Rückgang des Stromes durch den Chiffrierwalzensatz findet eine weitere Verwürfelung statt.“ In der Patentschrift^[8] erläutert Korn die Vorteile seiner Umkehrwalze: „Infolge dieser Anordnung ist es möglich, mit verhältnismäßig wenig Chiffrierwalzen auszukommen und trotzdem eine große Chiffriersicherheit aufrechtzuerhalten.“ Dies war jedoch ein Trugschluss mit weitreichenden Konsequenzen.

Zum einen bewirkt die Umkehrwalze, dass nun kein Buchstabe mehr in sich selbst verschlüsselt werden kann, denn der Strom kann ja in keinem Fall genau den Weg durch den Walzensatz wieder zurücknehmen, den er gekommen ist. Er wird stets auf einem anderen Weg zurückgeleitet als er zur Umkehrwalze hingeflossen ist. Mathematisch spricht man hier von fixpunktfreien Permutationen. Diese Einschränkung mag als unwesentliche Kleinigkeit erscheinen, denn es bleiben ja noch 25 weitere Buchstaben des Alphabets zur Verschlüsselung, tatsächlich bedeutet dies jedoch eine drastische Reduzierung der zur Verschlüsselung verfügbaren Alphabete und darüber hinaus eine neue Angreifbarkeit des Geheimtextes. Zum anderen verursacht die Umkehrwalze dadurch, dass die Permutation und damit die Verschlüsselung involutorisch wird, eine weitere Verringerung der Alphabetanzahl.

Die durch die Umkehrwalze eingefügten kryptografischen Schwächen, insbesondere die Reduzierung der Anzahl der zur Verfügung stehenden Alphabete, lassen sich leicht klarmachen, wenn man statt von 26 Buchstaben vereinfacht von beispielsweise nur vier Buchstaben ausgeht. Mit vier Buchstaben lassen sich 4! = 24 unterschiedliche Alphabete (damit meint der Kryptograf unterschiedliche Anordnungen der Buchstaben) erzeugen, nämlich

ABCD ABDC ACBD ACDB ADBC ADCB BACD BADC BCAD BCDA BDAC BDCA CABD CADB CBAD CBDA CDAB CDBA DABC DACB DBAC DBCA DCAB DCBA

Beschränkt man sich hier, statt auf alle 24 möglichen, nur auf die fixpunktfreien Permutationen, so fallen alle Alphabete weg, bei denen ein Buchstabe in sich selbst verschlüsselt wird, also auf seinem natürlichen alphabetischen Platz steht. Aus der obigen Liste sind damit die folgenden fünfzehn Alphabete zu streichen, da sie einen oder mehrere Fixpunkte aufweisen (unten durch Fettdruck hervorgehoben).

ABCD ABDC ACBD ACDB ADBC ADCB BACD BCAD BDCA CABD CBAD CBDA DACB DBAC DBCA

Übrig bleiben nur die folgenden neun fixpunktfreien Permutationen:

---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- BADC ---- BCDA BDAC ---- ---- CADB ---- ---- CDAB CDBA DABC ---- ---- ---- DCAB DCBA

Berücksichtigt man jetzt noch, dass die Umkehrwalze nicht nur alle Permutationen mit Fixpunkten eliminiert, sondern auch alle nichtinvolutorischen Permutationen, so müssen aus der obigen Tabelle noch weitere sechs Fälle gestrichen werden. Übrig bleiben von allen möglichen 24 Permutationen eines Alphabets aus vier Buchstaben lediglich die drei fixpunktfreien und involutorischen Fälle. Sie werden als „echt involutorische Permutationen“ bezeichnet.

---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- BADC ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- CDAB ---- ---- ---- ---- ---- ---- DCBA

Bei der ENIGMA mit ihren 26 Buchstaben bewirkt diese Beschränkung, dass statt der 26! (Fakultät), also ungefähr 4 × 10²⁶ insgesamt möglichen permutierten Alphabete lediglich die 25 × 23 × 21 × 19 […] 7 × 5 × 3 × 1 = 25!! (Doppelfakultät), also etwa 8 × 10¹² echt involutorisch permutierten Alphabete genutzt werden können. Durch die Umkehrwalze verschenkt man so den Faktor von etwa 5 × 10¹³ an Möglichkeiten – eine gigantische Schwächung der kombinatorischen Komplexität der Maschine. Übrig bleibt weniger als die Quadratwurzel der ursprünglich möglichen Permutationen.

Bei diesem Exponat wurde ENIGMA irrtümlich mit „Geheimnis“ übersetzt (siehe Tafel), richtig ist „Rätsel“

Kryptografisch noch katastrophaler als diese drastische Reduktion der Alphabetanzahl ist jedoch, dass durch die Vermeidung von Fixpunkten Aussagen über den Text möglich sind wie „Nichts ist jemals es selbst“, (Harris, S. 71)^[16] die bei der Entzifferung eine ganz wesentliche Hilfe waren. Weiß der Angreifer, dass niemals ein Buchstabe die Verschlüsselung seiner selbst ist, dann eröffnet ihm diese Kenntnis Abkürzungen, und er muss nicht mehr mühsam jeden einzelnen Fall abarbeiten, wie an folgendem Beispiel illustriert wird.

Ein seit Jahrhunderten bekanntes und bewährtes Entzifferungsverfahren ist die „Methode des Wahrscheinlichen Worts“ (siehe auch: Mustersuche). Hierbei errät, vermutet oder weiß der Angreifer, dass im Text eine bestimmte Phrase (engl. crib, franz. mot probable) auftritt, beispielsweise „OBERKOMMANDODERWEHRMACHT“. Liegt dem Angreifer zum Beispiel ein mit der ENIGMA verschlüsseltes Geheimtextfragment wie das folgende vor, so kann er ganz leicht ermitteln, an welcher Stelle im Text das vermutete Wahrscheinliche Wort sich nicht befinden kann, indem er für jede mögliche Lage prüft, ob ein Zeichen in sich selbst verschlüsselt würde, was, wie er von der ENIGMA weiß, unmöglich ist. Dazu schreibt er das Wahrscheinliche Wort in den verschiedenen Lagen unter den Geheimtext und prüft auf Kollisionen, die im unteren Beispiel durch roten Fettdruck hervorgehoben sind:

BHNCXSEQKOBIIODWFBTZGCYEHQQJEWOYNBDXHQBALHTSSDPWGW 1 OBERKOMMANDODERWEHRMACHT 2 OBERKOMMANDODERWEHRMACHT 3 OBERKOMMANDODERWEHRMACHT 4 OBERKOMMANDODERWEHRMACHT 5 OBERKOMMANDODERWEHRMACHT 6 OBERKOMMANDODERWEHRMACHT 7 OBERKOMMANDODERWEHRMACHT 8 OBERKOMMANDODERWEHRMACHT 9 OBERKOMMANDODERWEHRMACHT 10 OBERKOMMANDODERWEHRMACHT 11 OBERKOMMANDODERWEHRMACHT 12 OBERKOMMANDODERWEHRMACHT 13 OBERKOMMANDODERWEHRMACHT 14 OBERKOMMANDODERWEHRMACHT 15 OBERKOMMANDODERWEHRMACHT 16 OBERKOMMANDODERWEHRMACHT 17 OBERKOMMANDODERWEHRMACHT 18 OBERKOMMANDODERWEHRMACHT 19 OBERKOMMANDODERWEHRMACHT 20 OBERKOMMANDODERWEHRMACHT 21 OBERKOMMANDODERWEHRMACHT 22 OBERKOMMANDODERWEHRMACHT 23 OBERKOMMANDODERWEHRMACHT 24 OBERKOMMANDODERWEHRMACHT 25 OBERKOMMANDODERWEHRMACHT 26 OBERKOMMANDODERWEHRMACHT 27 OBERKOMMANDODERWEHRMACHT BHNCXSEQKOBIIODWFBTZGCYEHQQJEWOYNBDXHQBALHTSSDPWGW

Die Anzahl der durch Kollisionen auszuschließenden Lagen lässt sich übrigens nach folgender Überlegung abschätzen: Bei einem Wahrscheinlichen Wort der Länge 1 (also nur ein einzelner wahrscheinlicher Buchstabe) ist die Wahrscheinlichkeit für eine Kollision 1/26. Folglich ist die Wahrscheinlichkeit für keine Kollision 1-1/26. Bei einem Wahrscheinlichen Wort wie oben mit der Länge 24 ist dann die Wahrscheinlichkeit für keine Kollision (1-1/26)²⁴, das sind etwa 39 %. Das heißt, bei 27 untersuchten Lagen erwartet man im Mittel für 27 × (1-1/26)²⁴ der Fälle keine Kollisionen. Der Ausdruck ergibt etwa den Wert 10,5 und stimmt recht gut mit den im Beispiel beobachteten (und grün gekennzeichneten) acht kollisionsfreien Crib-Lagen überein.

Mit Hilfe dieser äußerst simplen kryptanalytischen Angriffsmethode lassen sich so von den 27 möglichen Lagen des Wahrscheinlichen Worts hier 19, also deutlich mehr als die Hälfte, als unmöglich eliminieren – eine erhebliche Arbeitsvereinfachung für den Angreifer.

Entzifferung

Die Betreiber der Schlüsselmaschine ENIGMA waren der Meinung, dass die durch sie maschinell verschlüsselten Texte (im Gegensatz zu fast allem, was bis 1918 gebräuchlich war) mit manuellen Methoden nicht zu knacken sind. Was übersehen wurde, ist, dass einer maschinellen Verschlüsselung durch maschinelle Entzifferung begegnet werden kann.

Die Geschichte der Entzifferung der ENIGMA beginnt im Jahr 1932, als der für Frankreich unter dem Decknamen HE (Asché) spionierende Deutsche Hans-Thilo Schmidt geheime Schlüsseltafeln für die Monate September und Oktober 1932 (Welchman, S. 210)^[10] sowie die Gebrauchsanleitung (H.Dv.g.13 = Heeres-Dienstvorschrift, geheim, Nr.13^[17]) und die Schlüsselanleitung^[11]) an den französischen Kryptographen und späteren General Gustave Bertrand verriet. (Sebag, S. 22)^[14] Zu dieser Zeit waren erst drei Walzen (I bis III) im Einsatz und die Walzenlage wurde noch nicht täglich (dies geschah erst ab Oktober 1936), sondern nur vierteljährlich gewechselt. Der französische Geheimdienst leitete die Unterlagen an britische und polnische Stellen weiter.

Der polnische Codeknacker Marian Rejewski (1932)

Das Sächsische Palais (poln. Pałac Saski) in Warschau beherbergte in den 1930er-Jahren die polnische Dechiffrierstelle Biuro Szyfrów

Nachdem es weder Franzosen noch Briten gelang, diese Informationen zu nutzen, und sie die ENIGMA nach wie vor als unknackbar einstuften, glückte dem 27-jährigen polnischen Mathematiker Marian Rejewski bei seiner Arbeit in der polnischen Dechiffrierstelle, dem Biuro Szyfrów (deutsch: „Chiffrier-Büro“), bereits im Jahre 1932 der erste Einbruch in die ENIGMA.^[18] Dabei nutzte er eine legal gekaufte kommerzielle Maschine, bei der – anders als bei der ihm noch unbekannten militärischen ENIGMA I – die Tastatur mit der Eintrittswalze in der üblichen QWERTZU-Reihenfolge (Buchstabenreihenfolge einer deutschen Tastatur, beginnend oben links) verbunden war. Rejewski erriet die von den Deutschen für die militärische Variante gewählte Verdrahtungsreihenfolge, (Sebag, S. 42)^[14] die den britischen Codeknacker Dillwyn „Dilly“ Knox selbst noch 1939 fast zur Verzweiflung brachte. Anschließend schaffte es Marian Rejewski mit Hilfe seiner exzellenten Kenntnisse der Permutationstheorie (siehe auch: ENIGMA-Gleichung), die Verdrahtung der drei Walzen (I bis III) sowie der Umkehrwalze (A) (siehe auch: ENIGMA-Walzen) zu erschließen^[19] – eine kryptanalytische Meisterleistung, die ihn mit den Worten des amerikanischen Historikers David Kahn „in das Pantheon der größten Kryptoanalytiker aller Zeiten erhebt“ (im Original: „elevates him to the pantheon of the greatest cryptanalysts of all time"). Der englische Codeknacker Irving J. Good bezeichnete Rejewskis Leistung als „The theorem that won World War II“^[20] (deutsch: „Das Theorem, das den Zweiten Weltkrieg gewann“).

Das polnische Zyklometer (1934)

Die polnische Bomba (1938)
1 ENIGMA-Walzen (nur einer von sechs Walzensätzen ist dargestellt)
2 Elektrischer Antriebsmotor
3 Alphabetschalter

Die nächste Aufgabe, die gelöst werden musste, war, jeweils die richtige Walzenlage und Walzenstellung zu erschließen. Dazu nutzte Rejewski zusammen mit seinen 1932 hinzugekommenen Kollegen Jerzy Różycki und Henryk Zygalski (Foto der drei siehe unter Weblinks) einen schwerwiegenden verfahrenstechnischen Fehler aus, der den Deutschen unterlief: Um eine sichere Übertragung zu gewährleisten, wurde zu dieser Zeit die Grundstellung der Walzen noch zweimal hintereinander an den Anfang einer Nachricht gestellt und als Spruchschlüssel verschlüsselt übertragen („Spruchschlüsselverdopplung“).(Bauer, S. 412)^[5] Somit war der erste und vierte, der zweite und fünfte sowie der dritte und sechste Geheimtextbuchstabe jeweils demselben Klartextbuchstaben zuzuordnen. Mit Hilfe zweier speziell zu diesem Zweck gebauter Maschinen, genannt Zyklometer und Bomba, die zwei beziehungsweise sechs hintereinander geschaltete und um drei beziehungsweise eine bis fünf Drehpositionen versetzte ENIGMA-Maschinen verkörperten, konnten die polnischen Codeknacker für jede der sechs möglichen Walzenlagen feststellen, bei welchen Walzenstellungen die beobachtete Zuordnung der Buchstabenpaare möglich war und so den Suchraum gewaltig einengen. Nach Analyse mehrerer Spruchschlüssel war die korrekte Grundstellung gefunden.

Polnischer ENIGMA-Nachbau

Nachdem die Deutschen am 15. September 1938 (Welchman, S. 207)^[10] ihre Verfahrenstechnik änderten und drei Monate später (Welchman, S. 16)^[10] mit Einführung der Walzen IV und V die Anzahl der möglichen Walzenlagen von sechs (= 3 × 2 × 1) auf sechzig (= 5 × 4 × 3) erhöhten, konnten die Polen nicht mehr mithalten, und die ENIGMA war wieder sicher. (Sebag, S. 49)^[14] Angesichts der drohenden Gefahr übergaben sie kurz vor dem deutschen Überfall auf ihr Land ihr gesamtes Wissen an ihre Verbündeten. Ab dem 24. Juli 1939^[21] kam es zu einem dreitägigen, legendären Treffen französischer, britischer und polnischer Codeknacker im Wald von Pyry etwa 30 km südöstlich von Warschau, bei dem sie den verblüfften Briten und Franzosen ihre ENIGMA-Nachbauten überreichten und ihre Methodiken offenbarten. Die erste Frage, die Dilly Knox bei diesem Treffen gestellt haben soll, war: „What’s the QWERTZU?“(Hinsley/Stripp, S. 126)^[6] (sinngemäß: „Wie lautet die Verdrahtungsreihenfolge der Eintrittswalze?“). Dies hatte ihn schon lange gequält.(Bauer, S. 412)^[5] Rejewskis Antwort war einfach: „ABCDEFG...“ (Sebag, S. 42)^[14]

Das Herrenhaus (engl. the mansion) von Bletchley Park war die Zentrale der britischen Codeknacker und ist heute ein Museum

Mit diesem Anschub, vor allem mit den nun endlich bekannten Walzenverdrahtungen, (Welchman, S. 219)^[10] konnten die britischen Kryptoanalytiker mit Ausbruch des Krieges im etwa 70 km nordwestlich von London gelegenen Bletchley Park (BP) einen erneuten Angriff auf die ENIGMA starten. Das wichtigste Hilfsmittel dabei war – neben ihrer intellektuellen Leistungsfähigkeit und dem hohen Personaleinsatz von später zehn- (Kahn, S. 395)^[22] bis vierzehntausend (Lee et al., S. 35)^[23] Frauen und Männern – vor allem eine spezielle elektromechanische Maschine, genannt die Turing-Bombe, die auf der polnischen Bomba aufbaute und vom englischen Mathematiker Alan Turing ersonnen wurde. Turings Idee bestand darin, durch ringförmige Verkettung von mehreren (meist zwölf) ENIGMA-Walzensätzen die Wirkung des Steckerbretts komplett abzustreifen. (Sebag, S. 381f.)^[14] Dadurch gelang es ihm, die praktisch unüberschaubare Anzahl von (mehr als 200 Trilliarden) Verschlüsselungsmöglichkeiten, auf die die deutschen Kryptographen ihre Hoffnungen setzten, drastisch zu reduzieren.

Die Turing-Bombe besteht aus der Hintereinanderschaltung von zwölf Walzensätzen der ENIGMA

Das Grundprinzip geht von der ENIGMA I aus, bei der drei Walzen aus einem Sortiment von fünf Walzen eingesetzt werden und zunächst nur die Umkehrwalze B zur Verfügung steht. Die Umkehrwalze C, von den Briten lautmalerisch „Uncle Walter“ (Welchman, S. 113)^[10] genannt, tauchte erst später und nur sporadisch auf. Für jede der 60 verschiedenen Walzenlagen gibt es 26³, also 17.576 Grundstellungen. Wenn man von den Ringstellungen und vom Steckerbrett absehen kann, was mithilfe der durch die Bombe realisierten kryptanalytischen Angriffsmethode ermöglicht wurde, dann bleiben „nur“ noch 60 × 17.576, also 1.054.560 Möglichkeiten für die Verschlüsselung eines Textes übrig. Diese etwa eine Million unterschiedlichen Fälle sind von Hand in vernünftiger Zeit praktisch nicht durchzuprobieren. Mit Hilfe der Turing-Bombe jedoch, die motorbetrieben mit 120 Umdrehungen pro Minute während jeder Umdrehung 26 Fälle abarbeiten konnte, brauchte man nur noch 1.054.560/(26 × 120) Minuten, also rund sechs Stunden, um sämtliche Möglichkeiten durchzutesten. (Hinzu kommt noch die Zeit zum Einstellen und Umrüsten der Maschine auf die sechzig verschiedenen Walzenlagen.) Leistet man sich den Aufwand, sechzig Bomben einzusetzen, jeweils eine für jede Walzenlage, dann schrumpft die Zeit von sechs Stunden auf sechs Minuten – eine durchaus erträgliche Zeit. Tatsächlich waren bis zum Kriegsende mehr als 210 Bomben^[24] allein in England in Betrieb.

Walzen eines Nachbaus der Turing-Bombe

Entscheidend wichtig für die Funktion der Bombe sind Wahrscheinliche Wörter (Cribs^[25]), deren Auftreten man im Text erwarten kann. Fehlen diese, dann scheitert die Entzifferung. Beispielsweise gelang den Briten der Einbruch in zwei Schlüsselkreise der Deutschen Reichsbahn nicht (Pröse, S. 46)^[26], die in Bletchley Park nach der frühen Dampflokomotive The Rocket als „Rocket II“ und „Rocket III“ bezeichnet wurden.^[27] Grund war, wie sie nach dem Krieg zu ihrer Überraschung feststellten, nicht eine besonders sichere ENIGMA-Variante, sondern die ungewohnte „Eisenbahnersprache“ und die Art der Transportmeldungen, die ihnen das Erraten von Wahrscheinlichen Wörtern nicht erlaubten. Militärische Meldungen hingegen waren häufig stereotyp abgefasst und enthielten viele leicht zu erratende Cribs wie OBERKOMMANDODERWEHRMACHT, die die britischen Codeknacker zur Entzifferung nutzen konnten.

So gelang es unter dem Decknamen „Ultra“, beginnend mit Januar 1940 (Welchman, S. 230)^[10] zunächst die von der Luftwaffe und später auch die vom Heer mit der ENIGMA I verschlüsselten Nachrichten nahezu während des gesamten Zweiten Weltkriegs kontinuierlich zu brechen. Im Jahr 1943 beispielsweise wurden mehr als 80.000^[28] Funksprüche pro Monat entziffert, also durchschnittlich mehr als 2500 jeden Tag.

Die nur von den deutschen U-Booten eingesetzte M4 ist kryptografisch stärker als die ENIGMA I

Deutlich hartnäckiger zeigten sich die Verschlüsselungsverfahren der deutschen Marine, die eine Variante (ENIGMA-M3) mit drei aus acht Walzen (I bis VIII) sowie eine ausgeklügelte Spruchschlüsselvereinbarung nutzte. Hier gelang den Briten der Einbruch erst im Mai 1941 nach Erbeutung des deutschen U-Boots U 110 mitsamt einer intakten M3-Maschine und sämtlicher Geheimdokumente (Codebücher) durch den britischen Zerstörer HMS Bulldog am 9. Mai 1941. (Sebag, S. 149ff.)^[14] Eine für die Briten schmerzliche Unterbrechung („Black-out“) gab es dann, als am 1. Februar 1942 die M3 (mit drei Walzen) exklusiv bei den U-Booten durch die M4 (mit vier Walzen) abgelöst wurde. (Sebag, S. 225)^[14] Dieses von den Deutschen „Schlüsselnetz Triton“ und von den Engländern „Shark“ (deutsch: „Hai“) genannte Verfahren konnte zehn Monate lang nicht gebrochen werden, eine Zeit, in der die deutsche U-Bootwaffe erneut große Erfolge verbuchen konnte. Der Einbruch in Shark gelang erst am 12. Dezember 1942, (Smith, S. 181)^[29] (Kippenhahn, S. 247)^[30] nachdem der britische Zerstörer HMS Petard am 30. Oktober 1942 im Mittelmeer das deutsche U-Boot U 559 aufbrachte.(Harper, S. 50ff.)^[31] Ein Prisenkommando enterte das Boot und erbeutete wichtige geheime Schlüsselunterlagen wie Kurzsignalheft und Wetterkurzschlüssel, mit deren Hilfe es die Codeknacker in Bletchley Park schafften, auch die ENIGMA-M4 zu überwinden.(Harper, S. 66ff.)^[31]

Die amerikanische Hochgeschwindigkeits-Version der Turing-Bombe erreichte mit bis zu 2000 (Lee et al., S. 35)^[23] Umdrehungen pro Minute mehr als die fünfzehnfache Geschwindigkeit ihres britischen Vorbilds und war speziell gegen die Vierwalzen-ENIGMA gerichtet

Nun kamen auch die Amerikaner zu Hilfe, die unter Federführung von Joseph Desch (Sebag, S. 311)^[14] in der National Cash Register Company (NCR) in Dayton, Ohio, ab April 1943 mehr als 120 Stück^[32] Hochgeschwindigkeitsvarianten der Turing-Bombe produzierten, die speziell gegen die M4 gerichtet waren. (Lee et al., S. 27ff.)^[23] Danach waren die deutschen U-Boote nie mehr sicher (siehe auch: U-Boot-Krieg). Unmittelbare Folge der amerikanischen Entzifferungen war – beginnend mit U 118 am 12. Juni 1943^[33] – die Versenkung von neun der zwölf deutschen U-Tanker („Milchkühe“) innerhalb weniger Wochen im Sommer 1943. Dies führte zu einer Schwächung aller Atlantik-U-Boote, die nun nicht mehr auf See versorgt werden konnten, sondern dazu die lange und gefährliche Heimreise durch die Biskaya zu den U-Boot-Stützpunkten an der französischen Westküste antreten mussten.

Geschichtliche Konsequenzen

Die Kompromittierung der ENIGMA wird als ein strategischer Vorteil angesehen, der den Alliierten den Gewinn des Krieges erheblich erleichtert hat. Es gibt sogar Historiker, die diese Tatsache für kriegsentscheidend halten, denn die Entzifferungen waren nicht nur auf militärisch-taktischer Ebene (Heer, Luftwaffe und Marine) eine große Hilfe, sondern sie erlaubten aufgrund der nahezu vollständigen Durchdringung des deutschen Nachrichtenverkehrs auf allen Ebenen (Polizei, Geheimdienste, diplomatische Dienste, SD, SS, Reichspost und Reichsbahn) auch einen genauen Einblick in die strategischen und wirtschaftlichen Planungen der deutschen Führung. Speziell schätzten die Alliierten die Authentizität der aus ENIGMA-Funksprüchen gewonnenen Informationen, die aus anderen Quellen, wie Aufklärung, Spionage oder Verrat, nicht immer gegeben war. So konnten die Briten ihre zu Beginn des Krieges noch begrenzten Ressourcen optimal koordinieren und gezielt gegen die deutschen Schwächen einsetzen, und später, zusammen mit ihren amerikanischen Verbündeten, die Überlegenheit noch besser ausspielen.

Einer der führenden ehemaligen Codeknacker aus Bletchley Park, der britische Schachmeister Stuart Milner-Barry, schrieb:

„Mit Ausnahme vielleicht der Antike wurde meines Wissens nie ein Krieg geführt, bei dem die eine Seite ständig die wichtigen Geheimmeldungen von Heer und Flotte des Gegners gelesen hat.“(Singh, S.229)^[4]

Ein ähnliches Fazit zieht ein nach dem Krieg verfasster amerikanischer Untersuchungsbericht:

„Ultra schuf in der Militärführung und an der politischen Spitze ein Bewusstsein, das die Art und Weise der Entscheidungsfindung veränderte. Das Gefühl, den Feind zu kennen, ist höchst beruhigend. Es verstärkt sich unmerklich im Laufe der Zeit, wenn man regelmäßig und aufs genaueste seine Gedanken und Gewohnheiten und Handlungsweisen beobachten kann. Wissen dieser Art befreit das eigene Planen von allzu großer Vorsicht und Angst, man wird sicherer, kühner und energischer.“(Singh, S. 229f.)^[4]

David Kahn bemerkte:

„In Europa ließ die Fähigkeit der Alliierten, die deutschen Verschlüsselungssysteme zu knacken und alle Botschaften mitzulesen (Codename ULTRA), die Alliierten von Sieg zu Sieg eilen. In der »Schlacht im Atlantik«, der fundamentalsten Auseinandersetzung des ganzen Zweiten Weltkriegs, konnten die Alliierten ihre Konvois an den deutschen U-Booten vorbeisteuern, weil sie wussten, wo diese wie Wolfsrudel lauerten. So ließen sich lähmende Verluste weitgehend vermeiden und Menschen wie Güter konnten sicher nach Großbritannien gebracht werden. Später, bei ihrer großen Invasion in Europa, die zum Sieg über Hitlers Reich führte, half die Decodierung deutscher Botschaften den Alliierten dabei, Gegenangriffe vorherzusehen und abzuwehren. Auf diese Weise konnten sie deutsche Schwachstellen besser erkennen und ins Ruhrgebiet und nach Berlin vorstoßen. Auch sowjetische Codebrecher konnten die geheimen Informationen der Deutschen entziffern, was zu ihrem Sieg an der Ostfront beitrug.“ (Kahn, S. 398)^[22]

Der Oberbefehlshaber der alliierten Streitkräfte General Dwight D. Eisenhower bezeichnete Ultra als „entscheidend“ für den Sieg

Der ehemalige Sicherheitsberater von US-Präsident Jimmy Carter, der polnisch-amerikanische Politikwissenschaftler Zbigniew Brzeziński zitierte den Oberbefehlshaber der alliierten Streitkräfte General Dwight D. Eisenhower, der Ultra als „decisive“^[34] (deutsch: „entscheidend“) für den Sieg bezeichnete (vgl. auch F. W. Winterbotham „The Ultra Secret“). Die polnischen Historiker Władysław Kozaczuk und Jerzy Straszak schrieben „it is widely believed that Ultra saved the world at least two years of war and possibly prevented Hitler from winning“.^[35] (deutsch: „es wird weithin angenommen, dass Ultra der Welt mindestens zwei Jahre Krieg erspart hat und möglicherweise verhinderte, dass Hitler ihn gewann“). Ähnlich äußerte sich der englische Historiker Sir Harry Hinsley, der in Bletchley Park mitarbeitete, mit den Worten „shortened the war by not less than two years and probably by four years“ (deutsch: „[Ultra] verkürzte den Krieg um nicht weniger als zwei Jahre und vermutlich um vier Jahre“).

Der britische Premierminister Winston Churchill sagte: „Es war Ultra zu verdanken, dass wir den Krieg gewonnen haben.“

Stuart Milner-Barry vertrat die Ansicht, dass „had we not at the most crucial times and for long periods read the U-boat ciphers, we should have lost the war“(Hinsley/Stripp, S. 96)^[6] (deutsch: „hätten wir nicht zur entscheidenden Zeit und für lange Zeiträume die U-Boot-Chiffren lesen können, dann hätten wir den Krieg verloren“). In einer Ausstellung über den Secret War (deutsch: „Geheimer Krieg“), die im Jahre 2003 in einem der bedeutendsten Kriegsmuseen weltweit, dem Imperial War Museum in London, stattfand, wurde der ehemalige britische Premierminister Winston Churchill zitiert, der seinem König George VI gesagt hatte: „It was thanks to Ultra that we won the war.“ (deutsch: „Es war Ultra zu verdanken, dass wir den Krieg gewonnen haben“).

Wenn man noch weiter spekulieren möchte, kann man aus den Aussagen von Gordon Welchman, der neben Alan Turing einer der führenden Köpfe der britischen Codeknacker in Bletchley Park war, Schlussfolgerungen ziehen. In seinem Buch The Hut Six Story beschreibt er die Gratwanderung, die die alliierten Codeknacker zu vollbringen hatten, um nicht den Anschluss an die von den Deutschen immer wieder neu eingeführten kryptografischen Komplikationen zu verlieren. Mehrfach stand die Entzifferungsfähigkeit auf des Messers Schneide, und immer wieder senkte sich die Waagschale zugunsten der Codeknacker, oft auch mit viel Glück, wie Welchman in seinem Buch einräumt: „We were lucky“ (Welchman, S. 169)^[10] (deutsch: „Wir hatten Glück“).

Bei diesem in Bletchley Park nur teilweise entzifferten zweiteiligen deutschen Funkspruch handelt es sich um einen Befehl aus Berlin an die Heeresgruppe Kurland vom 14. Februar 1945

David Kahn schrieb hierzu: „Der Erfolg der Codeknacker beruhte letztlich auf einigen genialen Ideen […] Hätten Marian Rejewski 1931 in Polen und Alan Turing und Gordon Welchman 1939 in England nicht diese Ideen gehabt, wäre die »Enigma« möglicherweise nicht geknackt worden. Somit ist die Vorstellung, es hätte den Alliierten misslingen können, diese Chiffriermaschine zu knacken, keine Spekulation im luftleeren Raum, sondern es sprach tatsächlich einiges für diese Annahme.“ (Kahn, S. 400)^[22]

Die Betrachtung alternativer Geschichtsverläufe ist zwangsläufig höchst spekulativ. Entscheidend ist natürlich auch der Zeitpunkt, zu dem die ENIGMA möglicherweise einbruchssicher gemacht worden wäre. Falls dies erst im Jahre 1945 geschehen wäre, hätte es vermutlich nur geringe Konsequenzen auf den Kriegsverlauf gehabt. Im Jahr 1944 dagegen wären die alliierten Invasionspläne der Operation Overlord („D-Day“) behindert worden. Wie man heute weiß, war aus entzifferten ENIGMA-Funksprüchen nicht nur die gesamte deutsche Gefechtsaufstellung in der Normandie detailliert bekannt, sondern die alliierten Befehlshaber wurden dank Ultra auch jeden Tag äußerst präzise über die deutschen Pläne und Gegenmaßnahmen auf dem Laufenden gehalten.(Smith, S. 252f.)^[29] In den Jahren ab 1941 wären die deutschen U-Boote nicht mehr so leicht zu finden gewesen, deren Positionen und Pläne die Alliierten aus entzifferten Funksprüchen genau verfolgen konnten.

Die schweizerische Armee benutzte ab 1946 eine verbesserte Nachfolgeversion der ENIGMA, die als NEMA (Neue Maschine) bezeichnet wurde, und die zwar über eine unregelmäßige Walzenfortschaltung, jedoch auch über eine Umkehrwalze mit ihren kryptografischen Schwächen verfügte

Bemerkenswert ist überdies die Tatsache der perfekt funktionierenden Geheimhaltung der in Bletchley Park über entzifferte ENIGMA-Funksprüche gewonnenen Ultra-Informationen. Churchill selbst würdigte seine verschwiegenen Codeknacker mit den Worten „My geese that laid the golden eggs and never cackled“^[36] (deutsch: „Meine Gänse, die die goldenen Eier legten und niemals gackerten“ ). Dieses „Enigma-Geheimnis“ wurde während des gesamten Krieges und selbst danach bis in die 1970er Jahre gehütet („Britain's best kept secret“,^[37] deutsch: „Britanniens bestgehütetes Geheimnis“). Die Deutschen hatten keinerlei Ahnung von Ultra. In Bletchley Park gab es keinen Maulwurf – mit einer Ausnahme, John Cairncross,(Smith, S. 241)^[29] aber der spionierte für Stalin.^[38]

Aufgrund verschiedener verdächtiger Ereignisse wurden auf deutscher Seite zwar mehrfach Untersuchungen angestellt, ob die ENIGMA wirklich sicher sei, hier wurden jedoch die falschen Schlussfolgerungen gezogen, und die Personen mit der richtigen Einschätzung setzten sich nicht durch.(Bauer, S. 222)^[5]

Nach dem Krieg wurden die von den Siegermächten in großer Stückzahl erbeuteten und auch nachgebaute ENIGMA-Maschinen, die weithin immer noch im Ruf höchster Sicherheit standen, vor allem von England und den USA in den Nahen Osten und nach Afrika verkauft und dort teilweise noch bis 1975 benutzt.^[39] So gelang es den Westmächten, den Nachrichtenverkehr der dortigen Staaten mitzulesen.(Singh, S.231)^[4] Die wenigen heute noch existierenden intakten Exemplare werden zu Liebhaberpreisen im fünfstelligen Euro-Bereich gehandelt. Beispielsweise wechselte im April 2006 eine Maschine für 55.050 € ihren Besitzer.

Verbesserungspotenzial

Schon 1883 formulierte^[40] der niederländische Kryptologe Auguste Kerckhoffs unter der später (1946) explizit von Shannon formulierten Annahme „Der Feind kennt das benutzte System“^[41] seine für seriöse Kryptographie bindende Maxime.

Kerckhoffs’ Prinzip:

Die Sicherheit eines Kryptosystems darf nicht von der Geheimhaltung des Algorithmus abhängen. Die Sicherheit gründet sich nur auf die Geheimhaltung des Schlüssels.

Die kryptografische Sicherheit der ENIGMA hing – im Widerspruch zu Kerckhoffs’ Maxime – wesentlich von der Geheimhaltung ihrer Walzenverdrahtung ab. Diese war für den Benutzer unveränderbar, somit ein Teil des Algorithmus und nicht des Schlüssels. Bemerkenswert ist, dass die Walzenverdrahtung seit den Anfängen in den 1920er-Jahren bis 1945 niemals verändert wurde. Unter den üblichen Einsatzbedingungen einer so weit verbreiteten Schlüsselmaschine wie der ENIGMA darf man nicht annehmen, dass deren algorithmische Bestandteile auf Dauer geheim gehalten werden können, auch wenn die Deutschen es versucht haben.

Eine erste Möglichkeit zur Verbesserung der ENIGMA wäre somit das beispielsweise jährliche vollständige Auswechseln des Walzensortiments (mit jeweils radikal geänderter Verdrahtung) gewesen. Noch wesentlich wirkungsvoller wären Walzen, deren innere Verdrahtung schlüsselabhängig variabel gestaltet werden könnte. Interessanterweise gab es hierzu einen Ansatz, nämlich die Umkehrwalze D (britischer Spitzname: „Uncle Dick“)^[42], die genau diese Eigenschaft aufwies, jedoch erst spät (Jan. 1944)^[5] und nur vereinzelt zum Einsatz kam (Foto der UKW D in Pröse).(Pröse, S. 40)^[26]

Frühe ENIGMA-Variante mit acht Walzen

Weitere kryptografische Stärkungen der ENIGMA wären im Konstruktionsstadium relativ leicht möglich gewesen. In erster Linie hätte man die Beschränkung auf fixpunktfreie Permutationen vermeiden müssen. Auch die Involutorik (Verschlüsseln = Entschlüsseln), zwar bequem für die Bedienung, schwächte die Maschine enorm. Beides wäre vermieden worden, hätte man auf die Umkehrwalze verzichtet.

Bereits eine frühe Vorläuferin der ENIGMA I verfügte über acht nebeneinander fest angeordnete (nicht austauschbare) Walzen und einen allein durch die Grundstellung einstellbaren Schlüsselraum von mehr als 200 Milliarden.(Kruh/Deavours, S. 2)^[1] Im Gegensatz dazu wirken die nur 17.576 Grundstellungen der ENIGMA I geradezu lächerlich wenig. Zudem verfügte dieses frühe ENIGMA-Modell über keine Umkehrwalze, hatte also auch nicht deren Schwächen. Hätte man diese Grundkonstruktion mit acht (statt nur drei) Walzen auf die ENIGMA I übertragen und zusätzlich wie dort die Lage der Walzen austauschbar gestaltet, hätte dies bei acht Walzen 8! = 40.320 (statt nur 60) Walzenlagen und somit einen kryptografisch wirksamen Schlüsselraum von 8.419.907.243.704.320 (mehr als acht Billiarden oder knapp 53 bit) ergeben. Im Vergleich zu den nur gut zwei Millionen (etwa 21 bit) kryptografisch wirksamen Möglichkeiten der tatsächlich realisierten ENIGMA, wäre so eine deutlich stärkere Maschine entstanden, die trotz der vielen Fehler auf deutscher Seite und des gigantischen Aufwands auf britischer Seite vermutlich nicht hätte gebrochen werden können. Allerdings wäre eine solche Maschine mit acht Walzen natürlich auch etwas weniger handlich gewesen als die ENIGMA mit nur drei Walzen. Andererseits darf Handlichkeit keine höhere Priorität als kryptografische Sicherheit erhalten, denn sonst könnte man sich auch mit nur einer Walze (oder gar überhaupt keiner Walze) begnügen. Entscheidend ist stets die Sicherheit der Verschlüsselung gegen unbefugte Entzifferung, und zwar nach Möglichkeit auch unter Beachtung von in der Praxis unvermeidlichen Bedienfehlern.

Scherbius hatte in seinem grundlegenden Patent vom 23. Februar 1918 sogar schon zehn Walzen und die (bereits ohne Austauschen) daraus resultierenden rund 100 Billionen Schlüssel^[3] angegeben, außerdem keine Umkehrwalze, sondern einen Umschalter zur Einstellung von Ver- und Entschlüsselung, sowie eine über Getriebe einstellbare unregelmäßige Weiterbewegung der Walzen vorgeschlagen – sämtlich kryptografisch starke Konstruktionsmerkmale, die jedoch im Laufe der Zeit in Vergessenheit gerieten.

Die amerikanische Schlüsselmaschine SIGABA mit insgesamt fünfzehn Walzen blieb unknackbar

Ein Beispiel für die Stärke dieser Ideen ist die Schlüsselmaschine SIGABA. Dabei handelt es sich um eine amerikanische Rotor-Maschine ähnlich wie die ENIGMA und ebenso aus dem Zweiten Weltkrieg, die jedoch über keine Umkehrwalze sondern fünf Chiffrierwalzen (cipher rotor bank, deutsch: „Chiffrierwalzensatz“) verfügt und zusätzlich zweimal fünf weitere Walzen (control rotor bank und index rotor bank, deutsch: „Steuerwalzensatz“ und „Indexwalzensatz“) aufweist, die allein zur Erzeugung einer unregelmäßigen Fortschaltung der Chiffrierwalzen dienen. Die SIGABA erzeugt sowohl Fixpunkte als auch nichtinvolutorische Permutationen und konnte zu keinem Zeitpunkt, weder von deutschen noch von japanischen Kryptoanalytikern, noch von den Amerikanern selbst, die dies probeweise versuchten,(Bauer, S. 221)^[5] gebrochen werden.

Walzensatz: Links unten ist eine Übertragskerbe zu erkennen

Eine sehr einfache Möglichkeit, die ENIGMA sicherer zu gestalten, ist die Verwendung von mehr als einer Übertragskerbe. Diese Kerben sind Bestandteil jeder Walze und bewirken den Übertrag auf die nächste, im Walzensatz weiter links liegende Walze und sorgen so für die Fortschaltung der Rotoren. Den Codeknackern kam es sehr gelegen, dass sie 26 Buchstaben lang davon ausgehen konnten, dass allein die rechte Walze rotierte und erst dann eine Fortschaltung auf den mittleren Rotor passierte. Für relativ lange Textpassagen besteht die ENIGMA somit aus Sicht des Kryptoanalytikers nur aus einer einzigen sich drehenden (rechten) Walze und einer, aus mittlerer und linker Walze sowie der Umkehrwalze bestehenden, sozusagen besonders dicken (feststehenden) Umkehrwalze. Erst der Übertrag auf die mittlere Walze stört dies. Dieses wichtige Ereignis hatte bei den Codeknackern in Bletchley Park sogar einen Spitznamen: Sie nannten es „crab“ (engl. für Krabbe), und das noch seltenere Fortschalten der linken Walze hieß „lobster“ (engl. für Hummer). (Harris, S. 320)^[16] Hätten die Walzen der ENIGMA über mehr als nur eine einzige Übertragskerbe verfügt, beispielsweise neun, wie bei der britischen Schlüsselmaschine TypeX,(Bauer, S. 143)^[5] so hätte sich für den Anwender praktisch nichts geändert, die Kryptanalyse jedoch wäre durch häufige crabs und lobsters stark gestört worden.

Die britische Schlüsselmaschine TypeX besaß Walzen mit fünf, sieben oder neun Übertragskerben

Peter Twinn, einer der Mitarbeiter Turings in Bletchley Park, kommentierte es mit den Worten „they certainly missed a trick in not combining multiple-turnover wheels with Steckerverbindungen“^[43] (deutsch: „sie [die Deutschen] verpassten sicherlich einen Kniff dadurch, dass sie nicht Walzen mit mehreren Übertragskerben und die Steckerverbindungen kombinierten“). Gordon Welchman unterstrich die Folgen dieses deutschen Fehlers: „We would have been in grave trouble if each wheel had had two or three turnover positions instead of one“ (Welchman, S. 168)^[10] (deutsch: „Wir wären in tödlicher Not gewesen, wenn jede Walze zwei oder drei Übertragskerben gehabt hätte statt [nur] eine“).

Die durch die römische Zahl „VI“ gekennzeichnete Walze ist eine der drei Walzen, die exklusiv für die Marine entwickelt wurden

Vielleicht fürchteten die Konstrukteure der ENIGMA eine Reduzierung der Periode, das ist die Anzahl der Zeichen, nach der sich das zur Verschlüsselung verwendete Alphabet wiederholt. Die Periode beträgt bei der ENIGMA I 26 × 25 × 26 = 16.900,^[44] wobei der Faktor 25^[45] bei der mittleren Walze durch eine (unwichtige) Anomalie des Fortschaltmechanismus verursacht wird, der auf einem konstruktiven Mangel beruht.(Bauer, S. 142)^[5] Bei Verwendung einer geraden Anzahl oder von dreizehn Übertragskerben statt nur einer würde die Periode tatsächlich drastisch absinken, da diese Zahlen gemeinsame Teiler mit 26 aufweisen. Bei zum Beispiel drei, fünf, sieben, neun oder elf Kerben hingegen besteht diese Gefahr nicht, da diese Zahlen zu 26 teilerfremd sind. Interessanterweise wurden bei der Marine, in Ergänzung zu den von der ENIGMA I bekannten fünf Walzen, drei weitere Walzen eingesetzt (VI, VII und VIII), die mehr als eine, nämlich zwei Übertragskerben aufweisen. Die exklusiv von der Marine verwendeten drei Walzen vermieden außerdem einen weiteren Fehler der fünf Walzen der ENIGMA I, denn sie hatten ihre Übertragskerben alle bei identischen Buchstaben. Nicht so die Walzen I bis V, die dank ihrer bei unterschiedlichen Buchstaben angeordneten Kerben durch Beobachten einer „Krabbe“ viel leichter identifizierbar waren. Die Codeknacker hatten sich dafür den (sprachlich unsinnigen) Merkspruch „Royal Flags Wave Kings Above“ ^[46] gebildet, der für die Walzen I bis V in dieser Reihenfolge den jeweiligen Buchstaben nennt, der stets im Sichtfenster erscheint, nachdem ein Übertrag auf die nächste Walze erfolgt ist.

Die ENIGMA-G der Abwehr hatte kein Steckerbrett, aber eine rotierende Umkehrwalze

Im Jahr 1944 führte die Luftwaffe die „Uhr“ als Zusatz zur ENIGMA I ein. Mit dem Drehschalter (in der Mitte) können unterschiedliche nichtinvolutorische Vertauschungen der Buchstaben eingestellt werden.

Die deutsche Abwehr (Geheimdienst) verwendete übrigens ein ENIGMA-Modell (G), das über einen exklusiven Walzensatz verfügte, bei dem die (drei) Walzen tatsächlich mehrere Übertragskerben aufwiesen, nämlich 11, 15 beziehungsweise 17 Kerben.^[47] Selbst die Umkehrwalze war – im Unterschied zu den anderen ENIGMA-Modellen – drehbar und rotierte mit. Dies stärkte die Verschlüsselung und sorgte sicher auch dafür, dass andere deutsche Stellen nicht mitlesen konnten. Allerdings verzichtete die Abwehr bei dieser besonders kompakten und handwerklich hervorragend gebauten ENIGMA auf ein Steckerbrett. Die Folge war, dass es den Codeknackern von Bletchley Park, an der Spitze Dilly Knox, im Spätherbst 1941 gelang, auch diese Verschlüsselung zu überwinden^[48] (Sebag, S. 129)^[14] und so dazu beizutragen, dass deutsche Agenten bereits bei ihrer Einreise „in Empfang genommen“ werden konnten. Diese wurden anschließend nicht einfach nur eliminiert, sondern es gelang dem britischen Inlandsgeheimdienst MI5, viele von ihnen „umzudrehen“ und im Rahmen des Systems Double Cross (deutsch: „Doppelkreuz“) als Doppelagenten einzusetzen.(Smith, S. 190ff.)^[29] Zusammen mit den aus ENIGMA-G-Sprüchen entzifferten Informationen erhielt der MI5 ein so detailliertes und zutreffendes Bild über die Pläne und den Wissensstand der Abwehr, dass jeder einzelne noch in Großbritannien operierende deutsche Agent genau bekannt war und gezielt kontrolliert und manipuliert werden konnte. Dies wurde auch zur Desinformation der deutschen Führung genutzt.

Zusammenfassend können folgende Punkte zur kryptografischen Stärkung der ENIGMA festgehalten werden:

• identische Verschlüsselung zulassen
• Involutorik vermeiden
• mehrere (z. B. neun) Übertragskerben anbringen
• Übertragskerben für alle Walzen identisch anordnen
• mehr als drei Walzen (z. B. acht) einbauen
• Walzensortiment erweitern (z. B. zehn statt fünf)
• Walzenverdrahtung gelegentlich radikal ändern
• nicht involutorische Stecker verwenden

Die legendäre Hut 6 in Bletchley Park, in der die ENIGMA entziffert wurde

Eine verblüffend einfache und dabei durchschlagend wirksame Maßnahme, die laut Gordon Welchman zu jedem beliebigen Zeitpunkt ganz leicht hätte eingeführt werden können und die er während des Krieges am meisten befürchtet hatte, ist die Verwendung von einpoligen Steckerverbindungen anstelle der doppelpoligen involutorischen Kabel. (Welchman, S. 168)^[10] Dann könnte man beispielsweise X mit U steckern und U nun aber nicht notwendigerweise mit X, sondern mit irgendeinem anderen beliebigen Buchstaben. So hätte schlagartig die Involutorik des Steckerbretts – wenn auch nicht der ganzen Maschine – beseitigt werden können. Dies hätte nach Welchman katastrophale Auswirkungen für die Codeknacker in Bletchley Park gehabt. Ein Großteil der dort erarbeiteten Methodik inklusive des von Welchman selbst erfundenen diagonal board (Welchman, S. 81)^[10] (Sebag, S. 384)^[14] (deutsch: Diagonalbrett) wäre nutzlos geworden. Er schreibt „the output of Hut 6 Ultra would have been reduced to at best a delayed dribble, as opposed to our up-to-date flood.“ (Welchman, S. 169)^[10] (deutsch: „der Ertrag der Ultra-Informationen aus Baracke sechs hätte sich im besten Fall auf ein verspätetes Tröpfeln reduziert, im Gegensatz zu unserer tagesaktuellen Flut.“)

Authentische Funksprüche

Siehe auch (unter Weblinks): Breaking German Wehrmacht Ciphers von Frode Weierud

- 83 - ADJ JNA -  
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- 167 - MRJ LLT -
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Chronologie

Im Folgenden sind einige wichtige Zeitpunkte zur Geschichte der ENIGMA aufgelistet
(spezielle Zeitpunkte zur Marine-Version siehe M4):

23. Feb. 1918		Erstes Patent zur ENIGMA[3]
9. Jul. 1923		Gründung der Chiffriermaschinen AG (Kruh/Deavours, S.1)[1]
21. Mär. 1926		Patentierung der Umkehrwalze (UKW)[8]
15. Jul. 1928		Die Reichswehr führt eine Vorläuferversion der ENIGMA ein (Kruh/Deavours, S.11)[1]
1. Jun. 1930		Indienststellung der ENIGMA I (sechs Stecker und quartalsweiser Wechsel der Walzenlage) (Kruh/Deavours, S.11)[1]
1. Jan. 1936		Monatlicher Wechsel der Walzenlage[5]
1. Okt. 1936		Täglicher Wechsel der Walzenlage und statt sechs nun fünf bis acht Stecker[5]
2. Nov. 1937		Ablösung der UKW A durch die UKW B (Welchman, S. 213)[10]
15. Sep. 1938		Neues Indikatorverfahren (frei wählbare Grundstellung für die Spruchschlüsselverschlüsselung) (Sebag, S. 355)[14]
15. Dez. 1938		Inbetriebnahme der Walzen IV und V (Sebag, S. 355)[14]
1. Jan. 1939		Zehn Stecker (Welchman, S. 214)[10]
24. Jul. 1939		Dreitägiges alliiertes Treffen bei Pyry[49]
15. Mai 1940		Fallenlassen der Spruchschlüsselverdopplung (Welchman, S. 231)[10]
1940/41		Zeitweise Benutzung der UKW C (alternativ zur UKW B)[5]
8. Dez. 1941		Erster Bruch der Abwehr-Enigma durch Dilly Knox (Sebag, S. 129)[14]
1. Feb. 1942		Indienststellung der M4[5]
1. Sep. 1943		Fallenlassen der Kenngruppe
2. Jan. 1944		Vereinzelte Benutzung der steckbaren UKW D[5]
10. Jul. 1944		Die Luftwaffe führt die „Uhr“ ein (Pröse, S. 40)[26]

Glossar

• Eintrittswalze – Feststehende Walze am Anfang des Walzensatzes
• Entschlüsseln – Umwandlung des Geheimtextes in den Klartext mithilfe des Schlüssels
• Entziffern – Brechen des Geheimtextes ohne vorherige Kenntnis des Schlüssels
• Gesteckert – Zwei Buchstaben werden mithilfe eines in die Frontplatte gesteckten Kabels vertauscht
• Grundstellung – Rotationsposition der Walzen zu Beginn eines Spruchs
• Ringstellung – Drehposition der Ringe, die den Versatz zwischen der inneren Verdrahtung der Walzen und dem Buchstaben bestimmt, zu dem der Übertrag auf die nächste Walze erfolgt
• Schlüssel – Geheime Einstellung der Schlüsselmaschine
• Schlüsselmaschine – Zusammenfassender Begriff für Ver- und Entschlüsselungsmaschine
• Schlüsseln – Zusammenfassender Begriff für Verschlüsseln und Entschlüsseln
• Schlüsselraum – Menge aller möglichen Schlüssel
• Schlüsseltafel – Liste der Tagesschlüssel
• Spruch – Geheimtext, der meist per Funk übermittelt wird
• Spruchschlüssel – Individueller Schlüssel für einen Funkspruch
• Stecker – Kabelverbindungen zwischen den Frontplattenbuchsen
• Steckerbrett – An der Frontseite der ENIGMA angebrachte Buchsenplatte
• Tagesschlüssel – Täglich wechselnder Schlüssel
• Umkehrwalze – Feststehende Walze am Ende des Walzensatzes
• Ungesteckert – Buchstaben, die aufgrund eines nicht gesteckten Kabels nicht vertauscht werden (engl.: self-steckered)
• Verschlüsseln – Umwandlung von Klartext in Geheimtext
• Walze – Rotor, der sich während des Schlüsselvorgangs dreht
• Walzenlage – Schlüsselabhängige Platzierung der Walzen im Walzensatz
• Walzensatz – Zusammenfassender Begriff für alle Walzen
• Walzenstellung – Während des Schlüsselvorgangs sich verändernde Rotationsposition der Walzen

Filmische Rezeptionen

Die ENIGMA ist in einigen Spielfilmen zu sehen, die vor dem Hintergrund des U-Boot-Krieges spielen. Im deutschen Kinoklassiker „Das Boot“ nach dem gleichnamigen Roman,^[50] wird die ENIGMA-Maschine zur Entschlüsselung empfangener Funksprüche benutzt. Historisch nicht ganz korrekt ist die Verwendung einer M4, da sie erst am 1. Februar 1942 in Dienst gestellt wurde, während das Boot in Roman und Film seine Feindfahrt im Herbst und frühen Winter des Jahres 1941 durchführt. Somit hätte korrekterweise eine M3 gezeigt werden müssen. Im US-amerikanischen Film „U-571“ wird eine ENIGMA durch amerikanische Seeleute von einem deutschen U-Boot erbeutet. Speziell von britischer Seite wurde kritisiert, dass hier in Verkennung der geschichtlichen Realität, Amerikaner als Helden bei der Erbeutung einer ENIGMA dargestellt werden, während es in Wirklichkeit Briten waren, denen dies gelang.^[51]

Im britischen Spielfilm „Enigma – Das Geheimnis“, der auf dem Roman ENIGMA^[16] basiert, wird die Entzifferungsarbeit der britischen Codeknacker in Bletchley Park thematisiert. Bemerkenswert sind die vielen authentischen Requisiten im Film, bei denen es sich um Original-Schaustücke aus dem Bletchley-Park-Museum handelt. Die diversen Funksprüche sind speziell für den Film nach den Original-Vorschriften und Verfahren wirklichkeitsgetreu erzeugt und verschlüsselt worden.^[52] Gegen Ende des Films entpuppt sich ein polnischer Codeknacker als Verräter, der versucht, das „Enigma-Geheimnis“ an die Deutschen zu verraten. Dies entspricht in zweierlei Hinsicht nicht den historischen Tatsachen. Zum einen gab es – wie bereits dargelegt – keine Verräter in Bletchley Park, die für die Deutschen spioniert hätten. Zum anderen hat dort nicht ein einziger polnischer Kryptoanalytiker mitgearbeitet, denn aus Geheimhaltungsgründen verwehrten die Briten fast allen Ausländern, selbst Marian Rejewski, den Zutritt und erst recht die Mitarbeit.^[53] Somit ist die filmische Darstellung in diesem Punkt historisch verfehlt. Kritisiert wurde insbesondere, ausgerechnet einen Polen im Film als Verräter darzustellen,^[54] denn am allerwenigsten haben Polen das Enigma-Geheimnis verraten. Im Gegenteil, polnische Kryptoanalytiker wie Marian Rejewski, Jerzy Różycki und Henryk Zygalski haben bereits vor dem Krieg die entscheidenden Grundlagen für den Bruch der ENIGMA geschaffen,^[55] ohne die es den britischen Codeknackern vermutlich nicht gelungen wäre, deutsche Funksprüche zu entziffern (Welchman, S. 204)^[10] und der Zweite Weltkrieg einen anderen Verlauf genommen hätte.(Hinsley/Stripp, S. 11ff.)^[6]

Siehe auch

• ENIGMA-M4
• ENIGMA-Uhr
• ENIGMA-Walzen
• ENIGMA-Gleichung
• Geschichte der Kryptographie

Literatur

• Arthur O. Bauer: Funkpeilung als alliierte Waffe gegen deutsche U-Boote 1939–1945. Selbstverlag, Diemen Niederlande 1997, ISBN 3-00-002142-6
• Friedrich L. Bauer: Entzifferte Geheimnisse, Methoden und Maximen der Kryptographie. Springer, Berlin 2000 (3. Aufl.), ISBN 3-540-67931-6
• Gustave Bertrand: Énigma ou la plus grande énigme de la guerre 1939-1945. Librairie Plon, Paris 1973.
• Ralph Erskine: Der Krieg der Code-Brecher. Bayerische Akademie der Wissenschaften, Akademie aktuell, München, November 2002, S. 5–11. PDF; 0,2 MB
• Herbert W. Franke: Die geheime Nachricht. Methoden und Technik der Kryptologie. Die Geschichte um den unknackbaren Code. Umschau Verlag, Frankfurt 1982, ISBN 3-524-69034-3
• Francis Harry Hinsley, Alan Stripp: Codebreakers – The inside story of Bletchley Park. Oxford University Press, Reading, Berkshire 1993, ISBN 0-19-280132-5
• David Kahn: The Code Breakers – The Story of Secret Writing. Macmillan USA, Reissue 1974, ISBN 0-02-560460-0
• Rudolf Kippenhahn: Verschlüsselte Botschaften, Geheimschrift, Enigma und Chipkarte. Rowohlt, Reinbek bei Hamburg 1999, ISBN 3-499-60807-3
• Władysław Kozaczuk, Jerzy Straszak, Enigma – How the Poles Broke the Nazi Code. Hippocrene Books, 2004, ISBN 0-7818-0941-X
• Władysław Kozaczuk: Geheimoperation Wicher. Bernard u. Graefe, Koblenz 1989, Karl Müller, Erlangen 1999, ISBN 3-7637-5868-2, ISBN 3-86070-803-1
• Władysław Kozaczuk: Im Banne der Enigma. Militärverlag, Berlin 1987, ISBN 3-327-00423-4
• Dominik Landwehr: Mythos Enigma – Die Chiffriermaschine als Sammler- und Medienobjekt. Transcript Verlag, Bielefeld 2008, ISBN 978-3-89942-893-3
• Michael Pröse: Chiffriermaschinen und Entzifferungsgeräte im Zweiten Weltkrieg – Technikgeschichte und informatikhistorische Aspekte. Dissertation Technische Universität Chemnitz, Leipzig 2004. PDF; 7,9 MB
• Hugh Sebag-Montefiore: ENIGMA – The battle for the code. Cassell Military Paperbacks, London 2004, ISBN 0-304-36662-5
• Simon Singh: Geheime Botschaften. Carl Hanser Verlag, München 2000. ISBN 3-446-19873-3
• Michael Smith: ENIGMA entschlüsselt – Die „Codebreakers“ von Bletchley Park. Heyne, 2000, ISBN 3-453-17285-X
• Geoff Sullivan, Frode Weierud: Breaking German Army Ciphers. Cryptologia, Vol XXIX (3), Juli 2005, S. 193–232 PDF; 6,1 MB
• Heinz Ulbricht: Die Chiffriermaschine Enigma – Trügerische Sicherheit. Ein Beitrag zur Geschichte der Nachrichtendienste. Dissertation Braunschweig 2005. PDF; 4,7 MB
• Gordon Welchman: The Hut Six Story – Breaking the Enigma Codes. Allen Lane, London 1982; Cleobury Mortimer M&M, Baldwin Shropshire 2000, ISBN 0-947712-34-8
• Frederik William Winterbotham: The Ultra Secret. Weidenfeld and Nicolson, London 1974.

Weblinks

• Enigma-Simulation für Windows (ENIGMA I, ENIGMA-M3 und M4, Freeware Download)
• Hut Six Weitere Simulationsprogramme zu Enigma-Varianten (Freeware Download)
• Enigma-Simulation als HTML-Seite mit Javascript Enigma M3, M4 und G (Abwehr-Enigma). Freeware.
• Paper Enigma Papier-Version der Enigma-Verschlüsselung
• Enigma Cipher Challenge Wettbewerb: Knacke zehn Enigma-Funksprüche!
• Funkpeilung als alliierte Waffe gegen deutsche U-Boote 1939–1945 Webseite mit Auszügen aus dem Buch von Arthur O. Bauer
• Offizielle Seite von Bletchley Park
• Turing's Treatise on Enigma (The Prof's Book) Abhandlung über die Enigma und die Bombe
• Die goldene Gans, die niemals schnattert von André Schulz
• The Enigma Collection von Frode Weierud
• Breaking German Wehrmacht Ciphers von Frode Weierud
• Geheimoperation Wicher des polnischen Geheimdienstes
• The pinch from U 559
• Moderne Entzifferung der M4
• Solving the Enigma (Darstellung der NSA)
• Orte an denen authentische Enigma-Maschinen zur Schau gestellt werden
• Lehrvideos zur Enigma im Videoportal YouTube

Einzelnachweise

1. ↑ ^{a b c d e f g} Louis Kruh, Cipher Deavours: The Commercial Enigma – Beginnings of Machine Cryptography. Cryptologia, Vol. XXVI, Nr. 1, Januar 2002. Abgerufen: 26. März 2008. PDF; 0,8 MB
2. ↑ Friedrich L. Bauer: An error in the history of rotor encryption devices. Cryptologia, Juli 1999. Abgerufen: 1. Juli 2008. Weblink
3. ↑ ^{a b c} Patent DE 416219 Chiffrierapparat, Gewerkschaft Securitas, Berlin 1918.
4. ↑ ^{a b c d} Simon Singh: Geheime Botschaften. Carl Hanser Verlag, München 2000, S. 229. ISBN 3-446-19873-3
5. ↑ ^{a b c d e f g h i j k l m n o p q} Friedrich L. Bauer: Entzifferte Geheimnisse, Methoden und Maximen der Kryptographie. Springer, Berlin 2000 (3. Aufl.), ISBN 3-540-67931-6
6. ↑ ^{a b c d e} Francis Harry Hinsley, Alan Stripp: Codebreakers – The inside story of Bletchley Park. Oxford University Press, Reading, Berkshire 1993, ISBN 0-19-280132-5
7. ↑ David H. Hamer: G-312. An Abwehr Enigma. Cryptologia. Rose-Hulman Institute of Technology. Taylor & Francis, Philadelphia PA 24.2000,1 (Januar), S. 46. ISSN 0161-1194. Abgerufen: 26. März 2008. PDF; 1,1 MB
8. ↑ ^{a b c} Patent DE 452194 Elektrische Vorrichtung zum Chiffrieren und Dechiffrieren, Willi Korn, patentiert am 21. März 1926
9. ↑ ^{a b c} Oberkommando der Marine (OKM): Der Schlüssel M – Verfahren M Allgemein. Berlin 1940. Abgerufen: 15. April 2008, S. 23. PDF; 0,7 MB
10. ↑ ^{a b c d e f g h i j k l m n o p q} Gordon Welchman: The Hut Six Story – Breaking the Enigma Codes. Allen Lane, London 1982; Cleobury Mortimer M&M, Baldwin Shropshire 2000, ISBN 0-947712-34-8
11. ↑ ^{a b c d} Oberkommando der Wehrmacht (OKW): Schlüsselanleitung zur Schlüsselmaschine Enigma. H.Dv.g. 14, Reichsdruckerei, Berlin 1940. Abgerufen: 26. März 2008. PDF; 1,0 MB
12. ↑ C.H.O’D. Alexander: Stecker Knock-Out. Publikation, Bletchley Park, März 1944. Editiert und herausgegeben von Frode Weierud, Juli 1998. Abgerufen: 26. März 2008. PDF; 0,1 MB
13. ↑ Derek Taunt: Hut Six in Francis Harry Hinsley, Alan Stripp: Codebreakers – The inside story of Bletchley Park. Oxford University Press, Reading, Berkshire 1993, S. 100. ISBN 0-19-280132-5
14. ↑ ^{a b c d e f g h i j k l m n o} Hugh Sebag-Montefiore: ENIGMA – The battle for the code. Cassell Military Paperbacks, London 2004, ISBN 0-304-36662-5
15. ↑ M4 Message Breaking Project. Abgerufen: 26. März 2008.
16. ↑ ^{a b c d} Robert Harris: Enigma. Roman. Weltbild, Augsburg 2005, ISBN 3-89897-119-8
17. ↑ OKW: Gebrauchsanleitung für die Chiffriermaschine Enigma. H.Dv.g. 13, Reichsdruckerei, Berlin 1937. Abgerufen: 26. März 2008. PDF; 2,0 MB
18. ↑ Marian Rejewski: An Application of the Theory of Permutations in Breaking the Enigma Cipher. Applicationes Mathematicae, 16 (4), 1980, S. 543-559. Abgerufen: 26. März 2008. PDF; 1,7 MB
19. ↑ Frank Carter: The Polish Recovery of the Enigma Rotor Wiring. Publikation, Bletchley Park, März 2005. Abgerufen: 26. März 2008. PDF; 0,2 MB
20. ↑ I. J. Good, Cipher A. Deavours, Nachwort zu Marian Rejewski: How Polish Mathematicians Broke the Enigma Cipher. IEEE Annals of the History of Computing, Vol. 03, Nr. 3, S. 213-234, Juli 1981, S. 229f.
21. ↑ Kris Gaj, Arkadiusz Orłowski: Facts and myths of Enigma: breaking stereotypes. Eurocrypt, 2003, p. 9. Abgerufen: 25. März 2008. PDF; 0,1 MB
22. ↑ ^{a b c} David Kahn: Das nicht geknackte Rätsel. In Robert Cowley (Hrsg.) Was wäre geschehen wenn? Knaur, 2006, ISBN 3-426-77887-4 (Kontrafaktische Geschichte unter der Annahme, dass den Alliierten die Entschlüsselung des ENIGMA-Kodes nicht gelungen wäre)
23. ↑ ^{a b c} John A. N. Lee, Colin Burke, Deborah Anderson: The US Bombes, NCR, Joseph Desch, and 600 WAVES – The first Reunion of the US Naval Computing Machine Laboratory. IEEE Annals of the History of Computing, 2000. Abgerufen: 21. Mai 2008. PDF; 0,5 MB
24. ↑ Kris Gaj, Arkadiusz Orłowski: Facts and myths of Enigma: breaking stereotypes. Eurocrypt, 2003, S. 121ff. Abgerufen: 26. März 2008. PDF; 0,1 MB
25. ↑ Tony Sale: The Bletchley Park 1944 Cryptographic Dictionary. Publikation, Bletchley Park, 2001, S. 22. Abgerufen: 26. März 2008. PDF; 0,4 MB
26. ↑ ^{a b c} Michael Pröse: Chiffriermaschinen und Entzifferungsgeräte im Zweiten Weltkrieg – Technikgeschichte und informatikhistorische Aspekte. Dissertation Technische Universität Chemnitz, Leipzig 2004. Abgerufen: 26. März 2008. PDF; 7,9 MB
27. ↑ David H. Hamer, Geoff Sullivan, Frode Weierud: Enigma Variations – An Extended Family of Machines. Cryptologia. Rose-Hulman Institute of Technology. Taylor & Francis, Philadelphia PA 22.1998,1 (Juli), S. 2ff, ISSN 0161-1194. Abgerufen: 26. März 2008. PDF; 0,1 MB
28. ↑ Jack Copeland: Enigma. S. 256. Abgerufen: 26. März 2008. PDF; 0,8 MB
29. ↑ ^{a b c d} Michael Smith: ENIGMA entschlüsselt – Die „Codebreakers“ von Bletchley Park. Heyne, 2000, ISBN 3-453-17285-X
30. ↑ Rudolf Kippenhahn: Verschlüsselte Botschaften, Geheimschrift, Enigma und Chipkarte. Rowohlt, Reinbek bei Hamburg 1999. ISBN 3-499-60807-3
31. ↑ ^{a b} Stephen Harper: Kampf um Enigma – Die Jagd auf U-559. Mittler, Hamburg 2001, ISBN 3-8132-0737-4
32. ↑ Jennifer Wilcox: Solving the Enigma - History of the Cryptanalytic Bombe. Center for Cryptologic History, NSA, Fort Meade (USA) 2001, S. 52. Abgerufen: 26. März 2008. PDF; 0,6 MB
33. ↑ Hans Herlin: Verdammter Atlantik – Schicksale deutscher U-Boot-Fahrer. Heyne, München 1985, S. 282. ISBN 3-453-00173-7.
34. ↑ Zbigniew Brzeziński: The Unknown Victors. S. 15–18 in Jan Stanisław Ciechanowski (Hrsg.): Marian Rejewski, 1905-1980 – Living with the Enigma Secret, 1. Aufl., Bydgoszcz, Bydgoszcz City Council, 2005, S. 18, ISBN 83-7208-117-4.
35. ↑ Władysław Kozaczuk, Jerzy Straszak, Enigma: How the Poles Broke the Nazi Code. Hippocrene Books, 2004, S. 74. ISBN 0-7818-0941-X.
36. ↑ James W. Mc Lendon: Information Warfare – Impact an Concerns. Forschungsbericht, Maxwell Air Force Base, Alabama 1994, S. 8. Abgerufen: 26. März 2008. PDF; 0,2 MB
37. ↑ Ted Enever: Britain's Best Kept Secret – Ultra's Base at Bletchley Park. Sutton Publishing Ltd, Januar 1994. ISBN 0-750-92355-5
38. ↑ BBC News: The Cambridge spy ring. Abgerufen: 26. März 2008.
39. ↑ Cipher A. Deavours, Louis Kruh: Machine Cryptography and Modern Cryptanalysis. Artech House, 1985, S. 40. ISBN 0-890-06161-0
40. ↑ Auguste Kerckhoffs: La cryptographie militaire. Journal des sciences militaires. Bd. 9, S. 5–38 (Jan. 1883) und S. 161–191 (Feb. 1883). Abgerufen: 26. März 2008. PDF; 0,5 MB
41. ↑ Claude Shannon: Communication Theory of Secrecy Systems. Bell System Technical Journal, Vol 28, 1949 (Oktober), S. 662. Abgerufen: 26. März 2008. PDF; 0,6 MB
42. ↑ C.H.O'D. Alexander: Method for testing „Holmes Hypothesis“ for U.D. Publikation, Bletchley Park 1998, S. 14. PDF; 0,1 MB Abgerufen: 26. März 2008.
43. ↑ Peter Twinn: The Abwehr Enigma in Francis Harry Hinsley, Alan Stripp: Codebreakers – The inside story of Bletchley Park. Oxford University Press, Reading, Berkshire 1993, S. 125. ISBN 0-19-280132-5
44. ↑ Alan Stripp: The Enigma machine in Francis Harry Hinsley, Alan Stripp: Codebreakers – The inside story of Bletchley Park. Oxford University Press, Reading, Berkshire 1993, S. 86. ISBN 0-19-280132-5
45. ↑ David H. Hamer: Enigma – Actions involved in the ’double stepping’ of the middle rotor. Publikation. Abgerufen: 26. März 2008. PDF; 0,1 MB
46. ↑ Jack Good: Enigma and fish. In Francis Harry Hinsley, Alan Stripp: Codebreakers – The inside story of Bletchley Park. Oxford University Press, Reading, Berkshire 1993, S. 158. ISBN 0-19-280132-5
47. ↑ David H. Hamer: G-312. An Abwehr Enigma. Cryptologia. Rose-Hulman Institute of Technology. Taylor & Francis, Philadelphia PA 24.2000,1 (Januar), S. 46. ISSN 0161-1194. Abgerufen: 26. März 2008. PDF; 1,1 MB
48. ↑ Frank Carter: The Abwehr Enigma Machine. Publikation, Bletchley Park. Abgerufen: 26. März 2008. PDF; 0,1 MB
49. ↑ Kris Gaj, Arkadiusz Orłowski: Facts and myths of Enigma: breaking stereotypes. Eurocrypt, 2003, p. 9. Abgerufen: 25. März 2008. PDF; 0,1 MB
50. ↑ Lothar-Günther Buchheim: Das Boot. Roman. dtv, München 1976. ISBN 3-423-01206-4
51. ↑ Kritik der Rhein-Zeitung. Abgerufen: 26. März 2008.
52. ↑ Tony Sale: Making the Enigma ciphers for the film „Enigma“. Abgerufen: 26. März 2008.
53. ↑ Polnische Proteste gegen den Film „ENIGMA“. Abgerufen: 26. März 2008.
54. ↑ Polnische Proteste gegen die Darstellung eines „polnischen Verräters“. Abgerufen: 26. März 2008.
55. ↑ Polnische Beiträge zum Bruch der ENIGMA. Abgerufen: 26. März 2008.

Verschlüsselungsmaschinen

ENIGMA | ENIGMA-M4 | Fialka | Heberns Electric Code Machine | Kryha | Lorenz SZ42 „Tunny“ | M-209 | NEMA | PURPLE | Schlüsselgerät 41 | Schlüsselgerät 39 | Siemens T52 „Sturgeon“ | Siemens T43 | SIGABA | TypeX 

 

Codeknacker von Bletchley Park

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