Die Enigma-Chiffre war eine Feldchiffre, die von den Deutschen im Zweiten Weltkrieg verwendet wurde. Enigma ist eine der berühmtesten Verschlüsselungsmaschinen der Geschichte. Die erste Enigma-Maschine wurde am Ende des Ersten Weltkriegs von einem deutschen Ingenieur namens Arthur Scherbius erfunden. Es wird seit den frühen 1920er Jahren kommerziell genutzt und wurde vor und während des Zweiten Weltkriegs auch von Militär und Regierungsdiensten einer Reihe von Ländern, einschließlich Deutschland, zur Übertragung verschlüsselter Nachrichten verwendet. Es wurden viele verschiedene Enigma-Modelle hergestellt, aber das deutsche Militärmodell und die deutsche "Enigma"-Chiffre sind die bekanntesten und am meisten diskutierten.
Cracking the Enigma Chiffre während des Zweiten Weltkriegs
Einige Historiker glauben, dass die Entschlüsselung der Enigma-Chiffre der wichtigste Sieg der Alliierten während des Zweiten Weltkriegs war. Die Enigma-Maschine ermöglichte Milliarden von Möglichkeiten, Nachrichten zu verschlüsseln, was es anderen Ländern unglaublich schwer machte, deutsche Codes während des Zweiten Weltkriegs zu knacken. Für eine Weile schien der Code unverwundbar. Dann Alan Turing undAndere Forscher nutzten mehrere Schwachstellen in der Implementierung des Enigma-Codes aus und verschafften sich Zugang zu deutschen Codebüchern, wodurch sie eine Maschine namens Bombe erstellen konnten. Sie half dabei, die schwierigsten Versionen von Enigma zu knacken. Polen hat 2007 zu Ehren des 75. Jahrestages der Entschlüsselung der Enigma-Chiffre eine Münze herausgegeben - 2 Złoty aus Nordgold. In der Mitte befindet sich das polnische Wappen und im Kreis ein Enigma-Rad.
Die Bedeutung des Brechens der Chiffre für Verbündete
Einige Historiker glauben, dass der Enigma-Hack der wichtigste Einzelsieg der Alliierten während des Zweiten Weltkriegs war. Mit den von den Deutschen entschlüsselten Informationen konnten die Alliierten viele Angriffe verhindern. Aber um den Verdacht zu vermeiden, dass sie einen Weg gefunden hatten, die Nachrichten zu entschlüsseln, mussten die Alliierten einige Angriffe zulassen, obwohl sie das Wissen hatten, sie zu stoppen. Dies wird in dem 2014 erschienenen Film „The Imitation Game“beschrieben.
Maschine "Enigma": Beschreibung, Komponenten
Die Enigma-Maschine besteht aus mehreren Teilen, darunter Tastatur, Platine, Rotoren und interne elektronische Sch altkreise. Einige von ihnen haben zusätzliche Funktionen. Verschlüsselte Nachrichten waren eine Reihe von Buchstaben, die sich beim Entschlüsseln in einen klaren Satz verwandelten. Enigma-Maschinen verwenden eine Form der Substitutionsverschlüsselung. Substitutionsverschlüsselung ist eine einfache Möglichkeit, Nachrichten zu verschlüsseln, aber solche Codes sind ziemlich leicht zu knacken. Aber die Enigma-Maschine ist so konstruiert, dass der richtige Rotor vorrückteine Position unmittelbar nach dem Drücken der Eingabetaste. Somit beginnt die Verschlüsselung der Buchstaben tatsächlich, während sich die Rotoren in der Position vor AAA befinden. Normalerweise ist diese Position AAZ.
Wie die Enigma-Chiffre funktioniert
Ein einfaches Beispiel für ein Substitutions-Verschlüsselungsschema ist die Caesar-Chiffre. Es besteht darin, die Stelle jedes Buchstabens des Alphabets zu ändern. Wenn zum Beispiel um 3 Stellen verschoben, wird der Buchstabe A den Platz von G einnehmen. Aber die Enigma-Maschinenchiffre war zweifellos viel leistungsfähiger als die einfache Caesar-Chiffre. Sie verwenden eine Form von Substitutions-Chiffren, aber jedes Mal, wenn ein Buchstabe mit einem anderen verglichen wurde, änderte sich das gesamte Codierungsschema. Varianten von Enigma-Chiffren - auf dem Foto unten.
Nach dem Drücken jeder Taste bewegen sich die Rotoren und leiten den Strom auf einem anderen Weg zu einem anderen offenen Buchstaben. Somit wird für den ersten Tastendruck eine Codierung erzeugt und für den zweiten Tastendruck eine andere. Dies erhöht die Anzahl der möglichen Codierungsoptionen erheblich, da sich bei jedem Tastendruck auf der Enigma-Maschine die Rotoren drehen und der Code geändert wird.
Das Prinzip der Enigma-Maschine
Wenn eine Taste auf der Tastatur gedrückt wird, bewegen sich ein oder mehrere Rotoren, um eine neue Rotorkonfiguration zu bilden, die einen Buchstaben als einen anderen codiert. Strom fließt durch die Maschine und ein Licht auf der Lampenplatine leuchtet auf, um den Ausgangsbuchstaben anzuzeigen. Ein Beispiel für eine Enigma-Chiffre sah so aus: Wenn die P-Taste gedrückt wird und die Enigma-Maschine diesen Buchstaben als A kodiert, weiterdas Lampenfeld leuchtet auf A. Jeden Monat erhielten Enigma-Bediener Codebücher, die angaben, welche Einstellungen jeden Tag verwendet würden.
Verschlüsselungsschema
Die Sch altung ähnelte einem altmodischen Telefonsch altfeld mit zehn Drähten, wobei jeder Draht zwei Enden hat, die in eine Buchse gesteckt werden können. Jedes Steckerkabel kann zwei Buchstaben paaren, indem ein Ende des Kabels mit einem Buchstabenschlitz und das andere Ende mit dem anderen Buchstaben verbunden wird. Die zwei Buchstaben in dem Paar werden vertauscht, wenn also B mit G verbunden wird, wird G zu B und B wird zu G. Dies bietet eine zusätzliche Verschlüsselungsebene für das Militär.
Nachrichtenkodierung
Jeder Maschinenrotor hat 2626 Zahlen oder Buchstaben. Die Enigma-Maschine kann drei Rotoren gleichzeitig verwenden, aber diese können aus fünf Sätzen geändert werden, was zu Tausenden von möglichen Konfigurationen führt. Der "Schlüssel" der Enigma-Chiffre besteht aus mehreren Elementen: den Rotoren und ihrer Reihenfolge, ihren Anfangspositionen und dem Verschiebungsschema. Unter der Annahme, dass sich die Rotoren von links nach rechts bewegen und der Buchstabe A verschlüsselt werden soll, befindet sich jeder Rotor in seiner ursprünglichen Position – AAA, wenn der Buchstabe A verschlüsselt wird. Wenn sich die Rotoren von links nach rechts bewegen, geht der Buchstabe A zuerst durch den dritten. Jeder Rotor führt einen Austauschvorgang durch. Nachdem das Zeichen A das dritte durchlaufen hat, wird es daher als B ausgegeben. Jetzt wird der Buchstabe B durch den zweiten Rotor eingegeben, wo es durch J ersetzt wird, und im ersten J wird es in Z geändert. Nachdem die Enigma-Chiffre durchlaufen wurdeDurch alle Rotoren geht es zum Deflektor und durchläuft einen weiteren einfachen Austausch.
Schlüssel zum Entschlüsseln von Nachrichten
Nach dem Verlassen des Reflektors wird die Nachricht in entgegengesetzter Richtung durch die Rotoren gesendet, wobei eine umgekehrte Ersetzung angewendet wird. Danach wird das Symbol A zu U. Jeder Rotor auf der Felge hat ein Alphabet, sodass der Bediener eine bestimmte Reihenfolge festlegen kann. Beispielsweise könnte der Bediener den ersten Rotor drehen, um D anzuzeigen, den zweiten drehen, um K anzuzeigen, und den dritten Schlitz drehen, um P anzuzeigen. Mit dem anfänglichen Satz von drei Zahlen oder Buchstaben, die auf dem Gerät des Absenders angezeigt werden, wenn er mit dem Eingeben der Nachricht beginnt, der Empfänger kann es entschlüsseln, indem er seine identische Enigma-Maschine auf die anfänglichen Absendereinstellungen einstellt.
Nachteile des Enigma-Verschlüsselungsverfahrens
Der Hauptnachteil der Enigma-Chiffre war, dass der Buchstabe niemals so verschlüsselt werden konnte, wie er ist. Mit anderen Worten, A wird niemals als A codiert. Dies war ein großer Fehler im Enigma-Code, da er eine Information lieferte, die zum Entschlüsseln von Nachrichten verwendet werden konnte. Wenn Decoder das Wort oder die Phrase erraten könnten, die wahrscheinlich in der Nachricht erscheinen würden, würden diese Informationen ihnen helfen, den Code zu entschlüsseln. Da die Deutschen die Wettermeldung immer am Anfang schickten und meist einen Satz mit ihrem traditionellen Gruß am Ende der Nachricht einschlossen, wurden Sätze gefunden, die sich annähernDecoder zu enträtseln.
Auto von Alan Turing und Gordon Welchman
Alan Turing und Gordon Welchman entwickelten eine Maschine namens Bombe, die elektrische Sch altungen verwendete, um eine Enigma-codierte Nachricht in weniger als 20 Minuten zu entschlüsseln. Die Bombe-Maschine versuchte, die Rotoreinstellungen und die Sch altkreise der Enigma-Maschine zu bestimmen, die zum Senden einer bestimmten codierten Nachricht verwendet wurden. Das Standardfahrzeug der britischen Bombe bestand im Wesentlichen aus 36 miteinander verbundenen Enigma-Fahrzeugen. So modellierte sie gleich mehrere Enigma-Maschinen.
Wie die Bombe aussah
Die meisten Enigma-Maschinen hatten drei Rotoren, und jeder der Enigma-Simulatoren in Bombe hatte drei Trommeln, eine für jeden Rotor. Die Trommeln der Bombe waren farbcodiert, um dem Rotor zu entsprechen, den sie simulierten. Die Trommeln wurden so angeordnet, dass die obere der drei den linken Rotor der Enigma simulierte, die mittlere den mittleren Rotor und die untere den rechten Rotor. Für jede vollständige Drehung der oberen Walzen wurden die mittleren Walzen um eine Position erhöht, dasselbe geschah mit den mittleren und unteren Walzen, wodurch sich die Gesamtzahl der Positionen auf 17.576 Positionen der 3-Rotor-Enigma-Maschine erhöhte.
Decoder funktioniert
Für jede Rotorkonfiguration machte die Bombe-Maschine bei jeder Drehung der Trommeln eine Annahme über den Sch altungsaufbau, zum Beispiel, dass A mit Z verbunden ist. Wenn sich die Annahme als falsch herausstellte, lehnte die Maschine ab es und benutzte es nicht wieder und verbrachte keine Zeit mit der Überprüfungeines davon später. Die Bombe-Maschine verschob die Rotorpositionen und wählte eine neue Schätzung und wiederholt diesen Vorgang, bis eine zufriedenstellende Einstellanordnung erscheint. Wenn die Maschine "erraten" hat, dass A mit Z verbunden ist, dann hat sie verstanden, dass B mit E verbunden sein muss, und so weiter. Wenn der Test keinen Widerspruch ergab, würde die Maschine anh alten und der Decoder würde die ausgewählte Konfiguration als Schlüssel für die Nachricht verwenden.
