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Kryptologie

Die Enigma

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Beschreibungen, Artikel, Simulationen

[Externe Links]


Historische Daten

Einen umfassenden Überblick über die verschiedenen Enigma-Versionen und deren Varianten findet man im Buch von Pröse, siehe Literaturverzeichnis.

Ausländische Varianten


Besonderheiten der Enigma

Von den verschiedenen Versionen wird hier die »Wehrmachts-Enigma« beschrieben.

Bilder der gesamten Maschine sind hier (Wehrmachts-Enigma) oder hier (Marine-Enigma) oder extern, bei NOVA, zu sehen.

Laut Dienstvorschrift durften bei der Wehrmacht verschlüsselte Nachrichten nicht länger als 250 Zeichen sein - längere Texte mussten aufgeteilt und mit verschiedenen Spruchschlüsseln chiffriert werden.


Die Walzen der Enigma I

Die Tabelle zeigt das (damals) streng geheime Verdrahtungsschema der bei der Enigma I verfügbaren fünf drehbaren Walzen I bis V und der Umkehrwalzen A, B und C:

            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   AI  BM  CE  DT  FG  HR  JY  KS  LQ  NZ  OX  PW  UV
    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
(Umkehrwalze A in der kommerziellen Enigma und in der Wehrmachts-Enigma bis 1937.)


Die Fortschaltung der Walzen

... wird am folgenden Bild erläutert:

[Rotor-Fortschaltung]

Sicht auf die Walzen von hinten, d. h., die Drehung geht oben nach links. Sieht man die Enigma im Betrieb von vorne, so bewegt sich der im Einstellfenster sichtbare Positionsbuchstabe der Walze nach unten. Walze 1 ist der schnelle Rotor; sie wird bei jedem Schritt von dem von rechts ins Bild ragenden Arm eine Position weiterbewegt. Walze 3 bewegt sich in diesem Schritt nicht, da der Arm wegen der fehlenden Einkerbung von Walze 2 über das Zahnrad weggelenkt wird. Walze 2 dagegen bewegt sich, da die Kerbe von Walze 1 - in dem gezeichneten Ausschnitt zu sehen - gerade an der richtigen Stelle steht, um den Antriebsarm in das Zahnrad sinken zu lassen. Das ist ein sehr robuster Mechanismus. Aber er bewirkt eine Unregelmäßigkeit, die bei einem echten Zählwerk unbrauchbar wäre ...

Wenn dieser Weiterbewegungseffekt zwischen Walze 2 und 3 vorkommt, tritt die Unregelmäßigkeit der Walzenbewegung ein: Im vorangehenden Schritt bewegt sich Walze 2 in die Mitnahmeposition. Dann hätte sie eigentlich eine Ruhepause von 25 Schritten, da erst dann wieder die Einkerbung von Walze 1 an der richtigen Position ist. Allerdings drückt der Arm, der Walze 3 bewegt, ebenfalls auf die Kerbe von Walze 2 und nimmt diese mit. Daher bewegt sich Walze 2 gleich noch einen Schritt weiter. Das Bewegungsmuster von Walze 2 ist also wie folgt - 0 bedeutet keine Bewegung, 1 eine Bewegung um eine Position

   |<-- 25 mal Ruhe                             -->|
                                            Mitnahme | durch Walze 1
                                                     |
                                                     v
   ...
   0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1
   0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1
   0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1
-->1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 (Effekt von Walze 3)
   0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1
   0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1
   ...
Daher hat der Zustand der Walzen eine Periode von 26 mal 25 mal 26 = 16900 und eine Vorperiode zwischen 0 und 26 mal 26 = 676; insgesamt sind 17576 = 26³ Zustände möglich.

Zwischen Walze 1 und Walze 2 tritt dieser Effekt im Prinzip auch ein - er hat nur keine Auswirkung, da Walze 1 sich sowieso bei jedem Schritt eine Position weiterdreht; ob von einem oder von zwei Armen vorgeschoben, macht keinen Unterschied in der Bewegung.

Bei einem Tastendruck drehen sich übrigens zuerst die Walzen, danach wird der aufleuchtende Buchstabe - also sozusagen im Ruhezustand nach der Drehung - abgelesen. Strom wird nur für den Betrieb der Lampen verwendet, die Weiterschaltmechanik wird durch die Kraft des Tastendrucks angetrieben.


Autor: Klaus Pommerening, 14. Dezember 1999; letzte Änderung: 31. Januar 2008.