Die Chiffriermaschine Enigma

Seminar Kryptographie und SicherheitHannes Schwarz

bersicht

Geschichte der Enigma

Aufbau und Prinzip

Bedienung

Strken und Schwchen

Entschlsselung

Geschichte der Enigma

Arbeitsprinzip von Edward Hugh Hebern

23. Februar 1918 Patentanmeldung durch Dr. Arthur Scherbius

1923 stellte die Chiffriermaschinen AG die Enigma in Bern vor

1929 starb Scherbius bei einem Reitunfall

Willi Korn bernahm Entwicklung

Geschichte der Enigma

Ende der 20er verschwand Enigma vom Markt (Militr)

Erfolg durch Aufrstungsprogramme der Nazis

1934 kauften Dr.Rudolf Heimsoeth und Elsbeth Rinke die Firma

Zwischen 30.000 und 200.000 produzierte Maschinen

Erfolgreichstes Modell: Enigma I

Aufbau und Prinzip

3 wichtige Baueinheiten

Tastatur

Lampenfeld

Verschlsselungseinheit

Aufbau und Prinzip

Verschlsselungseinheit

3 austauschbare Walzen

Ringe

Umkehrwalze

Steckerbrett

Aufbau und Prinzip

Linke Seite einer Walze Rechte Seite einer Walze

Aufbau und Prinzip

Querschnitt einer Walze

Aufbau und Prinzip

Die Walzen

Aufbau und Prinzip

Die Enigma I

Aufbau und Prinzip

Bedienung

Tagesschlssel aus Codebuch

Maschine einstellen

Spruchschlssel whlen (3 Buchstaben) z.B. ABC

Spruchschlssel verdoppeln - ABCABC

Bedienung

Spruchschlssel chiffriert bertragen

Walzen auf Spruchschlssel stellen

Nachricht chiffrieren und bertragen

Strken der Enigma

polyalphabetische Substitution

kein Sprachsystem erkennbar

riesiger Schlsselraum ca. 77 Bit

Fr die damalige Zeit portabel (ca. 20kg)

Schlsselraum

Walzenlage (5*4*3)*2 120

Ringe 262 676

Grundstellung 263 17576

Steckerverbindung (10) 150.738.274.937.250

120 676 17576 150.738.274.937.250 = 214.917.374.654.501.238.720.000

Schwchen der Enigma

Umkehrwalze

fixpunktfreie Permutation

Verfahren involutorisch

Schlsselaustausch mit Codebchern

Die Regelungswut der Wehrmacht

Schwchen der Enigma

Verbote der deutschen Stellen

keine Walzenfolge wurde zweimal im Monat benutzt

keine Walze an der selben Stelle an zwei Tagen

zwei aufeinanderfolgende Buchstaben durften nicht gesteckert werden

Beispiel

4 Buchstaben - ABCD

4! = 24 verschiedene Alphabete

ABCD ABDC ACBD ACDB ADBC ADCBBACD BADC BCAD BCDA BDAC BDCACABD CADB CBAD CBDA CDAB CDBADABC DACB DBAC DBCA DCAB DCBA

Beispiel

Alle Alphabete ohne Fixpunkte

ABCD ABDC ACBD ACDB ADBC ADCBBACD BADC BCAD BCDA BDAC BDCACABD CADB CBAD CBDA CDAB CDBADABC DACB DBAC DBCA DCAB DCBA

Beispiel

Alle nicht involutorischen Flle streichen

ABCD ABDC ACBD ACDB ADBC ADCBBACD BADC BCAD BCDA BDAC BDCACABD CADB CBAD CBDA CDAB CDBADABC DACB DBAC DBCA DCAB DCBA

Es bleiben noch 3 mgliche Alphabete brig

Entschlsselung

1927 polnischer Zoll beschlagnahmt zivile Enigma

1930 Rejewski stellt Enigma-Gleichung auf

Spion H.T. Schmidt bergibt Geheimdokumente an Frankreich

bergabe der Dokumente an Polen

Rejewski enttarnt doppelten Spruchschlssel

Entschlsselung

1933 Enigma I-Verfahren gebrochen

mit Schmidts Material wurden Nachrichten entschlsselt

Bis 1936 Walzenwechsel nur 1/4 jhrlich

1937 Polen entwickeln Cyclometer

Entschlsselung

1938 ndert sich Betriebsvorsschrift

1938 Polen entwickeln Bomba

Dezember 1938 Einfhrung der 5 Walzen

Polnisches Verfahren nutzlos

Entschlsselung

Juli 1939 historisches Treffen der Polen, Englnder und Franzosen

bergabe von Nachbauten und allen Dokumenten

Turing konstruierte 1940 Turing-Bombe

Mai 1940: Deutsche chiffrieren Spruchschlssel nur einmal

Entschlsselung

Die Turing Bombe

Entschlsselung

Die Turing Bombe

Entschlsselung

Turing Bombe simulierte alle mglichen Walzen

Erfolg der Turing Bombe durch erwartete Wrter (cribs)

Wie kam man zu diesen Wrtern ?

Geheimtext-Geheimtext-Kompromittierung (kiss)

stereotyp abgefasste Funksprche

Kreativitt der Englnder (Gartenpflege)

Entschlsselung

BHNCTEETKOBIIODWFBTZGCYEHQQJTWOYNBDXHQBALHTSSDPWGWWETTER WETTER WETTER WETTER ....

TEWWER

Entschlsselung

Februar 1942 wurde auf U-Booten Enigma M4 eingefhrt

Black-out bis November

November 1942 erbeutet englische Marine das U-Boot U-559 und dessen Geheimunterlagen

1943 ca. 80.000 Nachrichten/Monat entschlsselt

Zusammenfassung

Kein Zeichen wird in sich selbst berfhrt

Spruchschlssel wurde zweimal hintereinander an den Anfang geschrieben

stereotype Nachrichten z.B. ANX am Anfang

Grundschlssel wurden durch militrische Eroberungen bekannt

gleiche Nachricht mit 2 Verfahren chiffriert

Viel Material durch starken Einsatz der Enigma

Nach 1945...

Deutschland und Schweiz produzierten noch Enigmas

Verkauf nach Sdafrika, Sdamerika, Naher Osten

Ansonsten leider wenig bekannt

Die Enigma

Vielen Dank fr Ihre Aufmerksamkeit.