Enigma

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Die Enigma ist mehr oder weniger eine Stabmixer-Schlüsselmaschine, die irgendwann im 19. Jahrhundert im Gebiet der heutigen Bananenrepublik Deutschland entwickelt wurde. Die ursprünglich aus Langeweile erdachte Konstruktion kann heutzutage z.B. noch im Deutschen Museum in München (das ist kurz vor den Alpen, wo auch die Milkakuh herkommt) besichtigt werden. Sie spielte im 2. Weltkrieg eine wichtige Rolle bei der Verwirrung der Feinde, sowie zum Zeitvertreib der Wartenden in den Luftschutzkellern.

Weitläufige Meinungen, das Wort "Enigma" käme aus dem Griechischen und hieße "Rätsel" sind falsch. Tatsächlich erfand Michael Cretu dieses Wort, indem er eine Pop-Gruppe so benannte, die ebenfalls unverständliches Zeug von sich gab. Adolf Hitler hörte diese Musik aber sehr gerne und so kam die Maschine dann zu ihrem Namen.

Geschichte

Nach der Schlacht um Waterloo (oder der am kalten Buffet), bei der die Deutschen zwar nicht beteiligt waren, überlegten ein paar gelangweilte Wissenschaftler, mit welcher Neuerung man richtig Geld verdienen konnte. Eine Maschine sollte her, die sinnfreie Texte so verdreht, dass der Feind der Meinung sein sollte, hier wichtige Nachrichten in verschlüsselter Form zu erhalten. Somit würde der Feind sich mehr mit dem Entschlüsseln beschäftigen als mit der eigentlichen Kriegsführung.

Prinzip

Die Enigma besteht aus einem Holzkasten mit vielen unnützen Walzen, Drähten und einer ausrangierten Computertastatur. Wegen Ressourcenknappheit mussten chinesische Tastaturen importiert werden, die dann umbeschriftet wurden. Dadurch ergibt sich eine Anordnung, ähnlich der heutigen PC-Tastaturen, die aber ganz anders ist.

Damit es bunter wird, wurden noch ein paar Lampen dazugebaut, die zeitweilig auch mal leuchten. Wichtig sind die Walzen, die sich drehen lassen. Insgesamt sind bei einer typischen Enigma I genau vier Walzen verbaut, wobei sich aber aufgrund eines Konstruktionsfehlers nur drei drehen lassen. Aber da man genügend Austauschwalzen produzierte, fiel das nicht weiter auf, da der Anwender nach Belieben die funktionstüchtigen Walzen austauschen konnte.

Auf den Walzen befinden sich viele Drähte, die sich durch Verdrehen der einzelnen Walzen und sogenannter Ringe, die zwischen den Walzen verbaut sind immer an anderer Stelle berühren und damit den Strom, einer in der Maschine verbauten Batterie einen durch die Walzenlage bestimmten Weg nimmt. Somit ist jedem Buchstaben auf der Vorderseite ein bestimmter Weg durch die Maschine vorgegeben.
Gibt man also in die Maschine ein Wort wie „Hgrmoift“ ein, erhält man durch die Verschlüsselung ein Wort wie “Nislurby

Funktion

Auf die Anbringung von Zahlen wurde verzichtet, da das Urheberrechtsverletzungen mit „Sudoku“ gegeben hätte.
Nach jedem Druck auf einen Buchstaben drehen sich die Walzen in der Enigma, so dass immer mehr Unsinn dabei rauskommt. Möchte man nun entschlüsseln, stellt man die Maschine auf den Kopf. Das klappt zwar nicht, sieht aber lustig aus. Man muss auch noch wissen, welche Walze wo eingesetzt werden muss.
Die Walzenbelegung wurde daher im 2. Weltkrieg vorher festgelegt. Z.B. Montag auf Position A die Walze I, auf Position B die Walze II usw. Anfangs standen fünf Walzen zum Wechseln zur Verfügung, bei späteren Modellen auch mehr.

Die Einzelteile der Maschine werden so zusammengesetzt, bis alle Teile verbaut sind und nichts mehr klappert. Das geht so ähnlich wie bei Kinderüberraschnug.
Später gab es noch eine sogenannte Umkehrwalze, die den Strom noch einmal zurückschickte, was allerdings kryptografische Schwächen erzeugte, da der Strom beim zurückfliessen konstruktionsbedingt nicht mehr den gleichen Weg durch die Maschine nehmen kann. Also kann ein „U“ nicht mehr zu einem „U“ werden. Das ist aber egal, da das 3. Reich den 2. Weltkrieg sowieso verloren hat.

Um der chinesischen Pruduktpiraterie aus dem Weg zu gehen, konnte man aber noch die Übertragungsringe zwischen den Walzen verdrehen, deren Grundstellung ebenfalls bekannt sein musste. Man brachte dann auch noch ein Steckbrett an, da die chinesischen Tastaturen je nach Produktionszeitraum in der Belegung abwichen. Somit musste also auch die Steckerbelegung bekannt sein.

  • Es ergibt sich eine Schlüssellänge der Enigma I aus der Walzenlage (fünf Walzen auf drei möglichen Positionen und zwei Umkehrwalzen auf einer Position ergibt 5x4x3x2=120 das sind etwa 7bit.
  • Die 26 Ringstellungen (für die 26 Buchstaben des damals bekannten Alphabetes) sind zwischen der ersten und zweiten Walze, sowie der zweiten und dritten Walze entscheidend. Das ergibt 26² Stellungen, also 676 Ringstellungen, das sind etwa 9bit.
  • Darüber hinaus ist noch die Grundstellung der Walzen wichtig, da sich diese ja bei jedem neu getippten Buchstaben weiterdreht. Drei Walzen mit je 26 Buchstaben ergibt damit 26³ Grundstellungen = 17576 Grundstellungen. Das ist etwa 14bit.
  • Zu guter letzt noch die Steckverbindungen. Möglich sind 13 Verbindungen zwischen den 26 Buchstaben. Wenn man aber den ersten Stecker steckt, bleiben für die restlichen Stecker noch 25 Plätze über und weiter. Damit kommt die Gaußsche Summenformel zum Tragen: [math](26−2n+2)·(26−2n+1)/2[/math]

Dadurch ergeben sich mehr als 150 Billionen Möglichkeiten, also etwa 47bit.

Alles zusammen macht das 2x10²³ Möglichkeiten und damit etwa 77bit. Das ist genauso einfach wie die Programmierung in C.

Knacken des Codes

Die Gegner des dritten Reichens haben auch wie geplant viele Wissenschaftler damit beschäftigt, die Codierung zu knacken. Einem Polen (Mariannnnnne Kroblyskyxic oder so ähnlich) gelang schließlich den Code zu knacken (seit dem sind die Polen Spezialisten im knacken deutscher Technologie, was heute allerdings nur noch bei Autos Anwendung findet).
A. Hitler brachte sich nach Bekanntwerden dieser Neuigkeit um und beendete damit den 2. Weltkrieg.

Heutige Anwendung

Es existieren nur noch wenige funktionstüchtige Maschinen. Prominentestes Beispiel ist Edmund Stoiber, der darauf seinen Erfolg in Brüssel stützt. Er tippt seine Reden, inklusive aller "ähhs" und "öhhs" in seine Enigma und lässt das Ergebnis anschließend von seinem Dolmetscher übersetzen. Im europäischen Parlament besitzt Edmund Stoiber dadurch hohes Ansehen und ist dort bekannt für sehr eindrucksvolle Reden.

Heute lachen wir über solche Maschinen, ist doch ein normales Rubiks Zauberwürfel-trainiertes Kind in der Lage in Sekunden die Verschlüsselungen zu knacken, zumal, wenn man ihm ein Überraschungs-Ei dafür verspricht.

Weblinks

Kinderüberraschung [1] Legoland [2]