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Die Maschine





Anleitung


Oben den Text eingeben, Walzen einstellen Verschlüsseln. Zum Entschlüsseln den cheffrierten Text aus dem unteren, wieder in den oberen Kasten kopieren, Walzen entsprechend (wie beim erstenmal) einstellen, da sie sich automatisch verstellen und fertig ist der Lack.



Autor


Vielen Dank an "Vollautomatisch" bei kostenlose-javascripts für diese tolle Programmierung!


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Quelle: Wikipedia

Bild:
180px-EnigmaMachineLabeled.jpg

Autor: (Autoren)

Das Material unterliegt der GNU-Lizenz für freie
Dokumentation

ENIGMA

  • [Geschichte]


  • [Prinzip]


  • [Aufbau]


  • [Funktion]


  • [Quelle]




  • 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“ (a????µa) kommt aus dem Griechischen und bedeutet Rätsel.

    Geschichte

    Als Erfinder der ENIGMA gilt der promovierte deutsche Elektroingenieur Arthur Scherbius (1878–1929) (Foto von Scherbius auf der Webseite der NSA), der hierzu am 23. Februar 1918 ein erstes Patent (Chiffrierapparat DRP Nr. 416 219) anmeldete. Zur Fertigung der Maschine wurde am 9. Juli 1923 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 – zum Kauf angeboten. Gegen Ende der 1920er Jahre zeigten militärische Stellen verstärkt Interesse, so dass 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. Im Jahr 1934 erwarben Rudolf Heimsoeth und Elsbeth Rinke die ehemalige Firma Scherbius, die unter dem neuen Firmennamen Heimsoeth & Rinke die Fertigung der ENIGMA in Berlin fortsetzte. Die nationalsozialistische Herrschaft hatte bereits begonnen. Da im Zuge der Aufrüstung ein zuverlässiges Verschlüsselungssystem gebraucht wurde, stand dem Erfolg der ENIGMA nun nichts mehr im Wege.

    Man schätzt, dass während des Zweiten Weltkriegs mehr als 30.000 Maschinen produziert wurden, einige Schätzungen reichen bis 200.000 Stück. 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.


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    Prinzip

    Die ENIGMA I wiegt etwa 10 kg und ihre Abmessungen betragen (LxBxH) 310 mm x 255 mm x 130 mm. Sie sieht auf den ersten Blick aus wie eine Schreibmaschine und besteht im Wesentlichen aus der Tastatur, einem Walzensatz von drei austauschbaren Walzen (Rotoren mit einem Durchmesser von etwa 100 mm) sowie 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 kryptographisch stark ist, dass aufgrund der Rotation der Walzen jeder Buchstabe auf eine andere Weise verschlüsselt wird. Der Kryptograph spricht von vielen unterschiedlichen (Geheim-) „Alphabeten“, die zur Verschlüsselung benutzt werden und bezeichnet dies als polyalphabetische Substitution. Im Gegensatz dazu verwendet eine einfache 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.


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    Aufbau

    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 (DRP Nr. 452 194, angemeldet am 21. März 1926) 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 zeigt das (damals) streng geheime Verdrahtungsschema der bei der ENIGMA I verfügbaren fünf drehbaren Walzen I bis V und der beiden Umkehrwalzen 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 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 Wiederverlassen 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 
    



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    Funktion

    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. Der Strom wird 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.

    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.

    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.

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    Quellenangabe


    Quelle: Wikipedia, Eintrag: Enigma (Autoren), Der Inhalt unterliegt der GNU-Lizenz für freie Dokumentation (Lizenz lesen)