Enigma-Simulator

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Die Maschine hatte nur die 26 Buchstabentasten; Leerzeichen, Ziffern und Satzzeichen werden daher nicht getippt. Bediener schrieben Zahlen aus und setzten X für einen Punkt.

Ausgabe

BDZGO

5 Buchstaben eingegeben

Zum Entschlüsseln stellen Sie dieselben Walzen, Ringstellungen, Steckerverbindungen und Startposition ein und geben den Geheimtext ein — die Enigma ist ihre eigene Umkehrung.

So verwenden Sie den Enigma-Simulator

1. 1. Stellen Sie die Maschine ein. Wählen Sie die Umkehrwalze und dann für jeden Steckplatz — links, Mitte, rechts — die Walze, ihre Ringstellung und den Buchstaben, der zu Beginn im Fenster steht.
2. 2. Stecken Sie das Steckerbrett. Geben Sie bis zu zehn Buchstabenpaare ein, etwa AV BS CG; jedes Paar vertauscht zwei Buchstaben auf dem Weg hinein und wieder heraus.
3. 3. Tippen Sie die Nachricht, im Feld oder auf den Tasten. Die Maschine hatte nur 26 Buchstabentasten, daher werden Leerzeichen, Ziffern und Satzzeichen übersprungen — Bediener schrieben Zahlen aus und setzten X für einen Punkt.
4. 4. Sehen Sie zu, wie sie arbeitet. Die Fenster zeigen die Walzen nach dem letzten Tastendruck, das Lampenfeld leuchtet den letzten Buchstaben auf, und Signalweg und Protokoll verfolgen jeden Tastendruck.
5. 5. Entschlüsseln Sie mit denselben Einstellungen. Stellen Sie dieselben Walzen, Ringstellungen, Steckerverbindungen und Startposition ein und geben Sie den Geheimtext ein. Die drei Beispiele laden veröffentlichte Testfälle.

So arbeitet die Enigma I

Ein Tastendruck bewirkt zwei Dinge, in dieser Reihenfolge. Zuerst schalten die Walzen weiter: Die rechte Walze rückt immer um eine Position weiter, und eine Kerbe an ihrem Ring nimmt bei jeder Umdrehung einmal die mittlere Walze mit. Dann fließt der Strom von der Taste über das Steckerbrett, die drei Walzen von rechts nach links, die Umkehrwalze, die Walzen erneut von links nach rechts und wieder über das Steckerbrett und lässt eine Lampe aufleuchten.

Jede Walze ist eine feste Verdrahtung des Alphabets, und das Weiterschalten dreht sie gegen die Buchstaben, sodass dieselbe Taste jedes Mal eine andere Lampe aufleuchten lässt. Die Umkehrwalze verbindet Buchstaben paarweise, was die Maschine zu sich selbst invers macht — und bedeutet, dass kein Buchstabe jemals zu sich selbst verschlüsselt wird. Mit den Walzen I, II und III, der Umkehrwalze B, den Ringstellungen AAA und der Startposition AAA leuchten beim Tippen von AAAAA die Lampen B, D, Z, G und O auf: die übliche erste Prüfung jedes Enigma-Simulators.

Ringstellungen und Doppelschritt

Die Ringstellung dreht die Verdrahtung gegen den beschrifteten Ring, während die Kerbe bei den Buchstaben bleibt. Mit den Ringen BBB statt AAA ergeben dieselben fünf Tastendrucke EWTYX.

Die mittlere Walze hat eine berühmte Eigenheit: Erreicht sie ihre eigene Übertragsstellung, schaltet sie beim nächsten Tastendruck erneut weiter und nimmt die linke Walze mit. Ausgehend von ADU mit den Walzen I, II und III zeigen die Fenster nacheinander ADV, AEW, dann BFX — die mittlere Walze ging von D auf E und gleich weiter auf F. Laden Sie das Beispiel Der Doppelschritt, um es zu sehen.

Beispiel: Eine Nachricht mit Ringen und Steckerbrett

Eine vollständige Nachricht lädt das Beispiel aus dem Enigma-Artikel der deutschen Wikipedia: Umkehrwalze B, Walzenlage I IV III, Ringstellungen 16 26 08 (P Z H) und Stecker AD CN ET FL GI JV KZ PU QY WX. Der Bediener wählte die Startposition QWE, tippte seinen Nachrichtenschlüssel RTZ, sah EWG und sendete QWE EWG unverschlüsselt.

Der Empfänger stellt QWE ein, tippt EWG und liest RTZ von den Lampen ab. Auf RTZ eingestellt wird der Geheimtext EJZLB SYEQP DWDUE EJJOU PSOFL B… zu XAACH ENXAA CHENX ISTGE RETTE T…: Aachen ist gerettet — mit X für Leerzeichen und Punkte, dem doppelt geschriebenen Ortsnamen und CH als Q geschrieben, den Konventionen deutscher Militärnachrichten.

Die Enigma knacken: Rejewski, Bletchley Park und Turing

Arthur Scherbius meldete sein Walzenmaschinen-Patent 1918 an und verkaufte die erste kommerzielle Enigma 1923. Die deutsche Marine übernahm 1926 eine modifizierte Version, das Heer ergänzte 1928 das Steckerbrett, und die Enigma I war ab 1930 im Einsatz. Polnische Mathematiker knackten sie zuerst: Um Dezember 1932 rekonstruierte Marian Rejewski vom polnischen Chiffrierbüro mithilfe der Permutationstheorie und mit Tagesschlüsseln, die die Franzosen von einem deutschen Spion, Hans-Thilo Schmidt, erhalten hatten, die Verdrahtung der Walzen. Zusammen mit Jerzy Różycki und Henryk Zygalski baute er die Zygalski-Blätter und die elektromechanische bomba, um die Tageseinstellungen zu finden, und im Juli 1939 teilten die Polen in Pyry bei Warschau alles mit französischen und britischen Kryptologen.

In Bletchley Park entwarf Alan Turing die britische Bombe, die Walzeneinstellungen gegen ein Crib prüfte — Klartext, den die Codebrecher in einer Nachricht erwarteten — und Gordon Welchmans Diagonalbrett machte sie weit wirksamer; die erste Bombe wurde im März 1940 installiert. Da kein Buchstabe sich selbst verschlüsselt, konnte ein erratenes Wort nicht dort stehen, wo ein Buchstabe auf sich selbst abgebildet würde, was half, Cribs zu platzieren. Die Erkenntnisse aus Enigma und anderen Chiffren, unter dem Codenamen Ultra, waren eine erhebliche Hilfe für die Alliierten.

War die Enigma sicher?

Auf dem Papier war sie stark: Drei von fünf Walzen in Reihenfolge, ihre Startpositionen und zehn Steckerpaare ergeben 158.962.555.217.826.360.000 Einstellungen — etwa 1,6 × 10²⁰ oder 67 Bit — vor den Ringstellungen. Sie fiel wegen ihres Entwurfs und ihres Gebrauchs: Kein Buchstabe wurde zu sich selbst, Bediener sendeten vorhersehbare Floskeln, und bis Mai 1940 schrieben sie jeden Nachrichtenschlüssel zweimal. Heute kann ein Computer Enigma-Einstellungen allein aus dem Geheimtext ermitteln; dieser Simulator dient daher dem Lernen, nicht der Geheimhaltung.

Häufig gestellte Fragen

Wie funktioniert eine Enigma-Maschine?

Jeder Tastendruck schaltet zuerst die Walzen weiter und schickt dann Strom über das Steckerbrett, drei Walzen, eine Umkehrwalze, die Walzen in umgekehrter Richtung und wieder über das Steckerbrett, um eine Lampe aufleuchten zu lassen. Da sich die Walzen bei jedem Tastendruck bewegen, wird jeder Buchstabe mit einem anderen Alphabet verschlüsselt, sodass sich ein wiederholter Buchstabe im Klartext im Geheimtext nicht wiederholt.

Was ist die Doppelschritt-Anomalie der Enigma?

Die mittlere Walze schaltet bei zwei Tastendrücken hintereinander weiter, wenn sie ihre eigene Übertragsstellung erreicht: einmal, wenn die rechte Walze sie dorthin mitnimmt, und erneut beim nächsten Tastendruck, wenn sie die linke Walze mitnimmt. Ausgehend von ADU mit den Walzen I, II und III zeigen die Fenster ADV, AEW, BFX. Viele Simulatoren machen das falsch; dieser wird daran getestet.

Warum kann die Enigma keinen Buchstaben zu sich selbst verschlüsseln?

Wegen der Umkehrwalze: Sie verbindet einen Buchstaben immer mit einem anderen, sodass der Strom auf einem anderen Draht zurückkehrt und die aufleuchtende Lampe nie die gedrückte Taste ist. Dadurch war die Maschine selbstreziprok, doch es verriet den Codebrechern auch, wo ein erratenes Wort nicht stehen konnte.

Wie entschlüssele ich eine Enigma-Nachricht?

Stellen Sie dieselbe Umkehrwalze, Walzenlage, Ringstellungen, dasselbe Steckerbrett und dieselbe Startposition ein, die der Absender verwendet hat, und geben Sie dann den Geheimtext ein: Die Lampen buchstabieren den Klartext. Kriegsnachrichten enthielten außerdem einen verschlüsselten Nachrichtenschlüssel; der Empfänger entschlüsselte zuerst diesen Schlüssel und stellte dann die Walzen darauf ein.

Wer hat den Enigma-Code geknackt?

Der erste Bruch gelang Polen: Marian Rejewski rekonstruierte um Dezember 1932 die Verdrahtung der Walzen und las zusammen mit Jerzy Różycki und Henryk Zygalski jahrelang vor dem Krieg den Enigma-Verkehr. Ab 1939 ging die Arbeit in Bletchley Park weiter, wo Alan Turing, Gordon Welchman und Tausende andere — viele davon Frauen, die die Bomben bedienten — sie zu einem industriellen Verfahren machten.