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Die monoalphabetischen Verfahren waren noch sehr einfach in der Umsetzung,
man ersetzte einfach das normale Alphabet durch ein frei gewähltes.
Allerdings wurden schon in der Antike Hilfsmittel für die Verschlüsselung
eingesetzt, wie beispielsweise für die Transpositionschiffren die
Skytale, ein einfacher Holzstab.
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Die Enigma in der Ausführung mit 3 Walzen
Die Enigma wurde zusätzlich zu den Rotoren noch mit einem sogenannten Reflektor, der, nachdem das elektrische Signal alle Rotoren durchlaufen hatte, eine weitere Substitution durchführte und das Signal in umgekehrter Reihenfolge wieder durch die Rotoren leitete, ausgestattet. Jeder Rotor wurde also zweimal durchlaufen. Weiterhin wurde noch ein Steckerbrett verwendet, das die Buchstaben vor und nach dem Durchlaufen der Rotoren noch ein weiteres Mal vertauschte. Die Enigma wurde in mehreren Ausführungen mit 3 oder 4 ("Marineausführung", auf U-Booten verwendet) Rotoren gebaut.
Insbesondere die Einführung des "Reflektors", durch den eigentlich eine Verbesserung der Sicherheit erreicht werden sollte, indem die Schlüssellänge dadurch vergrößert wird, daß das Signal nochmals rückwärts durch alle Rotoren geleitet wird, erwies sich als Fehler. Der Reflektor war nämlich so ausgelegt, daß niemals ein Buchstabe mit sich selbst verschlüsselt wird. Dies erscheint auf den ersten Blick nicht weiter schlimm, bei näherer Betrachtung zeigt sich jedoch, daß diese Information schon ein wesentliches dazu beitragen kann, den Klartext zu rekonstruieren.
Wenn der potentielle Angreifer nämlich weiß, daß ein
bestimmtes Wort im Text enthalten ist, kann er nämlich sofort sehen,
an welcher Position es nicht stehen kann. Ein Beispiel soll dies verdeutlichen:
Wir schlüpfen in die Rolle der Briten und wissen, daß das Wort
"U-Boot" im Text enthalten sein muß und haben den über Funk
übertragenen Befehl abgehört. Da kein Buchstabe des Wortes "U-Boot"
mit sich selbst verschlüsselt worden sein kann, können wir mögliche
Positionen des Wortes ausmachen und durch die dann mögliche Zuordnung
von Klartext zu Geheimtext Stück für Stück auf den Schlüssel
stoßen:
| Geheimtext: | NVGOXUBNKSLTPT |
| Vergleich: | UBOOT
UBOOT UBOOT UBOOT UBOOT UBOOT UBOOT UBOOT UBOOT UBOOT |
Wir haben also schon herausgefunden, daß das Wort "U-Boot" nur an 5 von 10 möglichen Stellen, nämlich an den schräg gedruckten, stehen kann.
Wir können zwar jetzt allein aus dieser Information noch nicht den Schlüssel oder den Geheimtext herleiten, jedoch haben wir wichtige Schritte in Richtung auf dieses Ziel gemacht. Außerdem kann man bei dieser sogenannten negativen Mustersuche noch wesentlich bessere Ergebnisse erzielen, wenn ein größerer Teil des Textes, also beispielsweise ein sehr langes Wort oder ein ganzer Abschnitt, bekannt ist.
Diese Schwachstelle alleine wäre nicht ausreichend gewesen, um den Code der Enigma zu knacken, jedoch gibt es noch ein ganze Reihe weiterer Schwachstellen, ganz abgesehen von groben Fehlern, die bei der Bedienung begangen wurden und so wichtige Details über die Schlüssel lieferten.
Die Polen begannen bereits 1927 Informationen über die Enigma zu sammeln, als "ihr Zoll eine Enigma abfing, die versehentlich an eine deutsche Firma in Polen geschickt wurde". Diese Entwicklung führte 1938 zur Entwicklung von Dechiffriergeräten, die die Schlüsselstellung der Enigma ermittelten. Diese Maschinen bekamen den Namen "Bombe". Ob sie diesen Namen wegen ihres Tickens erhielten oder weil ihre ursprüngliche Form an eine Eistorte, polnisch "bomba", erinnerte, darüber sind sich die Quellen uneins.
Weil weitere Einzelheiten der Enigmas, zum Beispiel die Beschaffenheit der Rotoren, bereits vorher analysiert worden waren, konnten die mit der Enigma verschlüsselten Funksprüche relativ leicht entschlüsselt werden. Erst 1939, nach mehreren Änderungen an der Enigma, mußten die Polen aufgeben und gaben ihre Ergebnisse an die Briten weiter, die ihre kryptanalytischen Bemühungen von 1938 an in Bletchley, einer Kleinstadt nördlich von London, in den als "Bletchley Park" bekannt gewordenen "General Communications Headquarters (GCHQ)" durchführten. Hier wurden nicht nur die Funksprüche der Enigmas, sondern auch mit der wesentlich komplexeren "Lorenzmaschine" SZ 42 verschlüsselten Nachrichten erfolgreich analysiert.
Zum Entschlüsseln der Nachrichten wurden von den Briten des weiteren eigens Röhrenrechenmaschinen gebaut. Der Colossus und der Nachfolgetyp Colossus Mark II, von dem insgesamt 10 Stück gebaut und in Bletchley genutzt wurden, gelten heute neben Konrad Zuses Relaisrechner Z3 und dem amerikanischen Röhrenrechner ENIAC als die ersten Computer.
Es gibt sogar Spekulationen, daß vor dem deutschen Luftangriff auf Coventry "ein entsprechender Funkspruch" abgehört und entschlüsselt worden sei, die Briten aber nicht reagierten, um den Deutschen nicht zu verraten, daß die Enigma geknackt worden war.
Aber auch die Tatsache, daß Hitler die deutschen Verschlüsselungsmaschinen Enigma und SZ 42 für absolut sicher hielt und die Deutschen auch kaum eigene Kryptanalyse betrieben, trug wesentlich dazu bei, daß das Geheimnis der Briten gewahrt blieb.
Die Entschlüsselung von Funksprüchen war es auch, die es im Juni 1944 den Alliierten ermöglichten, erfolgreich in der Normandie zu landen. Man wußte dadurch, daß die Deutschen glaubten, die Alliierten wollten den Kanal bei Calais überqueren; ein Gerücht, das diese vorher selbst gestreut hatten.
In Spekulationen über den Verlauf des Kriegs, wenn die Briten die deutschen Codes nicht hätten knacken können, wird davon ausgegangen, daß die Invasion der Alliierten erst später stattgefunden hätte und daß möglicherweise auch Atombomben auf Europa gefallen wären.
Auch nach dem Krieg wurden, bevor allgemein Computer Verwendung fanden, noch Verschlüsselungsmaschinen neu entwickelt. Das Bild zeigt ein Rotor-Chiffriergerät mit Zusatz-Lochstreifengerät der Bauart Hagelin-Cryptos Type H (hergestellt von 1963 bis 1965) und ein kleines Taschenchiffriergerät vom Typ Hagelin-Cryptos CD-57. Diese Nachkriegsentwicklungen werden hier jedoch nicht besprochen.
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