Enigma-Walzen

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Der Walzensatz der Enigma I besteht aus drei rotierenden Walzen und der Umkehrwalze B (links). Der Ring der mittleren Walze ist hier auf 01 eingestellt (siehe rotes Dreieck in der Mitte des Bildes). Dazu wurde der gefederte Stift nach rechts seitlich herausgezogen und der nun frei auf dem Walzenkörper bewegliche Ring passend gedreht, bis das rote Dreieck auf die hier vorgeschriebene „Ringstellung 01“ zeigte. Bei Loslassen rastet der Stift in die Bohrung bei 01 ein (eine „leere“ ist darüber rechts neben 02 gut zu sehen). Dadurch wird der Ring arretiert und die vorgeschriebene Ringstellung ist eingestellt.

Seit den 1930er Jahren benutzten verschiedene Armeen zur Verschlüsselung ihres geheimen Nachrichtenverkehrs verschiedene Rotor-Schlüsselmaschinen der Enigma-Baureihe. Das Herzstück der Enigma-Maschinen stellt ein Walzensatz dar, der aus einer Eintrittswalze (ETW), modellabhängig drei oder vier während des Verschlüsselungsvorgangs weitergedrehten Walzen (Rotoren) sowie einer Umkehrwalze (UKW) besteht. Walzen und Umkehrwalze wurden in der Regel nach Vorgabe einer „Schlüsseltafel“ aus einem Sortiment von bis zu elf verschiedenen Walzen ausgewählt und in die Maschine eingesetzt.

Walzenaufbau

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Innerer Aufbau einer Walze:
1 Ring mit Übertragskerbe
2 Markierpunkt des „A“-Kontakts
3 Alphabetring
4 Kontaktflächen
5 Verbindungsdrähte
6 gefederte Kontaktstifte
7 gefederter Haltestift für Alphabetring
8 Nabenlager
9 Handrändel
10 Vortriebszahnrad

Jede Walze dient zum Aufbau von 26 verschiedenen Schaltkreisen. Die rotierenden Walzen haben auf der rechten Seite 26 gefederte Kontaktestifte und auf der linken Seite voneinander isolierte Kontaktflächen. Die Kontakte waren innerhalb der Walze mit Drähten unterschiedlich verbunden. Die 26 verschiedenen Positionen waren ursprünglich aufsteigend mit den Buchstaben A-Z beschriftet. Die Wehrmacht bevorzugte eine aufsteigend Nummerierung der Positionen von 01 bis 26.

Walzenverdrahtung

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Umkehrwalze B (UKW B) als Reflektor
Links eine komplette Walze, nach rechts die Einzelteile
Durch die zusätzlichen Walzen IV und V (hier in Holzschatulle) wurde ab 15. Dezember 1938 die Anzahl der möglichen Walzenlagen der Enigma I von 6 (= 3·2·1) auf 60 (= 5·4·3) erweitert.
Die Walzen der Marine-Enigmas trugen Buchstaben (A bis Z) statt Zahlen (01 bis 26)
Die Walzen der an die Schweiz gelieferten Enigma K hatten eine besondere Verdrahtung
Die Enigma T („Tirpitz“) verfügt über eine setzbare UKW
Die Walzen erbeuteter Enigmas wurden von den Norwegern neu verdrahtet und in Norenigmas eingesetzt.

Die folgende Tabelle listet die interne Verdrahtung der Walzen, im damaligen Jargon als „Walzenschaltung“ bezeichnet, für die unterschiedlichen Modelle der Schlüsselmaschine Enigma auf (Abkürzungen: ETW = Eintrittswalze, UKW = Umkehrwalze).

Walzenverdrahtung
Walze ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ Einführungsdatum Modell
I (C) DMTWSILRUYQNKFEJCAZBPGXOHV 1924 A und B
II (C) HQZGPJTMOBLNCIFDYAWVEUSRKX 1924 A und B
III (C) UQNTLSZFMREHDPXKIBVYGJCWOA 1924 A und B
Walze ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ Einführungsdatum Modell
ETW (D) JWULCMNOHPQZYXIRADKEGVBTSF 1926 Enigma-D
UKW (D) IMETCGFRAYSQBZXWLHKDVUPOJN 1926 Enigma-D
I (D) LPGSZMHAEOQKVXRFYBUTNICJDW 1926 Enigma-D
II (D) SLVGBTFXJQOHEWIRZYAMKPCNDU 1926 Enigma-D
III (D) CJGDPSHKTURAWZXFMYNQOBVLIE 1926 Enigma-D
Walze 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 Einführungsdatum Modell
ETW 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1930 Enigma-Z
UKW 5 0 7 9 1 8 3 6 4 2 1930 Enigma-Z
I 6 4 1 8 2 7 0 3 5 9 1930 Enigma-Z
II 5 8 4 1 0 9 7 6 3 2 1930 Enigma-Z
III 3 5 8 1 6 2 0 7 9 4 1930 Enigma-Z[1]
Walze ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ Einführungsdatum Modell
ETW QWERTZUIOASDFGHJKPYXCVBNML 7. Februar 1941 Reichsbahn
UKW QYHOGNECVPUZTFDJAXWMKISRBL 7. Februar 1941 Reichsbahn
I JGDQOXUSCAMIFRVTPNEWKBLZYH 7. Februar 1941 Reichsbahn
II NTZPSFBOKMWRCJDIVLAEYUXHGQ 7. Februar 1941 Reichsbahn
III JVIUBHTCDYAKEQZPOSGXNRMWFL 7. Februar 1941 Reichsbahn
Walze ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ Einführungsdatum Modell
ETW ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ 1930 Enigma I
UKW A EJMZALYXVBWFCRQUONTSPIKHGD
UKW B YRUHQSLDPXNGOKMIEBFZCWVJAT 2. November 1937
UKW C FVPJIAOYEDRZXWGCTKUQSBNMHL 1940/41
I EKMFLGDQVZNTOWYHXUSPAIBRCJ 1930 Enigma I
II AJDKSIRUXBLHWTMCQGZNPYFVOE 1930 Enigma I
III BDFHJLCPRTXVZNYEIWGAKMUSQO 1930 Enigma I
IV ESOVPZJAYQUIRHXLNFTGKDCMWB 15. Dezember 1938 M3 (Heer)
V VZBRGITYUPSDNHLXAWMJQOFECK 15. Dezember 1938 M3 (Heer)
VI JPGVOUMFYQBENHZRDKASXLICTW 1939 M3 und M4
VII NZJHGRCXMYSWBOUFAIVLPEKQDT 1939 M3 und M4
VIII FKQHTLXOCBJSPDZRAMEWNIUYGV 1939 M3 und M4
Walze ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ Einführungsdatum Modell
ETW ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ M4
UKW Bruno ENKQAUYWJICOPBLMDXZVFTHRGS 1. Februar 1942 M4
UKW Cäsar RDOBJNTKVEHMLFCWZAXGYIPSUQ 1. Juli 1943 M4
Beta LEYJVCNIXWPBQMDRTAKZGFUHOS 1. Februar 1942 M4
Gamma FSOKANUERHMBTIYCWLQPZXVGJD 1. Juli 1943 M4
Walze ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ Einführungsdatum Modell
ETW (K) QWERTZUIOASDFGHJKPYXCVBNML Februar 1939 Schweizer K
UKW (K) IMETCGFRAYSQBZXWLHKDVUPOJN Februar 1939 Schweizer K
I (K) PEZUOHXSCVFMTBGLRINQJWAYDK Februar 1939 Schweizer K
II (K) ZOUESYDKFWPCIQXHMVBLGNJRAT Februar 1939 Schweizer K
III (K) EHRVXGAOBQUSIMZFLYNWKTPDJC Februar 1939 Schweizer K
Walze ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ Einführungsdatum Modell
ETW (T) KZROUQHYAIGBLWVSTDXFPNMCJE 1943 Tirpitz
UKW (T) GEKPBTAUMOCNILJDXZYFHWVQSR 1943 Tirpitz
I (T) KPTYUELOCVGRFQDANJMBSWHZXI 1943 Tirpitz
II (T) UPHZLWEQMTDJXCAKSOIGVBYFNR 1943 Tirpitz
III (T) QUDLYRFEKONVZAXWHMGPJBSICT 1943 Tirpitz
IV (T) CIWTBKXNRESPFLYDAGVHQUOJZM 1943 Tirpitz
V (T) UAXGISNJBVERDYLFZWTPCKOHMQ 1943 Tirpitz
VI (T) XFUZGALVHCNYSEWQTDMRBKPIOJ 1943 Tirpitz
VII (T) BJVFTXPLNAYOZIKWGDQERUCHSM 1943 Tirpitz
VIII (T) YMTPNZHWKODAJXELUQVGCBISFR 1943 Tirpitz
Walze ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ Einführungsdatum Modell
ETW (G) QWERTZUIOASDFGHJKPYXCVBNML 1931 Enigma-G
UKW (G31) IMETCGFRAYSQBZXWLHKDVUPOJN 1931 Enigma-G
I (G31) LPGSZMHAEOQKVXRFYBUTNICJDW 1931 Enigma-G
II (G31) SLVGBTFXJQOHEWIRZYAMKPCNDU 1931 Enigma-G
III (G31) CJGDPSHKTURAWZXFMYNQOBVLIE 1931 Enigma-G
UKW (G111) IMETCGFRAYSQBZXWLHKDVUPOJN Enigma-G
I (G111) WLRHBQUNDKJCZSEXOTMAGYFPVI Enigma-G
II (G111) TFJQAZWMHLCUIXRDYGOEVBNSKP Enigma-G
III (G111) ? Enigma-G
IV (G111) ? Enigma-G
V (G111) QTPIXWVDFRMUSLJOHCANEZKYBG Enigma-G
UKW (G260) IMETCGFRAYSQBZXWLHKDVUPOJN Enigma-G
I (G260) RCSPBLKQAUMHWYTIFZVGOJNEXD Enigma-G
II (G260) WCMIBVPJXAROSGNDLZKEYHUFQT Enigma-G
III (G260) FVDHZELSQMAXOKYIWPGCBUJTNR Enigma-G
UKW (G312) RULQMZJSYGOCETKWDAHNBXPVIF Enigma-G
I (G312) DMTWSILRUYQNKFEJCAZBPGXOHV Enigma-G
II (G312) HQZGPJTMOBLNCIFDYAWVEUSRKX Enigma-G
III (G312) UQNTLSZFMREHDPXKIBVYGJCWOA Enigma-G
Walze ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ Einführungsdatum Modell
ETW ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ 1945 Norenigma
UKW MOWJYPUXNDSRAIBFVLKZGQCHET 1945 Norenigma
I WTOKASUYVRBXJHQCPZEFMDINLG 1945 Norenigma
II GJLPUBSWEMCTQVHXAOFZDRKYNI 1945 Norenigma
III JWFMHNBPUSDYTIXVZGRQLAOEKC 1945 Norenigma
IV ESOVPZJAYQUIRHXLNFTGKDCMWB 1945 Norenigma
V HEJXQOTZBVFDASCILWPGYNMURK 1945 Norenigma

Sonderschaltungen

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Diese Enigma I mit der Seriennummer B207 ist eine der wenigen erhaltenen mit „Sonderschaltungen“, also speziell verdrahteten Walzen, hier äußerlich an den roten (statt schwarzen) Zahlen in den Walzenfenstern zu erkennen.

Die angegebenen Walzenverdrahtungen wurden, unter Verzicht auf eine erhebliche Menge kryptographischer Komplikationen, nur in wenigen Ausnahmen verändert. Diese wenigen Ausnahmen waren beispielsweise Maschinen für Kunden, welche ausdrücklich exklusiv verdrahtete Walzen wünschten.[2] Auch für spezielle Anwendungsfelder der Maschine, wie beispielsweise im diplomatischen Dienst, insbesondere für deutsche Militärattachés in verbündeten oder neutralen Staaten, wurden Walzensätze mit eigenen Walzenverdahtungen gefertigt, genannt „Sonderschaltungen“. In der Regel betraf dies nur die Verdrahtung der Rotoren (I bis III oder I bis V) und nicht die UKW, die ihre bekannte Verdrahtung (siehe UKW B) behielt. Jedoch gab es auch Ausnahmen, wie beispielsweise bei der in den 1980er-Jahren im Haus eines ehemaligen Geheimdienstmitarbeiters gefundenen Sondermaschine mit der Typbezeichnung 17401S/jla/43.[3] Dabei ist „17401“ die Seriennummer der Maschine, ergänzt um „S“ (vermutlich für „Sonder“), „jla“ das codierte Fertigungskennzeichen für das Herstellerwerk Heimsoeth & Rinke, und „43“ das Herstelljahr, also 1943.

Walzenverdrahtung der Sonder-Maschine 17401S/jla/43
Walze ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ Einführungsdatum Modell
UKW (S) CIAGSNDRBYTPZFULVHEKOQXWJM 1943 I
I (S) VEOSIRZUJDQCKGWYPNXAFLTHMB 1943 I
II (S) UEMOATQLSHPKCYFWJZBGVXIDNR 1943 I
III (S) TZHXMBSIPNURJFDKEQVCWGLAOY 1943 I

Häufig wurden diese besonderen Walzensätze mit Namen aus dem damaligen deutschen Buchstabieralphabet, also Anton, Berta, Cäsar, Dora, Emil oder Friedrich gekennzeichnet oder mithilfe von griechischen Buchstaben wie α (Alpha), β (Beta), γ (Gamma) oder δ (Delta). Zu den bekannten Enigma-Maschinen mit Sonderschaltung gehören die dreißig sogenannten „Delta-Maschinen“ mit den Seriennummern A 16081 bis A 16110. Im Juli 1945 gelang es einer Gruppe des amerikanischen Target Intelligence Committee (TICOM) eine solche Delta-Maschine in Zagreb zu finden, die im Krieg vom dortigen deutschen Militärattaché benutzt worden war, um mit Berlin (Attachéabteilung im OKH) zu kommunizieren.[4]

Zu den Enigma mit Sonderschaltungen gehören die Exemplare mit den Seriennummern B201 bis B224, wie die im Bild, die vermutlich für den Einsatz im Führerhauptquartier bestimmt waren.[5]

Übertragskerben

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Linke Seite einer Walze. Links am Rand ist die Übertragskerbe zu erkennen.
Linke Seite einer Walze. Links am Rand ist die Übertragskerbe zu erkennen.
Rechte Seite einer Walze. Die römische Zahl „V“ kennzeichnet diese Walze.
Rechte Seite einer Walze. Die römische Zahl „V“ kennzeichnet diese Walze.
Walzensatz: Links unten ist eine Übertragskerbe zu erkennen

Abhängig von der Position der Übertragskerbe, die sich bei den verschiedenen Walzen an unterschiedlichen Stellen befindet, dreht sich die im Walzensatz jeweils links benachbarte Walze genau dann um eine Position weiter (Walzenübertrag), wenn im Walzenfenster der rechts davon befindlichen Walze ein ganz bestimmter Buchstabe erscheint. Für die Walzen I bis V hatten sich die Codeknacker in Bletchley Park den (sprachlich unsinnigen) Merkspruch „Royal Flags Wave Kings Above“ gebildet, der in dieser Reihenfolge den jeweiligen Buchstaben nennt, der stets im Sichtfenster erscheint, nachdem ein Übertrag auf die nächste Walze erfolgt ist.

Übertragskerben
Walze Übertragskerbe Übertrag
I Q Der Übertrag erfolgt, wenn diese Walze sich von Q auf R fortdreht
II E Der Übertrag erfolgt, wenn diese Walze sich von E auf F fortdreht
III V Der Übertrag erfolgt, wenn diese Walze sich von V auf W fortdreht
IV J Der Übertrag erfolgt, wenn diese Walze sich von J auf K fortdreht
V Z Der Übertrag erfolgt, wenn diese Walze sich von Z auf A fortdreht
VI, VII, VIII Z+M Der Übertrag geschieht beim Übergang von Z auf A und von M auf N
Enigma-Z Der Übertrag erfolgt bei allen drei Walzen beim Übergang von 9 auf 0[6]
Enigma-T („Tirpitz“) Der Übertrag erfolgt beim Übergang vom angegebenen auf den alphabetisch darauf folgenden Buchstaben
I (T) E,K,Q,W,Z 5 Übertragskerben
II (T) F,L,R,W,Z 5 Übertragskerben
III (T) E,K,Q,W,Z 5 Übertragskerben
IV (T) F,L,R,W,Z 5 Übertragskerben
V (T) C,F,K,R,Y 5 Übertragskerben
VI (T) E,I,M,Q,X 5 Übertragskerben
VII (T) C,F,K,R,Y 5 Übertragskerben
VIII (T) E,I,M,Q,X 5 Übertragskerben
Abwehr-Enigma (G) Der Übertrag erfolgt beim Übergang vom angegebenen auf den alphabetisch darauf folgenden Buchstaben
I (G) A,B,C,E,F,G,I,K,L,O,P,Q,S,U,V,W,Z 17 Übertragskerben
II (G) A,C,D,F,G,H,K,M,N,Q,S,T,V,Y,Z 15 Übertragskerben
III (G) A,E,F,H,K,M,N,R,U,W,X 11 Übertragskerben

Umkehrwalze D

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Bei der Umkehrwalze D (auch: Umkehrwalze Dora, Abkürzung: UKW D, von den Briten „Uncle Dick“ genannt) handelt es sich um eine spezielle UKW, die sich dadurch auszeichnet, dass ihre Verdrahtung – im Gegensatz zu allen anderen Walzen der Enigma – durch den Benutzer schlüsselabhängig geändert werden konnte. Sie wurde ab dem 1. Januar 1944 von der deutschen Luftwaffe für die Enigma I in einigen Schlüsselkreisen in Frankreich und Norwegen eingesetzt.

Lückenfüllerwalzen

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Eine bedeutende Innovation, die die kryptographische Sicherheit der Enigma erheblich verbessert hätte, die aber zu spät kam, um während des Krieges noch eingesetzt werden zu können, waren die sogenannten „Lückenfüllerwalzen“ (Foto siehe unter Weblinks). Diese neuartigen Rotoren erlaubten es „an jeder Walze Schaltlücken beliebig nach Art und Zahl einzustellen“.[7] Die Einstellungen hätten schlüsselabhängig verändert werden können und so wesentlich zur kryptographischen Stärkung der Maschine beigetragen. Das amerikanische Target Intelligence Committee (TICOM) konfiszierte gegen Ende des Krieges sämtliche Informationen über die Lückenfüllerwalze und hielt sie für viele Jahre sorgsam unter Verschluss. Falls sie in ausreichender Stückzahl hätte gefertigt und eingesetzt werden können, so wären die britischen Codeknacker vermutlich aus dem Rennen gewesen, insbesondere, wenn es, wie geplant, gelungen wäre, die Lückenfüllerwalze in Kombination mit der Umkehrwalze D einzusetzen.[8]

Literatur

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Einzelnachweise

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  1. ↑ Anders Wik: Enigma Z30 retrieved. Cryptologia, 2015, S. 4. doi:10.1080/01611194.2015.1055387.
  2. ↑ José Ramón Soler Fuensanta, Francisco Javier López-Brea Espiau und Frode Weierud: Spanish Enigma: A History of the Enigma in Spain. Cryptologia. Rose-Hulman Institute of Technology. Taylor & Francis, Philadelphia PA 34.2010,4 (Oktober), S. 310. ISSN 0161-1194.
  3. ↑ Sonder Enigma im Crypto Museum (englisch), abgerufen am 31. Januar 2019.
  4. ↑ José Ramón Soler Fuensanta, Francisco Javier López-Brea Espiau und Frode Weierud: Spanish Enigma: A History of the Enigma in Spain. Cryptologia. Rose-Hulman Institute of Technology. Taylor & Francis, Philadelphia PA 34.2010,4 (Oktober), S. 313. ISSN 0161-1194.
  5. ↑ Manufacture of Enigma Machines by Heimsoeth and Rinke, Berlin. TICOM-Report M-13 (englisch) vom 17. November 1945, S. 206, abgerufen am 29. März 2021 in Frode Weierud’s CryptoCellar.
  6. ↑ Anders Wik: Enigma Z30 retrieved. Cryptologia, 2015, S. 3. doi:10.1080/01611194.2015.1055387.
  7. ↑ Michael Pröse: Chiffriermaschinen und Entzifferungsgeräte im Zweiten Weltkrieg – Technikgeschichte und informatikhistorische Aspekte. Dissertation Technische Universität Chemnitz, Leipzig 2004, S. 43f.
  8. ↑ Army Security Agency: Notes on German High Level Cryptography and Cryptanalysis. European Axis Signal Intelligence in World War II, Vol 2, Washington (D.C.), 1946 (Mai), S. 2. Abgerufen: 24. August 2018. PDF; 7,5 MB (Memento vom 11. Juni 2014 im Internet Archive)
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