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ENIGMA – Teil II Welcome to Bletchley Park! von Thomas Seeger Paderborn, den 5.6.2002.

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Präsentation zum Thema: "ENIGMA – Teil II Welcome to Bletchley Park! von Thomas Seeger Paderborn, den 5.6.2002."—  Präsentation transkript:

1 ENIGMA – Teil II Welcome to Bletchley Park! von Thomas Seeger Paderborn, den

2 Womit haben wir es zu tun? Aufbau der Enigma Verschlüsselungsmechanismus der Enigma Das Verschlüsseln und Versenden einer Nachricht Schlüsselraum der Enigma Schwachstellen der Enigma

3 Aufbau der Enigma Feste Komponenten Die Tastatur Das Lampenbrett Die Batterie Die Umkehrwalze Eintrittswalze Variable Komponenten 5 Walzen mit unterschiedlicher interner Verdrahtung 3 Walzen hintereinander in der Maschine Das Steckerbrett Die Ringstellung

4 Verschlüsselungsmechanismus der Enigma

5 Das Verschlüsseln und Versenden einer Nachricht Wählen eines Indikators und eines Nachrichtenschlüssels Mit dem Indikator als Startposition der Walzen, den Nachrichtenschlüssel verschlüsseln Walzen auf Nachrichtenschlüssel stellen und Nachricht verschlüsseln Indikator in Klartext, gefolgt von verschlüsseltem Nachrichtenschlüssel und verschlüsselter Nachricht senden

6 Schlüsselraum der Enigma Auswahl und Reihenfolge der Walzen: 60 Der Nachrichtenschlüssel: 26 3 Das Steckerbrett: 1507 * Die Ringstellung: 26 2 Dank logischer Überlegungen, wird die Bombe nur die Walzenkombinationen und den Nachrichtenschlüssel zu durchsuchen brauchen.

7 Schwachstellen der Enigma Das Set aus Walzen (Scrambler) besaß nur einen Ausgang bzw. Eingang (kein Buchstabe konnte zu sich selbst verschlüsselt werden) Kein Unterschied zwischen Ver- und Entschlüsselung (C wird zu B aber auch B zu C)

8 Was tut Bletchley Park? Was ist Bletchley Park Aufbau der Bombe Cribs und ihre Graphen Die Idee und der Vorgang der Entschlüsselung Gordon Welchmans Diagonalboard

9 Was ist Bletchley Park Britische Zentrale für Kryptoanalyse während des 2. Weltkrieges Government Codes & Cipher School Gegründet im September 1938 in einem Landhaus unweit Londons Im Laufe des Krieges expandiert diese Anlage immer weiter, um schließlich Kryptoanalyse in industriellem Stil zu betreiben

10 Aufbau der Bombe Die Rotoren Gleiche Verdrahtung, wie Walzen der Enigma Verdrahtung zwei Mal vorhanden Ein Set (Scrambler) aus drei Rotoren, besaß 2 Ein- bzw. Ausgänge Kompakte Darstellung

11 Aufbau der Bombe Die Bombe Rotoren an der Frontseite drehbar angebracht Bürstenkontakte an den Rotoren und Kontakte auf der Bombe, verbanden die Scrambler untereinander

12 Cribs und ihre Graphen Ein Stück Klartext einer verschlüsselten Nachricht wurde Crib genannt (z.B. Wetterberichte) Aus einem Crib und seiner verschlüsselten Nachricht wurden Graphen erzeugt

13 Ein Crib und dessen Graph Ein Crib und der dazugehörige verschlüsselte Text: TOTHEPRESIDENTOFTHEUNITEDSTATES CQNZPVLILPEUIKTEDCGLOVWVGTUFLNZ Wir suchen in dieser Tabelle sog. Loops EI PV NT O

14 Eine Überlegung zu den Loops des Graphen Wichtigste Eigenschaft: Eingehender Buchstabe = Ausgehender Buchstabe 1058 I i p P p ee i P EE I

15 Die Idee und der Vorgang der Entschlüsselung Durch Loops prüfen, ob Rotorstellung zu Crib und verschlüsseltem Text logisch konsistent ist Durch Spannungsrückkopplung wird die Symmetrieeigenschaft des Steckerboards ausgenutzt

16 Eine Nachbildung des Graphen mit drei Loops Bei nur einem Loop bestand die Wahrscheinlichkeit von 1/26 für eine zufällig richtige Rotorstellung Es wurden 26 3 Rotorstellungen durchsucht => wir benötigen drei Loops (Wahrscheinlichkeit für zufällig richtige Rotorstellung verringert sich auf 1/26 3 )

17 Die Spannungsrückkopplung Ausgang der Scrambler wird wieder mit dem Eingang verbunden Ausgegebene Buchstaben werden soz. wieder in die Loops geschickt und erneut verschlüsselt

18 Folgerung: Die Bedingung für einen Stop Die richtige Rotorstellung verschlüsselt den Buchstaben auf sich selbst Umkehrschluss: Die richtige Rotorstellung kann diesen Buchstaben nur ausgeben, wenn man ihn hineinsteckt Bedingung für den Stop: Spannung nur an einem Kontakt oder an allen Kontakten bis auf einen des Eingangsregisters

19 Das Diagonalboard Für drei Loops wurde ein langes Crib benötigt Man wollte nur Buchstaben benutzen, die maximal 13 Stellen voneinander entfernt waren (Wahrscheinlichkeit für Weiterschaltung der mittleren Walze = ½) Symmetrieeigenschaft des Steckerbretts wurde durch Diagonalboard ausgenutzt


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