Enigma (Schritt-für-Schritt)

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Enigma (Schritt-für-Schritt)

Rotorverschlüsselungsmaschine aus dem 2. Weltkrieg

Untersuchen Sie die Enigma Ver- und Entschlüsselung Schritt für Schritt.

Die Konfiguration der Engima-Maschine besteht aus drei Teilen:

Den Walzen mit Überlauf und Verschiebung durch die Walzenringe,
Der Umkehrwalze und
Dem Steckerbrett.

Die einzelnen Teile der Konfiguration sind entweder Teil des Schlüssels und müssen wie dieser geheim gehalten werden; oder sie können offen publiziert werden (was die Komplexität der Analyse reduziert).

Jede Walze enthält eine bestimmte Anordnung (Permutation) der 26 Buchstaben des Alphabets. Fünf verschiedene Permutationen (Walzen) sind bereits vordefiniert. Sie können die Buchstaben auch in einer neuen Reihenfolge (Permutation) eingeben und damit eine eigene Walze erstellen (damit verlassen Sie die Standard-Ausführungen der historischen Enigmas).

Überläufe geben den Buchstaben an, bei denen die nächsthöhere Walze mitgedreht wird.

Die Ringstellung gibt an, wie die Permutationen relativ zum Alphabet verschoben sind. In der Stellung 1 findet keine Verschiebung statt, bei 2 wird B für A, C für B usw. verwendet.

Vorgabe-Walzen

Permutation

ABCDE FGHIJ KLMNO PQRST UVWXY Z

Überläufe

Ring-Einstellung

Walze dreht, wenn linker Nachbar weiterdreht

Vorgabe-Walzen

Permutation

ABCDE FGHIJ KLMNO PQRST UVWXY Z

Überläufe

Ring-Einstellung

Walze dreht, wenn linker Nachbar weiterdreht

Vorgabe-Walzen

Permutation

ABCDE FGHIJ KLMNO PQRST UVWXY Z

Überläufe

Ring-Einstellung

Walze dreht, wenn linker Nachbar weiterdreht

Die Umkehrwalze muss jeden Buchstaben auf einen anderen Buchstaben abbilden. Würde bspw. A auf A und B auf B belassen werden, würden auf dem Rückweg für diese beiden Buchstaben alle Verschlüsselungsschritte zurückgenommen, da das Signal über den gleichen Weg zurückfließt, über den es zur Umkehrwalze geflossen ist.

Vorgabe-Umkehrwalzen

Buchstaben-Vertauschungen

Resultierende Permutation

ABCDE FGHIJ KLMNO PQRST UVWXY Z

Einzelne Buchstaben können vertauscht werden.

Buchstaben-Vertauschungen

Resultierende Permutation

ABCDE FGHIJ KLMNO PQRST UVWXY Z

Walze von QWE zu QWF weitergedreht

Vorwärts: Eingabe = R --[Steckerbrett]--> R --[Walze 3]--> G --[Walze 2]--> Y --[Walze 1]--> I --[Umkehrwalze]--> P

Rückwärts: P --[Walze 1]--> G --[Walze 2]--> Y --[Walze 3]--> T --[Steckerbrett]--> E = Ausgabe

Walze von QWF zu QWG weitergedreht

Vorwärts: Eingabe = T --[Steckerbrett]--> E --[Walze 3]--> I --[Walze 2]--> C --[Walze 1]--> E --[Umkehrwalze]--> Q

Rückwärts: Q --[Walze 1]--> W --[Walze 2]--> V --[Walze 3]--> X --[Steckerbrett]--> W = Ausgabe

Walze von QWG zu QWH weitergedreht

Vorwärts: Eingabe = Z --[Steckerbrett]--> K --[Walze 3]--> X --[Walze 2]--> N --[Walze 1]--> X --[Umkehrwalze]--> J

Rückwärts: J --[Walze 1]--> A --[Walze 2]--> R --[Walze 3]--> I --[Steckerbrett]--> G = Ausgabe

EWG