| Die LORENZ-Maschine (Tunny) gegen COLOSSUS von Blatchley Park |
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Letztmalig dran rumgefummelt: 01.11.13 11:06:20 |
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Einer der spektakulärsten Dechiffrierungserfolge in der Geschichte der Kryptologie ereignete sich während des Zweiten Weltkriegs in der britischen Entschlüsselungsfabrik Bletchley-Park. Gemeint ist damit jedoch nicht etwa das Knacken der Enigma, das zur gleichen Zeit an gleicher Stelle stattfand und zweifellos ebenfalls ein spektakulärer Erfolg war. Vielmehr geht es um die Dechiffrierung eines weiteren deutschen Verschlüsselungsgeräts: der so genannten Lorenz-Maschine Einen festen Platz in der Technikgeschichte hat diese Episode aus dem Zweiten Weltkrieg nicht nur deshalb, weil mit den Erfolgen der Lorenz-Knacker einmal mehr Entschlüsselungsvorgänge den Verlauf eines Kriegs beeinflussten. Als mindestens so bedeutend erwies sich nämlich die Tatsache, dass die Briten für ihre schwierige Dechiffrier Arbeit eine für die damalige Zeit ausgesprochen ungewöhnliche Maschine konstruierten. Diese kann man als den ersten Computer bezeichnen. | |||||||||
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1. Die Lorenz-Maschine im Schatten der ENIGMA 2. Politisch-hitorische Bedeutung der Lorenz-Maschine 3. Tunny 4. Funktionsprinzip der Lorenz-Maschine 5. Zufallszahlen für die Lorenz-Maschine 6. Entschlüsseln der Lorenz-Maschine 7. Verwandte Themen |
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Quellen: |
| 1. Die Lorenz-Maschine im Schatten der EINGMA |
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Verschlüsselte Fernschreiben - über die Anfänge der Lorenz-Maschine ist wenig bekannt. Es muss irgendwann Mitte der dreißiger Jahre gewesen sein, als bei der Berliner Firma Lorenz, die inzwischen in Alcatel aufgegangen ist, die Idee zur Entwicklung einer Verschlüsselungsvorrichtung für Fernschreiben aufkam. Da Lorenz seinerzeit zu den führenden Herstellern von Fernschreibern gehörte, lag eine solche Produktentwicklung nahe. Der Konkurrent Siemens & Halske hatte mit dem Geheimschreiber T52 zu diesem Zeitpunkt bereits ein ähnliches Gerät auf den Markt gebracht - den »Geheimschreiber«, bei dem sich die Lorenz-Ingenieure die eine oder andere Idee abschauen konnten. Offensichtlich taten sie das auch, denn verschiedene Parallelen zwischen den beiden Maschinen sind nicht zu übersehen. | ||||||||
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Ähnlich wie der Geheimschreiber arbeitete auch die Lorenz-Maschine mit
unregelmäßig gezahnten Rädern, deren Anfangsstellung einen Teil des
Schlüssels bildeten. Zwölf davon waren in der Maschine enthalten, wobei sich
die Zahnung durch das Wegklappen einzelner Zähne beliebig ändern ließ und
dadurch ebenfalls zum Schlüssel gehörte. Der Geheimschreiber arbeitete
dagegen nur mit zehn Rädern, deren Zahnung unveränderlich war. Ein weiterer
Unterschied bestand darin, dass die Lorenz-Maschine eine reine
Verschlüsselungsmaschine war, die an einen Fernschreiber angeschlossen
wurde. Der Geheimschreiber wurde dagegen als Fernschreiber und
Verschlüsselungsgerät in einem geliefert. 1938 nahm Erich Hüttenhain, der damals bedeutendste deutsche Dechiffrier-Experte, die Lorenz-Maschine und den Geheimschreiber unter die Lupe. Er hielt beide nicht für sicher. Dass beide Maschinen dennoch eingesetzt wurden, lag vermutlich daran, dass es im Dritten Reich mehrere deutsche Einheiten gab, die sich unabhängig voneinander mit Verschlüsselung beschäftigten und Hüttenhains Bedenken daher nicht bis zu allen Verantwortlichen vordrang. So kam es, dass Hitler persönlich die Lorenz-Maschine nutzte, und das sogar für die äußerst sensible Kommunikation mit seinen Generälen. Die geheimsten Nachrichten des Dritten Reichs wurden fortan mit der Lorenz-Maschine verschlüsselt. Damit ergab sich eine klare Abgrenzung zu Enigma, die zu Zehntausenden und in unterschiedlichen Versionen im Feld eingesetzt wurde. Die Enigma war kleiner und einfacher zu transportieren als die Lorenz-Maschine. Der Bediener musste die Buchstaben einer Nachricht über die Tastatur eingeben und das Ergebnis der Ver- oder Entschlüsselung an den mit Buchstaben gekennzeichneten Lampen ablesen. Die Lorenz-Maschine, die auf Grund ihres Gewichts nicht als mobiles Gerät gedacht war, arbeitete dagegen online: Sie versendete jede Nachricht nach dem Verschlüsseln automatisch und gab empfangene Botschaften nach dem Entschlüsseln auf einem Lochstreifen aus. Für die Übertragung nutzte das Gerät keine Morse-Zeichen, sondern den speziell für Fernschreiben entwickelten Baudot-Code. |
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Quellen:
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| 2. Politisch-historische Bedeutung der Lorenz-Maschine |
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1940 fingen die Briten, die den deutschen Funkverkehr systematisch überwachten, erstmals ein Lorenz-verschlüsseltes Fernschreiben ab. Die Funkstation an der englischen Südküste, die auf das Buchstabengewirr gestoßen war, leitete die Nachricht umgehend an das britische Dechiffrierzentrum in Bletchley Park weiter, wo zu diesem Zeitpunkt der Kampf gegen die Enigma in vollem Gange war. Die britischen Code-Knacker merkten sofort, dass sie es mit einer bis dahin unbekannten Verschlüsselung zu tun hatten. Sie gaben dem Gerät, das diese Verschlüsselung realisierte und von dem sie nichts wussten, den Code-Namen »Tunny« (Tunfisch). |
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John Tiltman, einer der besten Dechiffrierer in Bletchley Park, erhielt
nun die Aufgabe, sich um Tunny zu kümmern. Tiltman war schnell klar, dass es
sich dabei um eine Maschine handeln musste, die das Prinzip des OneTime-Pad
mit Binärzahlen verwendete. Die entscheidende Frage war, wie das Gerät die
zur Verschlüsselung benötigten Zufallsmuster generierte. Da die britische
Funkaufklärung weitere abgefangene Tunny-Nachrichten in größerer Zahl
nachlieferte, stand den Dechiffrierern um Tiltman umfangreiches
Analysematerial zur Verfügung. Sie kamen jedoch zunächst nicht voran. Vermutlich hätte sich Tiltman an der Lorenz-Maschine die Zähne ausgebissen, hätten ihm die Deutschen nicht ungewollt auf die Sprünge geholfen, indem sie im Umgang mit dem Gerät viel zu leichtsinnig waren. Der entscheidende Fauxpas lässt sich sogar auf den Tag genau datieren: Es war am 30. August 1941, als ein deutscher Funker irgendwo in Europa - vermutlich in Athen - eine aus knapp 4.000 Buchstaben bestehende Nachricht an einen wahrscheinlich in Wien stationierten Empfänger schickte. Die beiden Kommunikationspartner nutzten Lorenz-Maschinen zur Verschlüsselung. |
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Aus einem heute nicht mehr bekannten Grund konnte der Funker auf Empfängerseite die Nachricht nicht lesen. Daher forderte er seinen Kollegen zu einer Wiederholung der Übertragung auf. Der Sender, der darüber kaum begeistert gewesen sein dürfte, musste die Nachricht nun ein zweites Mal eintippen und beging dabei den verhängnisvollen Fehler: Er setzte seine Maschine gegen alle Vorschriften zurück und verschlüsselte die Botschaft ein zweites Mal mit dem gleichen Schlüssel. Durch Tippfehler und Verkürzungen - so wurde beispielsweise aus SPRUCHNUMMER SPRUCHNR - unterschied sich der Text der zweiten Nachricht leicht von der ersten. Eine bessere Vorlage für einen Dechiffrierer hätte es kaum geben können. |
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Eine britische Funkstation in der Grafschaft Kent fing die beiden Nachrichten ab und leitete sie per Kurier nach Bletchley Park weiter. Dort erkannte der Tunny-Spezialist John Tiltman sofort den ungeheuren Wert der zwei verschlüsselten Botschaften. Aus den daraus gewonnenen Informationen konnte er die ursprünglichen Nachrichten rekonstruieren und wichtige Rückschlüsse auf die Funktionsweise der Maschine ziehen. Ein Kollege Tiltmans erhielt nun die Aufgabe, die genaue Mechanik der Tunny zu rekonstruieren, was ihm mit den nun vorliegenden Informationen auch gelang. |
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| 3. Tunny |
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Anfang 1942 hatten die Briten
die Konstruktion der Lorenz-Maschine in allen Einzelheiten durchschaut und
konnten sich von Technikern der britischen Post selbst ein Exemplar bauen
lassen. Aus Tunny war eine reale Maschine geworden. Die Rekonstruktion der Lorenz-Maschine war jedoch nicht ehr als ein Etappensieg, denn für die Entschlüsselung einer Nachricht mussten die Briten erst einmal den verwendeten Schlüssel kennen. |
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Zum Glück für Tiltman und seine Leute erwies sich die Lorenz-Maschine diesbezüglich nicht als sicher, weshalb es ihnen immer wieder gelang, den Schlüssel zu rekonstruieren. Dies war jedoch mit einem gehörigen Aufwand verbunden: Etwa 50 Spezialisten mussten vier bis sechs Wochen an harter Analysearbeit investieren. um einen einzigen Schlüssel zu ermitteln. In vielen Fällen waren die Inhalte einer Nachricht zum Zeitpunkt der Dechiffrierung längst zu alt, um noch interessant zu sein. Doch immerhin: Ohne jemals ein Exemplar gesehen zu haben, hatten die Briten die Lorenz-Maschine geknackt. |
| 4. Colossus |
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Schon für die Entschlüsselung
der Enigma hatten die Briten in Bletchley Park eine Maschine (die Bombe)
konstruiert. Nun versuchten sie dies auch bei der Lorenz-Maschine. Der
Mathematiker Max Newman lieferte die ersten Ideen zu einem solchen Gerät,
die schließlich zu einer Maschine führten, die die Briten »Heath Robinson«
(nach einem gleichnamigen Cartoonisten) nannten. Die britische Post übernahm
wiederum den Bau des Geräts. Die Heath Robinson verarbeitete gleichzeitig
zwei Lochstreifen, die die verschlüsselte Nachricht und die Zahnräder
repräsentierten. Mit einer speziellen Elektromechanik ermittelte sie die
richtige Anfangsstellung der Rotoren der Lorenz-Maschine für eine bestimmte
Nachricht und damit den Schlüssel. Prinzipiell funktionierte die neue
Dechiffrier-Maschine zwar, doch vor allem die Synchronisierung der beiden
Lochstreifen in hoher Geschwindigkeit sorgte immer wieder für Fehler. Max Newman diskutierte das Lochstreifen-Problem mit - Tommy Flowers, einem genialen Techniker in Diensten der britischen Post. Flowers hatte die entscheidende Idee: Er ersetzte einen der beiden Lochstreifen durch eine variable Elektrodenschaltung, die nun die Zahnräder repräsentierte, und machte dadurch die Synchronisierung von Lochstreifen überflüssig. Damit hatte Flowers die erste programmierbare Datenverarbeitungsmaschine auf Basis von Binärzahlen geschaffen. Mit anderen Worten: Er hatte den Computer erfunden. Noch existierte Flowers Gerät jedoch nur auf dem Papier. Für den Bau der Maschine benötigte er eine für damalige Verhältnisse riesige Anzahl von elektronischen Röhren, die es zu einer funktionierenden Einheit zusammenzufügen galt. Flowers meisterte diese Aufgabe und konnte so im Dezember 1943 eine Maschine nach Bletchley Park liefern, die man aus heutiger Sicht als ersten Computer der Technikgeschichte bezeichnen kann. Das Gerät bestand aus acht Teilen jeweils in der Größe eines Kleiderschranks und arbeitete mit 1.500 elektronischen Röhren. Es ließ sich mit speziellen Steckern und Schaltern programmieren und konnte mit Hilfe von Fotozellen etwa 5.000 auf Lochstreifen gestanzte Buchstaben pro Sekunde lesen. Der Name der Maschine: Colossus. |
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Schon der erste Testlauf mit einer abgefangenen Nachricht erwies sich als erfolgreich. Colossus - die erste Version wurde als »Mark 1 « bezeichnet - wurde ein voller Erfolg und gilt heute als eine der bedeutendsten Entwicklungen in der Geschichte der Kryptologie. Colossus verkürzte die Dechiffrierzeit für eine Lorenz-Nachricht von mehreren Wochen auf wenige Stunden. Kein Wunder, dass die Briten neun weitere Maschinen bauen ließen, die nun als »Mark 2 Colossus« bezeichnet wurden und zusammen schließlich eine ganze Fabrikhalle in Bletchley Park füllten. 550 Menschen arbeiteten dort unter strengster Geheimhaltung an der Dechiffrierung von Tunny-Nachrichten. Obwohl die Briten augenscheinlich einen immensen Einsatz an Mensch und Material aufboten, mussten sie für die Entschlüsselung von Lorenz-Nachrichten weniger Aufwand treiben als bei der Enigma. | ||||||
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Colossus kam den Alliierten wie gerufen. Die entschlüsselten Funksprüche
von Hitler an seine Generäle halfen ihnen bei der Vorbereitung der Landung
in der Normandie am 6.]uni 1944, dem so genannten D-Day. Dank der
abgefangenen Lorenz-Fernschreiben wussten die Alliierten, dass Hitler auf
deren Ablenkungsmanöver in Großbritannien hereingefallen war und die
bevorstehende Invasion an der Küste des Ärmelkanals vermutete. So
überraschten die britischen, US-amerikanischen und kanadischen Armeen die
Deutschen in Nordfrankreich und konnten nach vergleichsweise geringen
Verlusten auf dem Kontinent Fuß fassen. Hitler, der genau dies hatte
verhindern wollen, war nun in einen Zwei-Fronten-Krieg verwickelt. Noch wurde jedoch ein großer Teil der deutschen Fernschreiben per Draht übertragen, was das Abhören erschwerte. Briten und Amerikaner zerstörten daher zusammen mit der französischen Resistance gezielt Fernmeldeleitungen in Frankreich, um die Deutschen verstärkt zur draht |
| 5. Zufallszahlen für die Lorenz-Maschine |
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| 6. Literaturübersicht und Emulatoren zur Lorenz-Maschine |
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| 7. Das Dechiffrieren der ENIGMA-Codes |
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Die Rotor-Chiffriermaschine Enigma ist wahrscheinlich die bekannteste und populärste historische Chiffriermaschine. Mit ihr werden im Zweiten Weltkrieg die meisten Funksprüche der deutschen Wehrmacht und Marine vor dem Senden verschlüsselt und nach dem Empfang schließlich wieder entschlüsselt. Vermutlich wurden etwa 100 000 bis 200 000 Enigmas hergestellt. Der Großteil wird jedoch im Krieg und direkt danach zerstört. | ||||||||||
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© Samuel-von-Pufendorf-Gymnasium Flöha | © Frank Rost im April 2007 |
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... dieser Text wurde nach den Regeln irgendeiner Rechtschreibreform verfasst - ich hab' irgendwann einmal beschlossen, an diesem Zirkus nicht mehr teilzunehmen ;-) „Dieses Land braucht eine Steuerreform, dieses Land braucht eine Rentenreform - wir schreiben Schiffahrt mit drei „f“!“ Diddi Hallervorden, dt. Komiker und Kabarettist |
