Elementare Zahlentheorie und Kryptographie

Mit insgesamt 77 Bit ist der Schlüsselraum für damalige Verhältnisse (ohne
Computer!) riesig; ein reiner Brute-Force-Angriff von Hand wurde zurecht für
völlig unmöglich gehalten. Zum Vergleich: DES hat einen 56-Bit Schlüssel, galt
bis in die 90er Jahre als sicher und wird zum Teil heute noch verwendet.
Der Löwenanteil von 47 Bit kommt allerdings von dem Steckbrett und das ist
das “weniger intelligente” Bauteil. Ein alleine betriebenes Steckbrett bewirkt
nur eine monoalphabetische Substitution, ist also kryptologisch recht schwach.
Kurz: Die Steckbrett-Permutation ändert sich während dem Tippen auf der
Enigma nicht.
Das kryptologisch sehr ausgeklügelte Hauptbauteil (der Walzsatz) macht nur 30
Bit aus.
Solange einem Angreifer die innere Verdrahtung der Walzen nicht bekannt ist,
kommen im Prinzip noch weitere ca. 300 Bit hinzu. Ich zähle dies aber nicht
zu dem Schlüsselraum, weil sich die innere Verdrahtung nicht von Tag zu Tag
ändert und somit als ein Teil der Maschine bzw. des Algorithmus und nicht als
Teil des einstellbaren Schlüssels anzusehen ist.
In der Tat wurde die innere Verdrahtung der fünf Rotoren von dem polnischen
Dechiffrierbüro um Rejewski bereits Anfang der 30er Jahre durch eine “kryptologische
Meisterleistung” aufgedeckt. Hierbei wurden sowohl abgehörte Nachrichten
als auch von dem Agenten Hans-Thilo Schmidt beigebrachte, streng vertrauliche
Dokumente über die Enigma benutzt. Später wurden drei weitere Rotoren
eingeführt, aber auch deren innere Verdrahtung blieb nicht lange geheim, denn
schon bald fielen den Engländern beim Aufbringen von deutschen U-Booten
gesamte Rotorensätze in die Hände. Dies ist eine eindrucksvolle Bestätigung
des Kerkhoffschen Prinzips: Man sollte niemals hoffen, den Verschlüsselungs-
Algorithmus (hier: den inneren Aufbau der Maschine) dauerhaft geheimhalten
zu können.
Welchman schreibt, es sei in der Zeit in Bletchley Park sein Alptraum gewesen,
die Deutschen könnten irgendwann zu steckbaren Walzen übergehen, deren innere
Verdrahtung sich von Tag zu Tag ändern läßt. Diese Angst läßt sich leicht
nachvollziehen, denn dies hätte den Schlüsselraum wirklich um weitere 300 Bit
vergrößert. In der Tat scheint es in Deutschland gegen Kriegsende Pläne für
eine steckbare UKW gegeben zu haben, aber diese Pläne wurden nicht mehr
realisiert.
Dienstvorschrift für das Aufbereiten des Klartextes Weitgehend dauerhaft
scheint die folgende Dienstvorschrift für die Aufbereitung des Klartextes
vor dem Verschlüsseln gegolten zu haben:
1. Entferne SPACE und ersetze Satzzeichen durch X.
2. Zahlen werden ziffernweise ausgeschrieben.
3. Ersetze CH durch Q, außer bei Eigennamen. (Ich halte es kryptologisch
durchaus für klug, das sehr häufige Bigramm CH zu vermeiden.)
4. Eigennamen sind zu verdoppeln und in X eizuschließen. (Dies ist m.E.
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