Enigma-Walzen

Herzstück der Enigma stellt ein Walzensatz dar, der aus einer Eintrittswalze (ETW), modellabhängig drei oder vier drehenden Walzen (Rotoren) sowie einer Umkehrwalze (UKW) besteht.

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

Die rotierenden Walzen wurden in der Regel nach Vorgabe einer (damals geheimen) „Schlüsseltafel“ aus einem Sortiment von zunächst drei (I bis III), nach 1938 zumeist fünf (I bis V), bei der Kriegsmarine acht (I bis VIII) oder mehr (siehe auch: Enigma M4) unterschiedlich verdrahteten (im Jargon: „geschalteten“) Walzen ausgewählt und in die Maschine eingesetzt.

Wichtig für die kryptographische Sicherheit der Maschine gegen unbefugte Entzifferung war die Geheimhaltung der inneren Verdrahtung der Walzen, was zwar versucht wurde, aber nicht gelang (siehe auch: Kryptanalyse der Enigma). Einige Enigma-Modelle erhielten von den Alliierten, speziell von den britischen Codeknacker in Bletchley Park, bestimmte Decknamen wie Rocket (deutsch: „Rakete“ nach der Dampflokomotive „The Rocket“) für die Reichsbahn-Enigma oder Shark (deutsch: „Hai“) für das Modell M4 beziehungsweise das Schlüsselnetz Triton, innerhalb dessen es eingesetzt wurde.

Walzenaufbau

Links eine komplette Walze. Rechts davon eine weitere zerlegt in ihre Einzelteile. Die Drähte sind grün.

Die Walzen der Marine-Enigmas trugen Buchstaben (A–Z) statt Zahlen (01–26)

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

Bei jeder Walze befinden sich auf der rechten Seite 26 gefederte Kontaktstifte. Auf der linken Seite der rotierenden Walzen sind es 26 Kontaktplättchen. Innerhalb der Walze ist jeweils ein Stift mit einer Platte durch einen isolierten Draht verbunden (im Bild grün), und zwar scheinbar regellos und bei jeder Walze unterschiedlich.

Außen sind die Walzen mit Zahlen (01–26) beziehungsweise Buchstaben (A–Z) beschriftet. Letzteres zog die Kriegsmarine vor (siehe auch: Enigma‑M), während bei Heer und Luftwaffe die Zahlennummerierung verwendet wurde (siehe auch: Enigma I).

Walzenverdrahtung

Umkehrwalze B (UKW B) als Reflektor

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 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	Enigma-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

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

Mit nur wenigen Ausnahmen wurden die angegebenen Walzenverdrahtungen niemals verändert. (Was einen erheblichen Verzicht an kryptographischen Komplikationen bedeutete.) Zu den seltenen Ausnahmen zählten Maschinen für Kunden, die 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

Linke Seite einer Walze. Links am Rand ist die Übertragskerbe zu erkennen.

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

→ Hauptartikel: Umkehrwalze D

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

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

• Friedrich L. Bauer: Entzifferte Geheimnisse. Methoden und Maximen der Kryptologie. 3., überarbeitete und erweiterte Auflage. Springer, Berlin u. a. 2000, ISBN 3-540-67931-6.
• David H. Hamer: G-312. An Abwehr Enigma. Cryptologia. Rose-Hulman Institute of Technology. Taylor & Francis, Philadelphia PA 24.2000,1 (Januar). ISSN 0161-1194 PDF; 1,1 MB (Memento vom 11. Juni 2007 im Internet Archive)
• David H. Hamer et al.: Enigma Variations: An Extended Family of Machines. Cryptologia. Rose-Hulman Institute of Technology. Taylor & Francis, Philadelphia PA 22.1998,1 (Juli). ISSN 0161-1194 PDF; 0,1 MB (Memento vom 1. September 2007 im Internet Archive)
• Francis Harry Hinsley, Alan Stripp: Codebreakers - The inside story of Bletchley Park. Oxford University Press, Reading, Berkshire 1993. ISBN 0-19-280132-5
• Philip Marks, Frode Weierud: Recovering the wiring of Enigma's Umkehrwalze A. PDF; 0,2 MB (Memento vom 11. Juni 2007 im Internet Archive)
• Anders Wik: Enigma Z30 retrieved. Cryptologia, 2015, doi:10.1080/01611194.2015.1055387.

Weblinks

• Ansicht einer zerlegten Enigma-Walze.
• Foto einer Lückenfüllerwalze.
• Crypto Museum (englisch).
• Enigma Rotors – Class Identification and Wiring (englisch).
• Virtual Bletchley Park (englisch).
• Lückenfüllerwalze im Crypto Museum (englisch).
• Interrogation of Dr. Otto Buggisch of OKW/Chi. TICOM-Dokument, 1945 cryptomuseum.com (englisch, PDF; 3,6 MB) S. 4.
• Fuensanta, Espiau und Weierud: Spanish Enigma: A History of the Enigma in Spain. cryptocellar.org (englisch, PDF; 650 kB).