Einstieg
Zweimal dieselbe Taste – zwei verschiedene Lampen
Ein Funker drückt an der Enigma immer wieder die Taste A. Jedes Mal leuchtet eine Lampe auf. Drückt selbst!
Einstellung: Walzen I – II – III, Umkehrwalze B, Startstellung A A A, kein Steckerkabel.
Dieselbe Taste, aber immer wieder eine andere Lampe. Warum?
Bei jedem Tastendruck dreht sich mindestens eine Walze weiter. Damit ändert sich die Verdrahtung, durch die der Strom fließt – und mit ihr die Lampe.
Würfeln kann es nicht sein: Der Empfänger muss den Text ja wieder lesen können.
Was steckt in der Maschine, das sich da dreht?
Station 1 · Aufbau
Was steckt in der Enigma?
Auftrag: Verfolgt mit dem Finger den Weg des Stroms von der Taste bis zur Lampe. Durch welche Teile kommt er?
- Tastatur und Lampenfeld
- Taste drücken schließt einen Stromkreis, eine Lampe leuchtet.
- Steckbrett
- Kabel tauschen Buchstabenpaare – vor und nach den Walzen.
- Drei Walzen
- Jede ist innen verdrahtet und vertauscht alle 26 Buchstaben. Die rechte dreht sich bei jedem Tastendruck.
- Umkehrwalze
- Dreht sich nicht. Sie schickt den Strom auf einem anderen Weg zurück.
Wie oft fließt der Strom bei einem Tastendruck durch Walze II?
Zweimal: auf dem Hinweg bis zur Umkehrwalze und auf einem anderen Draht zurück. Auch das Steckbrett durchläuft er zweimal.
Die Enigma I hatte seit Ende 1938 fünf Walzen zur Auswahl. Drei davon steckten in der Maschine.
Wie sieht der Weg für einen einzelnen Buchstaben genau aus?
Station 2 · Weg des Stroms
Neun Stationen für einen Buchstaben
Auftrag: Drückt zweimal dieselbe Taste. Wo unterscheiden sich die beiden Wege zum ersten Mal?
An der rechten Walze. Sie hat sich vor dem Druck weitergedreht, ihr Draht für diese Taste führt jetzt woanders hin. Ab da ist alles anders. Wie drehen sich die Walzen genau?
Station 3 · Weiterdrehen
Wie ein Kilometerzähler – fast
Auftrag: Stellt A D T ein und drückt einzeln weiter. Notiert: Bei welchem Druck dreht sich die mittlere Walze, wann die linke?
Jede Walze hat an einer Stelle eine Kerbe. Dort nimmt sie beim Weiterdrehen die linke Nachbarin mit: Walze III beim Sprung von V auf W, Walze II von E auf F. Links von Walze I dreht sich nichts mehr.
Wann dreht sich die mittlere Walze weiter?
Wenn die rechte Walze ihre Kerbe passiert. Wie beim Zähler: rechts schnell, Mitte langsam, links sehr langsam.
Besonderheit Doppelschritt: Steht die mittlere Walze selbst auf ihrer Kerbe (E), dreht sie beim nächsten Druck gleich noch einmal – zusammen mit der linken. Bei A D T: ADU → ADV → AEW → BFX.
Station 4 · Simulation Enigma I
Selbst verschlüsseln
Auftrag: Wählt eine Startstellung und zwei bis drei Steckerkabel. Verschlüsselt ein kurzes Wort und schreibt Startstellung, Kabel und Geheimtext an die Tafel.
Steckbrett – zwei Buchstaben antippen verbindet sie mit einem Kabel, belegten Stecker antippen löst es.
Kabel: keine
Walzen I – II – III, Umkehrwalze B, Ringstellung fest auf A (01). Ändert ihr Startstellung oder Kabel, wird der Text gelöscht.
Station 5 · Hin und zurück
Wie liest der Empfänger die Nachricht?
Auftrag: Entscheidet euch zuerst. Prüft dann mit dem Knopf links – oder mit eurem eigenen Geheimtext an der Simulation.
Beide haben eine Enigma mit derselben Einstellung: Walzen I – II – III, Umkehrwalze B, Startstellung E M S, Kabel A–M, F–I, N–V.
Was muss der Empfänger an seiner Enigma tun?
Einfach eintippen. Wird bei einer Walzenstellung A zu K, dann wird dort auch K zu A. Das liegt an der Umkehrwalze: Der Strom kann denselben Weg auch andersherum nehmen.
Praktisch: eine Maschine für beides. Aber hat das auch einen Haken?
Station 6 · Schwachstelle
Kann A zu A werden?
Auftrag: Schätzt zuerst. Lasst dann die Maschine 1000 zufällige Tasten drücken und zählt nach.
Wie oft leuchtet bei 1000 Tastendrücken dieselbe Lampe wie die gedrückte Taste?
Nie. Kein Buchstabe wird zu sich selbst.
Der Rückweg ist der Hinweg andersherum. Käme A wieder bei der Lampe A an, müsste der Strom an der Umkehrwalze genau dort zurückkommen, wo er hineinging.
Das geht nicht: Die Umkehrwalze verbindet jeden Kontakt mit einem anderen.
Das gilt für jede Startstellung und jedes Steckbrett. Angreifer wissen also sicher: An keiner Stelle steht im Geheimtext derselbe Buchstabe wie im Klartext. Wie kann man das ausnutzen?
Die Begründung erscheint nach „Auflösen“.
Station 7 · Knacken
Wo steht das vermutete Wort?
Auftrag: Ihr vermutet, dass im Funkspruch WETTERBERICHT steht. Schiebt das Wort an alle 18 Stellen. Welche Stellen sind unmöglich, weil ein Buchstabe auf sich selbst fiele?
Oben: abgefangener Funkspruch (X steht im Klartext für ein Leerzeichen). Unten: das vermutete Wort. Rot mit ✗: gleicher Buchstabe übereinander.
Wie viele der 18 Stellen bleiben möglich?
Nur 3: Stelle 1, 12 und 16. Hier steht es tatsächlich an Stelle 12. Angreifer wissen das nicht – aber sie müssen nur noch diese drei Stellen weiter prüfen statt alle 18.
Station 8 · Geschichte, Teil 1
Wer hat die Enigma geknackt?
Auftrag: Entscheidet euch zuerst. Lest nach dem Auflösen die Zeitleiste: Was war die größte Hürde für das polnische Chiffrebüro?
Wer hat die Enigma als Erstes geknackt?
Marian Rejewski, Jerzy Różycki und Henryk Zygalski vom polnischen Chiffrebüro.
- 1932Rejewski greift die Enigma ab September an. Bis Jahresende kennt er die Verdrahtung der Walzen. Geholfen haben Unterlagen, die Frankreich beschafft hatte.
- 1934Die Firma AVA baut Nachbauten der Enigma. Rejewskis Zyklometer hilft, einen Katalog aller 105 456 Walzenstellungen anzulegen.
- IdeenZygalski erfindet Lochblätter, Różycki die „Uhrenmethode“.
- nach Sept. 1938Die Deutschen ändern ihr Verfahren. Das Büro baut mit AVA sechs „Bomby“ – eine für jede Reihenfolge der drei Walzen.
- Dez. 1938Die Wehrmacht führt zwei weitere Walzen ein. Jetzt wären 60 Bomby nötig – zu teuer.
- Juli 1939Bei Warschau erhalten Briten und Franzosen je einen Enigma-Nachbau und die polnischen Methoden.
Station 9 · Geschichte, Teil 2
Bletchley Park und die Turing-Bombe
Auftrag: Erklärt mit Station 7: Womit fing die Bombe ihre Suche an – und warum half ihr die Schwachstelle?
- Sept. 1939Nach dem deutschen Angriff auf Polen arbeiten britische Codeknacker in Bletchley Park weiter an der Enigma – auf der polnischen Arbeit aufbauend.
- IdeeAlan Turing erfindet die Bombe, eine elektromechanische Suchmaschine. Gordon Welchman verbessert sie entscheidend.
- 14.3.1940Die erste Bombe („Victory“) arbeitet in Bletchley Park.
- AlltagJeden Tag mussten Walzenlage, Walzeneinstellungen und Steckbrett neu gefunden werden – für 3000 bis 5000 abgefangene Funksprüche täglich.
- bis 1945Rund 211 Bomben werden gebaut und eingesetzt.
Womit begann die Bombe ihre Suche?
Mit einer Wortvermutung („Crib“). Dass kein Buchstabe zu sich selbst wird, half dabei: Unmögliche Stellen für das vermutete Wort fielen weg – wie in Station 7. Für die übrigen suchte die Bombe passende Walzeneinstellungen.
Abschluss
Check
Auftrag: Entscheidet euch zuerst, dann auflösen. Begründet mit einem Bauteil der Enigma.
Jemand tippt AAAA. Welcher Geheimtext kann sicher nicht herauskommen?
QAZX: An Stelle 2 würde A zu A. Das verhindert die Umkehrwalze. BDZG ist übrigens genau der Anfang aus dem Einstieg.
Warum wird dasselbe A meist zu verschiedenen Buchstaben?
Die Walzen drehen sich. Mindestens die rechte, vor dem Stromfluss. Steckbrett und Umkehrwalze bleiben während eines Funkspruchs gleich.