Enigma
Enigma.
Enigma er et græsk ord, der betyder ‘gåde’. Når noget er enigmatisk, er det gådefuldt. Det er formodentlig også baggrunden for, at tyskerne under 2. verdenskrig kaldte deres krypteringsmaskine for Enigma. Enigma var en slags skrivemaskine, der ændrede det skrevne til noget uforståeligt. Når den uforståelige besked nåede frem til modtageren, kunne den uforståelige besked dekrypteres af en Enigma maskine, således at modtageren fik en meningsfuld besked. Hvis man eksempelvis ville skrive: HEIL HITLER, så skrev man på tasterne: HEIL HITLER, men Enigma ændrede måske det skrevne til: GTOP CWGKUV. Selve princippet for krypteringen er, at når et bogstav aktiveres, – så aktiveres et svagt jævnstrømskredsløb. En strøm løber til et modtagehjul, der sender strømmen til et drejeligt hjul, og igen videre til et andet drejeligt hjul, videre til et tredje drejeligt hjul, herfra til et reflektorhjul og videre tilbage gennem de tre drejelige hjul til modtagehjulet og tilbage til en lampe, der lyser. Når man skriver H, så bliver eksempelvis lampen G tændt. Herefter drejer det første drejehjul et tak fremad, så hvis man nu skriver H igen, så tændes en anden lampe, for eksempel S eller noget andet. Hvert drejehjul har 26 stillinger, svarende til de 26 bogstaver (A-Z). Når drejehjul 1 har løbet en gang rundt (26 anslag), drejer hjul 2 et hak fremad, og når hjul 2 har drejet 26 anslag, så drejer hjul 3 et hak frem. Derfor udkommer samme anslag ud med forskellige svar. Altså HEIL HITLER – de to H’er bliver til G og C, de to E’er bliver til T og U, og de to I’er bliver til O og W. Modtageren af beskeden GTOP CWGKUV, skal have en Enigma, der fra starten har hjulene indstillet på samme måde som afsenderens, og når han så skriver GTOP CWGKUV, så udkommer beskeden HEIL HITLER på hans lamper, fordi G medfører at han læser et H (strømmen løber den modsatte vej i forhold til, da afsenderen sendte et H). Hvis derimod beskeden bliver opsnappet af nogle uvedkommende, så giver det ikke mening at læse en besked som for eksempel GTOP CWGKUV. Beskeden HEIL HITLER er blevet krypteret, og kan kun forstås af den, der har en dekrypteringsmulighed.
Enigma var kendt allerede før krigen, og en polsk matematiker havde allerede da interesseret sig for maskinen i håb om at kunne ‘knække koden’. Under krigen sendte han sin viden videre til franskmændene og englænderne. Især englænderne satte meget ind på at løse koden. De indrettede et center i Bletchley Park lidt nord for London, hvor matematikere, krydsordsløsere og andre med sans for ord og logik arbejdede med problemet at løse, hvorledes Enigma arbejdede. Det lykkedes, hvilket gav de allierede nogle fordele, når de opsnappede tyske beskeder.
Opfinderen.
Enigma blev opfundet af den tyske ingeniør Arthur Scherbius (20 Oktober 1878-13 Maj 1929).
Hjulene.
Det er hjulene, der er hemmeligheden. Billederne viser drejehjulenes (dem er der tre af) højre- og venstre side. Ringen med tallene bruges, når udgangsstillingen skal sættes. Eksempelvis starter man i stilling 1-1-1 eller 5-12-25 eller noget andet. Afsender og modtager skal blot være enige.
De 26 bogstaver (a-z) er via en omskifter forbundet til modtagehjulet med hvert sit kontaktpunkt. Altså 26 ledninger til modtagehjulet. Disse sidder i en rundkreds, på modtagehjulets højre side. Modtagehjulet er stationært, og har kontakt med første drejehjul til venstre for sig.
De tre drejehjul har hver især 26 kontaktpunkter på hver side, ligeledes placeret i en rundkreds. Imidlertid er hjulene konstrueret således, at ét kontaktpunkt på drejehjulets højre side er forbundet med ét kontaktpunkt på venstre side. Der er altså en forbindelse, der går inde i hjulet; de to kontaktpunkter er ikke forbundne lige overfor hinanden, men derimod forskudt. Det punkt der er placeret for eksempel svarende til kl. 12 på hjulets højre side, er eksempelvis forbundet med et kontaktpunkt, der måske er drejet 7 punkter. Det næste er måske forbundet svarende til et kontaktpunkt, der er drejet 16 punkter. Se tegningens delfigur 2 og 3, der beskriver, hvorledes de 13 forbindelser kan være mellem de 26 kontaktpunkter i et drejehjul.
Alle 26 kontaktpunkter i drejehjulets højre side er forbundne med de 26 kontaktpunkter på venstre side, men altså i en anden rækkefølge. Tegningen herover skitserer, hvorledes et drejehjul ser ud ‘indeni’. Hvis man forestiller sig, at udgangsstillinge er 1-1-1, og man trykker på knap A – og at dette modsvarer den kontakt på modtagehjulet, der er placeret i øverste position, så vil der være kontakt til den øverste kontakt i første drejehjuls højre side. Inde i drejehjul 1, ledes strømmen så ned til eksempelvis kontaktpunkt 7 på drejehjulets venstre side, hvorfra det videreføres til kontaktpunkt 7 på drejehjul 2 – på dette hjuls højre side. Drejehjul 2 har en anden kombination af interne forbindelser, så strømmen løber måske til kontaktpunkt 25 på hjulets venstre side. Samme logik ved tredje drejehjul, som modtager i punkt 25 og afleverer eksempelvis i punkt19. Reflektoren modtager i punkt 19 og sender retur til drejehjul 3 i punkt 12, som afleverer det gennem punkt 9. Drejehjul 2 modtager i punkt 9 og afleverer i punkt 26, drejehjul 1 modtager i punkt 26 og afleverer i punkt 3 til modtagehjulet. Dette modsvarer så bogstavet S. Faktisk er der med sikkerhed ikke et eneste sted på drejehjulene, hvor kontaktpunkterne er forbundne ‘lige over’. Ej heller for reflektoren. I modtagehjulet derimod, er forbindelsen blot ‘lige igennem’. Herefter ankommer strømmen til reflektorhjulet, der er stationært som modtagehjulet. Reflektorhjulet har 26 kontaktpunkter, disse er forbundne to og to med 13 ledninger. Herefter returnerer strømmen fra reflektorhjulet via drejehjul 3 – 2 – 1 – til modtagehjulet. Fra modtagehjulet til en lampe. Hjulene er altså således konstruerede, således at et anslag på et bogstav altid resulterer i, at en lampe med et andet bogstav lyser op.
Kontaktpunkterne på drejehjulenes højre side er små fjederbelastede stifter, der stikker ca. 6 mm. ud fra hjulets overflade. På venstre side er kontaktpunkterne blot messing plader i niveau med hjulets overflade. På denne måde kan hjulene dreje i forhold til hinanden, og når hjulene er i ro er der altid kontakt 26 steder mellem to nabohjul.
Altså: når man trykker på eksempelvis A, så er det en kontakt, man aktiverer, så der løber en strøm op til modtagehjulet, via drejehjul 1, via drejehjul 2, via drejehjul 3, via reflektor, via drejehjul 3, via drejehjul 2, via drejehjul 1 til modtagehjul og videre herfra til den lampe, der har forbindelse til den kontakt på modtagehjulet, hvor strømmen er nået til. Herefter lyser den pågældende lampe.
Tegningen herover viser, hvorfor ikke både lampe A og lampe D lyser. Kontakten ‘2’ aktiveres (holdes nede). Herved er der ikke forbindelse til bunden af lampe A. Knappen ved D er derimod ikke trykket ned, så der er strøm til D. Kontakten er ret beset ikke en kontakt, men en omskifter. I øvrigt er der på denne illustration lavet en ‘lus’ mellem S og D. Der er altså sat en forbindelse på ‘plugboardet’ mellem S og D. Havde denne ikke været etableret, ville det have været S, der lyste. Efter aftale kunne afsender og modtager altså øge krypteringsgraden v.hj.a. disse lus.
1. Batteri. 2. Tastaturets knap A. 3. Plugboard position A. 4. Modtagehjul.
5. Drejehjul 1-2-3. 6. Reflektor. 7. Plugboard position S med den ene ende af en lus.
8. Plugboard position D med den anden ende af lus.
Lamperne.
Lamperne er placerede mellem tastaturet og hjulene.
Plugboard.
Hvis man klapper fronten ned på den trækasse, som Enigmaen er i, kan man komme til et plugboard. Med et kabel kan man forbinde to bogstaver. Altså en yderligere kryptering, men udført af afsenderen. Effekten var, at det blev yderligere vanskeligt at tyde, hvad der blev skrevet, idet for eksempel det, der skulle være lys i lampe S, i stedet bliver til lys i lampe D.
Hvorfor er der to stik til hvert bogstav i plugboard?
Hvis der ikke er noget stik i, så vil en kontakt forbinde de to stik ved det enkelte bogstave, og intet sker – strømmen fra det nedtrykkede A går blot videre til modtagehjulet. Hvis der er et (dobbelt)stik i, som for eksempel forbinder S og D, så er kontakten på både S od D deaktiveret. Strømmen fra modtagehjulet til S vil blive transporteret videre til D og videre til D tasten, der jo er ikke-aktiveret. Lampen D vil lyse op. Som det ses, er de to stik med uens tykkelse, således at de kun kan sættes ind på én veldefineret måde. Den ene størrelse hul har forbindelse til modtagehjulet, den andet har forbindelse til den relevante lampe. Den lus, der sættes i vil altid forbinde et tykt hul med et tyndt hul i begge retninger, altså det tykke hul S forbindes med det tynde hul D, og det tynde hul S forbindes med det tykke hul D.
Anvendelse.
Selve opfindelsen af Enigma skete i 1918, hvor patentet blev udtaget, og i begyndelsen af 1920’erne fik maskinen anvendelse i forretningslivet i beskedent omfang. I mellemkrigsårene vaktes interesse blandt diplomater og militær for at kunne sende krypterede meddelelser. Dette medførte udvikling af flere forskellige modeller, men med de samme grundlæggende egenskaber. Wehrmacht Enigma er den model, som der oftest refereres til, og det er også den der beskrives her, hvis ikke andet specifikt er nævnt. Selve kassen med maskinen i vejer ca. 12 kg. og måler 34 cm. i længden, 28 cm. i bredden og 15 cm. i højden. Bogstaverne, som kunne skrives var udelukkende 26 store bogstaver (A-Z). Ingen tegn eller tal. Beskeder blev sendt i bundter á 5 bogstaver, og der var enkle regler for nødvendige udtryk. X blev brugt som kolon og tal blev skrevet. Klokken 21:30 blev skrevet: XZWEI XEINS XDREI XNULL XUHR, og dette blev så oversat til ex: JUGSL ULOPF DTTKW JYGFD PWFM, hvilket jo ikke giver mening for en udenforstående.
Når en meddelelse var blevet krypteret, kunne den sendes videre som morsesignal eller via en radioforbindelse i tillid til at ingen uvedkommende kunne tyde den. Set med tyske øjne var det vigtigt, at englænderne ikke kunne vide, at tyskerne havde fået kendskab til en engelsk transport. Set med engelske øjne var det vigtigt, at man vidste besked om de tyske troppebevægelser og skibenes planlagte ruter, samt at man vidste, at tyskerne ikke var opmærksomme på, at man havde denne viden.
Koden knækkes.
I 1929 lykkedes det for polakkerne at få fat i en Enigma. En specialist i kryptologi og matematik ved navn Marian Rejewski begyndte at interessere sig for maskinen og dens anvendelse. Han opsnappede diplomatiske krypterede meddelelser og fandt ud af, at afsenderen konsekvent startede en meddelelse med at skrive startindstillingen 2 gange. Altså en meddelelse blev afsendt, og startindstillingen er eksempelvis ABC. De første seks anslag er ABCABC. Dette blev imidlertid krypteret til SOPHRT. A bliver til S første gang og til H anden gang. B bliver til O og R og C bliver til P og T. Det giver ikke mening umiddelbart, men det fortæller noget om, hvilke drejehjul der anvendes, hvis man har lidt indsigt.
Polakkerne vidste, hvad de søgte efter. I 1930’erne forsøgte de at afkode en del af det tyske militærs hemmelige radiosignaler. Med hjælp fra franske matematikere kom polakkerne ret langt i at kortlægge Enigmaens kode. Et problem var, at man foruden en forståelse for, hvorledes drejehjulene var kodede, så skulle man også have kendskab til, hvornår tyskerne brugte hvilke drejehjul, og hvilke startindstillinger der blev brugt samt hvilke ‘lus’ der var skudt ind i plugboardet. Reglen var, at grundindstillingerne skiftede hver dag.
Da krigen nærmede sig med den tyske invasion af Polen d. 1. september 1939, havde tyskerne imidlertid videreudviklet Enigmaen til at omfatte 5 mulige drejehjul, hvoraf de tre var i brug. Dette gjorde det noget vanskeligere, at læse de krypterede meddelelser. Netop denne udvikling gjorde, at polakkerne var sikre på, at en tysk invasion var nært forestående. Derfor overlod de en del af deres viden til franskmændene og englænderne, som jo var allierede og havde garanteret polens sikkerhed i tilfælde af en tysk invasion.
Det altafgørende arbejde med at knække koden fandt sted i England, nærmere betegnet i Bletchley Park, et fredeligt parkområde med smukke træer og en lille flod.
Bletchley Park
Her opsnappede man alle de krypterede informationer, som man kunne få fat i. Disse blev så præsenteret for flere hundrede mennesker, der hver især var ‘nørder’. Det var matematikere, kryptografer, kortspillere, skakspillere, sprogkyndige osv. De forsøgte at finde rede i de krypterede meddelelser. En væsentlig årsag til, at det lykkedes at knække koden, var at tyskerne lavede banale fejl. For eksempel brugte de almindelige tyske fraser og vendinger, som englænderne kendte. Ofte anvendte ord med to og tre bogstaver kunne man gætte sig frem til. Af og til kunne man genkende afsenderens initialer, som blev brugt flere dage i træk. En næsten gratis information fik englænderne, når de tyske skibe sendte vejrmeldinger fra Nordatlanten. Englænderne kendte jo vejret, hvorfor det var enkelt at regne ud, hvad meldingen indeholdt. Endelig var det en suveræn hjælp, da englænderne erobrede et skib med en 5-hjulet Enigma, samt kodebøger og informationer om, hvilke grundindstillinger, der skulle bruges de forskellige dage.
Blandt de tyske ledende officerer var der på et tidspunkt intern uenighed om, hvorvidt Enigma koden var blevet brudt. En del af de landbaserede styrker var sikre på, at dette ikke var sket, hvorimod søværnet havde visse mistanker. Det er vanskeligt at vide om tilfældigheder har spillet ind, men tyskerne havde langt hen ad vejen størst succes på landjorden i krigens start, hvorimod det for eksempel ikke lykkedes tyskerne at vinde ‘Battle of Britain’, som var regulær luftkrig. Der var desuden en del uforklarlige ‘heldige’ engelske træf af hemmelige tyske ubåds missioner, som specielt admiral Karl Dönitz – Hitlers efterfølger som leder af Nazi Tyskland i de sidste uger – fandt mistænkelige.
Enigmavarianter.
Enigmaen, som her er beskrevet, er ‘den militære’ Enigma. Det er en driftsikker og meget enkel krypteringsmaskine, der helt enkelt kan dekryptere den modtagne meddelelse. Den benytter sig af 3 drejehjul, men har 5 forskellige til rådighed, som operatørerne kan vælge mellem. Kodebøger beskrev nøje, hvilke hjul og startindstillinger, der skulle anvendes på givne tidspunkter.
Imidlertid er maskinen et produkt af en længere udviklingsrække, og der findes andre varianter af maskinen.
I perioden fra 1918 til 1927 blev der udviklet 4 grundmodeller, nemlig model A, B, C og D. Udviklingen gjorde maskinerne successivt lettere, og de fik flere finesser inkorporeret. Reflektoren kom således først til i model C. De her omtale maskiner tjente primært civile formål, dvs. kryptering af meddelelser af forretningsmæssig karakter og diplomatiske meddelelser. Søværnet havde fået udviklet en maskine, der indeholdt Ä, Ö og Ü. Den egentlige militærudgave, som er den hyppigst refererede, og som er den, jeg her har beskæftiget mig med, blev produceret fra ca. 1930. Den kaldtes Enigma I, men blev til ‘den militære Enigma’ fordi den på det tidspunkt blev vurderet til at have de optimale egenskaber. Den var ikke tungere, end at den let lod sig transportere. Den var uhyre enkel at betjene og var ligeledes uhyre driftsikker. Desuden havde Enigma I fået tilføjet en detalje, som gjorde arbejdet med at knække koden yderligere besværlig. Den havde fået ‘plugboard’, altså en dynamisk ekstra krypteringsmulighed, som ikke var begrænset af de tre drejehjul, men var en konsekvens af det tilfældige valg, som operatørerne kunne aftale.
Alligevel blev der udviklet på Enigma. Der tilkom modeller med 4 og med 5 drejehjul. En enkelt model havde 8 drejehjul, men fandt aldrig indpas.
Andre modeller hed Enigma II, G, M3, M4, K og T. En enkelt model var udviklet til at kunne betjenes sammen med en printer.
Sammenfatning.
Når man er i krig, er det altafgørende, at man kan kommunikere. Hvis man blot taler i telefon sammen eller sender radiomeddelelser, risikerer man at fjenden opfanger informationerne og tager sine forholdsregler. Helt primitivt vælger man så et kodesprog dom for eksempel: “Skibet sejler i nat.” Det er relativt enkelt at omsætte til virkelighed for fjenden. At give individer falske navne har ligeledes begrænset værdi. Hvis fjenden derimod opsnapper noget, der ser således ud:
HEISK RFFOL PWRTZ IAHWN LMNZT OWHYH KLAQC TEAIJ TRSEM KJBAS BHWLM
så giver det ikke mening. Selvom man kan formode, at det drejer sig om en vigtig information, så ved man jo ikke, om det er øst eller vest, om det er skibe eller køretøjer. Derfor er en sikker og enkel krypteringsmaskine et godt værktøj. Reflektoren i Enigmaen er ret genial, idet den sikrer, at man kan dekryptere en meddelelse, når blot man kender startindstillingen og hvilke hjul, der er anvendt.
At det lykkedes at knække koden, har naturligvis været en fordel for de allierede. Forskellige bud er givet på, hvilken betydning det har haft. De mest accepterede bud er, at krigen blev afkortet med 1-1½ år.
Moderne kryptering foregår elektronisk og er vanskelig at bryde. Det bruges nu om stunder, når man anvender sin netbank, og når man sender følsomme oplysninger via e-mail.
Derfor er Enigmaen blevet til nostalgi og museumsobjekt. De står Enigmaer rund omkring.
Forfatteren er stolt af at kunne fremvise nedenstående billede, som er taget under et besøg på Danmarks Tekniske Universitet i Lyngby.
