H3 - Krypotologie: ENIGMA-Projekt

Im H3 gab es für die Studierenden in diesem Jahr im Rahmen des Moduls IT-Sicherheit im Teil Kryptologie eine besondere Herausforderung zu bewältigen:

Im Rahmen einiger Unterrichts­einheiten sollten sich die Studierenden Informationen über die Funktionsweise des im Dritten Reich militärisch genutzten Verschlüsselungssystems „ENIGMA“ beschaffen und ein vereinfachtes Modell selbst nachbauen. Dabei sollten jeweils mindestens zwei Maschinen soweit funktionsfähig gebaut werden, dass mit ihnen kurze Nachrichten ver- und entschlüsselt werden können.

Dazu mussten zunächst Unterlagen beschafft werden, die die grundsätzliche Funktionsweise des Original-Systems erläutern. Danach musste ein Konzept für ein vereinfachtes Modell entworfen werden.

Das rein mechanische Modell sollte dabei zehn der im deutschen Alphabet am häufigsten verwendeten Buchstaben ver- und entschlüsseln können. Weiterhin sollten die Studierenden eine Bedienungsanleitung erstellen, mithilfe derer zwei völlig Unbeteiligte Nachrichten verschlüsselt austauschen können sollen.

Den Studierenden stellten sich während der Realisierung diverse Probleme in den Weg, für die Lösungen gefunden werden mussten: zunächst musste das ursprüngliche System soweit vereinfacht werden, dass es innerhalb einer angemessenen Zeit mithilfe der zur Verfügung gestellten Materialien (Holz, Schrauben, Leuchtdioden, Schalter und Draht) realisiert werden konnte. Zudem musste die grundsätzliche Funktionsweise der intern verdrahteten Rotoren verstanden und vereinfacht umgesetzt werden.

 Im Rahmen der Realisierung fiel den Teilnehmenden auf, dass man mit der entwickelten Maschine Nachrichten zwar verschlüsseln-, aber nicht wieder entschlüsseln konnte.  Die Lösung bestand darin, dass die beiden rotierenden Elemente zum Entschlüsseln gegeneinander vertauscht werden mussten, um die verschlüsselte Nachricht verarbeiten zu können.

Die Teilnehmenden hatten offenkundig großen Spaß daran, einen internen Algorithmus für das Modell zu entwerfen und mithilfe von Reißnägeln, Draht und Lötzinn in den rotierenden Elementen zu realisieren. Für die Ein- und Ausgabe der Informationen mussten zudem Schalter und Leuchtdioden verdrahtetet werden.

Zum Abschluss dieses Praktikums stellte sich heraus, dass das Erstellen einer Bedienungsanleitung,
die auch Unbeteiligte sicher verstehen können müssen, keineswegs trivial ist, denn das in der Gruppe vorhandene Expertenwissen ist bei den Anwendenden nicht vorauszusetzen. Daher musste die Anleitung so gestaltet werden, dass die Schritt für Schritt in die Anwendung des Systems eingewiesen wurde.

 

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