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Sigaba Die Eigenschreibweise SIGABA von deutscher Seite auch als AM 2 für Amerikanische Maschine Nr 2 bezeichnet ist ein

Sigaba

Die Sigaba (Eigenschreibweise: SIGABA; von deutscher Seite auch als AM-2 für „Amerikanische Maschine Nr. 2“ bezeichnet) ist eine Rotor-Schlüsselmaschine, die im Zweiten Weltkrieg im Nachrichtenverkehr des US-amerikanischen Militärs verwendet wurde. Die Sigaba, auch kurz ECM (für Electric Cipher Machine, deutsch: „Elektrische Schlüsselmaschine“) oder genauer ECM Mark II genannt, wurde von der US-Armee auch als Converter M-134-C und von der US-Marine als CSP-889 sowie – in modifizierter Form – als CSP-2900 bezeichnet. Anders als die auf ähnlichen Prinzipien basierende deutsche Schlüsselmaschine Enigma konnte die Sigaba während des Zweiten Weltkriegs nie „geknackt“ werden.

Die amerikanische Schlüsselmaschine Sigaba

Geschichte Bearbeiten

Entwurfsskizze der Sigaba vom 6. Oktober 1936. Der hand­schrift­liche Text lautet: Wheel control unit and cipher wheel unit are identical in design and inter­change­able. Wiring to be arranged as indicated. („Steuer­walzen­einheit und Chiffrier­walzen­einheit sind bau­gleich und aus­tausch­bar. Verka­belung wie ange­geben.“)

Die Schlüsselmaschine Sigaba basiert auf Prinzipien der Verwendung von Rotoren (Walzen) zum Zwecke der Verschlüsselung von Texten, wie sie im Jahre 1917 der Amerikaner Edward Hugh Hebern (1869–1952) erfand und zum Patent anmeldete. Diese Prinzipien wurden unter Leitung des amerikanischen Kryptologen William Frederick Friedman insbesondere in Hinsicht auf eine unregelmäßige Fortschaltung der Rotoren verfeinert und somit kryptographisch wesentlich verstärkt. Sein Mitarbeiter Frank Rowlett hatte die Idee, zur unregelmäßigen Fortschaltung der Chiffrierwalzen weitere Walzen einzusetzen. So entstanden in kurzer Folge als Vorläuferinnen im Jahr 1933 die M-134, dann die M-134-A, genannt SIGMYC, und schließlich im Jahr 1936 die M-134-C Sigaba.

Funktion Bearbeiten

Funktionsgruppen der Sigaba
Die Sigaba wird im US-Patent 6175625 beschrieben, angemeldet 1944, jedoch erst 2001 veröffentlicht

Ähnlich wie die deutsche Schlüsselmaschine Enigma benutzt auch die Sigaba mehrere Walzen, mit denen die Buchstaben des zu verschlüsselnden Klartextes mehrfach permutiert werden und schließlich den Geheimtext ergeben. Anders als die Enigma, die jedoch nur drei oder höchstens vier Walzen verwendete, kamen bei der Sigaba insgesamt fünfzehn Walzen zum Einsatz. Ferner vermied die Sigaba die kryptographische Hauptschwäche der Enigma, nämlich die Umkehrwalze. Zur wahlweisen Einstellung der Betriebsart Verschlüsselung oder Entschlüsselung dient ein Umschaltknopf, der sich rechts neben den Walzen befindet.

Die fünfzehn Walzen der Sigaba teilen sich auf in drei Walzensätze zu jeweils fünf drehbar angeordneten Walzen. Nur ein Walzensatz, die cipher rotor bank (deutsch: „Chiffrierwalzensatz“), bestehend aus den fünf Chiffrierwalzen, bewirkt die eigentliche Verschlüsselung des Textes, während die anderen beiden Walzensätze, die control rotor bank (deutsch: „Steuerwalzensatz“) und die index rotor bank (deutsch: „Indexwalzensatz“) nur zur Steuerung und Erzeugung einer möglichst unregelmäßigen Fortschaltung der Chiffrierwalzen dienen.

  • Die fünf Chiffrierwalzen (engl.: cipher rotors) weisen auf beiden Seiten für die 26 Großbuchstaben des lateinischen Alphabets 26 elektrische Kontakte auf, die durch 26 isolierte Drähte im Inneren der Walze auf (damals) geheime Weise paarweise miteinander verbunden sind. Der von der einen Seite über eine Kontaktplatte in die Walze eintretende Strom verlässt sie wieder auf der anderen Seite über eine andere Kontaktplatte. So wird die zur Verschlüsselung eines Buchstabens gewünschte Permutation (Zeichenvertauschung) erreicht.
  • Die fünf Steuerwalzen (engl.: control rotors) weisen ebenfalls auf beiden Seiten 26 elektrische Kontakte auf, die ebenso mit den 26 Buchstaben des Alphabets bezeichnet sind. Anders als die Chiffrierwalzen erhalten die Steuerwalzen jedoch vier Signale, die nach Durchlauf des Steuerwalzensatzes in zehn Gruppen zu ein bis sechs Drähten aufgespalten werden.
  • Der dritte und letzte Walzensatz besteht aus fünf Indexwalzen (engl.: index rotors), die deutlich kleiner sind als die Chiffrierwalzen und Steuerwalzen und nur jeweils zehn Kontakte auf jeder Seite aufweisen. Die Kontakte der Indexwalzen sind nicht mit Buchstaben bezeichnet, sondern tragen Nummern, beginnend von 10 bis 19 für die erste Indexwalze bis zu 50 bis 59 für die fünfte Indexwalze. Im Gegensatz zu den anderen zehn Walzen, bewegen sich die Indexwalzen während der Verschlüsselung nicht. Ihre Ausgangssignale steuern die Fortschaltung der Chiffrierwalzen auf unregelmäßige Weise.
Der Walzensatz

Aufgrund der unregelmäßigen Walzenfortschaltung sowie der weder involutorischen noch fixpunktfreien Permutationen, die der Walzensatz bewirkt, ist die Sigaba kryptographisch deutlich stärker als die deutsche Schlüsselmaschine Enigma und konnte im Gegensatz zu dieser niemals gebrochen werden.

Mithilfe eines Adapters, genannt CSP 1600, der den üblichen Walzensatz durch einen speziellen ersetzte, konnte die Sigaba in eine Combined Cipher Machine umgewandelt werden, die für den geheimen Nachrichtenaustausch mit den britischen Alliierten eingesetzt wurde.

Literatur Bearbeiten

  • 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.
  • George Lasry: A Practical Meet-in-the-Middle Attack on SIGABA. 2nd International Conference on Historical Cryptology, HistoCrypt 2019, PDF; 2,3 MB.
  • Michael Lee, Cryptanalysis of the Sigaba. Dissertation, University of California, Santa Barbara CA 2003 (PDF; 0,7 MB).
  • Klaus Schmeh: Codeknacker gegen Codemacher. Die faszinierende Geschichte der Verschlüsselung. 2. Auflage. W3L-Verlag, Herdecke u. a. 2008, ISBN 978-3-937137-89-6.
  • John J. G. Savard, Richard S. Pekelney: The ECM Mark II. Design, History and Cryptology. In: Cryptologia. 23, 3, Juli 1999, ISSN 0161-1194, S. 211–228.
  • George Lasry, „Cracking SIGABA in less than 24 hours on a consumer PC“, Cryptologia, 2021 [1].

Weblinks Bearbeiten

Commons: Sigaba – Album mit Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. Friedrich L. Bauer: Entzifferte Geheimnisse. Methoden und Maximen der Kryptologie. 3., überarbeitete und erweiterte Auflage. Springer, Berlin u. a. 2000, S. 117.
  2. Patent US1510441.‌
  3. Patent US6175625.‌
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Veröffentlichungsdatum:
Die Sigaba Eigenschreibweise SIGABA von deutscher Seite auch als AM 2 fur Amerikanische Maschine Nr 2 bezeichnet ist eine Rotor Schlusselmaschine die im Zweiten Weltkrieg im Nachrichtenverkehr des US amerikanischen Militars verwendet wurde Die Sigaba auch kurz ECM fur Electric Cipher Machine deutsch Elektrische Schlusselmaschine oder genauer ECM Mark II genannt wurde von der US Armee auch als Converter M 134 C und von der US Marine als CSP 889 sowie in modifizierter Form als CSP 2900 bezeichnet Anders als die auf ahnlichen Prinzipien basierende deutsche Schlusselmaschine Enigma konnte die Sigaba wahrend des Zweiten Weltkriegs nie geknackt werden 1 Die amerikanische Schlusselmaschine Sigaba Inhaltsverzeichnis 1 Geschichte 2 Funktion 3 Literatur 4 Weblinks 5 EinzelnachweiseGeschichte Bearbeiten nbsp Entwurfsskizze der Sigaba vom 6 Oktober 1936 Der hand schrift liche Text lautet Wheel control unit and cipher wheel unit are identical in design and inter change able Wiring to be arranged as indicated Steuer walzen einheit und Chiffrier walzen einheit sind bau gleich und aus tausch bar Verka belung wie ange geben Die Schlusselmaschine Sigaba basiert auf Prinzipien der Verwendung von Rotoren Walzen zum Zwecke der Verschlusselung von Texten wie sie im Jahre 1917 der Amerikaner Edward Hugh Hebern 1869 1952 erfand und zum Patent anmeldete 2 Diese Prinzipien wurden unter Leitung des amerikanischen Kryptologen William Frederick Friedman insbesondere in Hinsicht auf eine unregelmassige Fortschaltung der Rotoren verfeinert und somit kryptographisch wesentlich verstarkt Sein Mitarbeiter Frank Rowlett hatte die Idee zur unregelmassigen Fortschaltung der Chiffrierwalzen weitere Walzen einzusetzen So entstanden in kurzer Folge als Vorlauferinnen im Jahr 1933 die M 134 dann die M 134 A genannt SIGMYC und schliesslich im Jahr 1936 die M 134 C Sigaba Funktion Bearbeiten nbsp Funktionsgruppen der Sigaba nbsp Die Sigaba wird im US Patent 6175625 3 beschrieben angemeldet 1944 jedoch erst 2001 veroffentlichtAhnlich wie die deutsche Schlusselmaschine Enigma benutzt auch die Sigaba mehrere Walzen mit denen die Buchstaben des zu verschlusselnden Klartextes mehrfach permutiert werden und schliesslich den Geheimtext ergeben Anders als die Enigma die jedoch nur drei oder hochstens vier Walzen verwendete kamen bei der Sigaba insgesamt funfzehn Walzen zum Einsatz Ferner vermied die Sigaba die kryptographische Hauptschwache der Enigma namlich die Umkehrwalze Zur wahlweisen Einstellung der Betriebsart Verschlusselung oder Entschlusselung dient ein Umschaltknopf der sich rechts neben den Walzen befindet Die funfzehn Walzen der Sigaba teilen sich auf in drei Walzensatze zu jeweils funf drehbar angeordneten Walzen Nur ein Walzensatz die cipher rotor bank deutsch Chiffrierwalzensatz bestehend aus den funf Chiffrierwalzen bewirkt die eigentliche Verschlusselung des Textes wahrend die anderen beiden Walzensatze die control rotor bank deutsch Steuerwalzensatz und die index rotor bank deutsch Indexwalzensatz nur zur Steuerung und Erzeugung einer moglichst unregelmassigen Fortschaltung der Chiffrierwalzen dienen Die funf Chiffrierwalzen engl cipher rotors weisen auf beiden Seiten fur die 26 Grossbuchstaben des lateinischen Alphabets 26 elektrische Kontakte auf die durch 26 isolierte Drahte im Inneren der Walze auf damals geheime Weise paarweise miteinander verbunden sind Der von der einen Seite uber eine Kontaktplatte in die Walze eintretende Strom verlasst sie wieder auf der anderen Seite uber eine andere Kontaktplatte So wird die zur Verschlusselung eines Buchstabens gewunschte Permutation Zeichenvertauschung erreicht Die funf Steuerwalzen engl control rotors weisen ebenfalls auf beiden Seiten 26 elektrische Kontakte auf die ebenso mit den 26 Buchstaben des Alphabets bezeichnet sind Anders als die Chiffrierwalzen erhalten die Steuerwalzen jedoch vier Signale die nach Durchlauf des Steuerwalzensatzes in zehn Gruppen zu ein bis sechs Drahten aufgespalten werden Der dritte und letzte Walzensatz besteht aus funf Indexwalzen engl index rotors die deutlich kleiner sind als die Chiffrierwalzen und Steuerwalzen und nur jeweils zehn Kontakte auf jeder Seite aufweisen Die Kontakte der Indexwalzen sind nicht mit Buchstaben bezeichnet sondern tragen Nummern beginnend von 10 bis 19 fur die erste Indexwalze bis zu 50 bis 59 fur die funfte Indexwalze Im Gegensatz zu den anderen zehn Walzen bewegen sich die Indexwalzen wahrend der Verschlusselung nicht Ihre Ausgangssignale steuern die Fortschaltung der Chiffrierwalzen auf unregelmassige Weise nbsp Der WalzensatzAufgrund der unregelmassigen Walzenfortschaltung sowie der weder involutorischen noch fixpunktfreien Permutationen die der Walzensatz bewirkt ist die Sigaba kryptographisch deutlich starker als die deutsche Schlusselmaschine Enigma und konnte im Gegensatz zu dieser niemals gebrochen werden Mithilfe eines Adapters genannt CSP 1600 der den ublichen Walzensatz durch einen speziellen ersetzte konnte die Sigaba in eine Combined Cipher Machine umgewandelt werden die fur den geheimen Nachrichtenaustausch mit den britischen Alliierten eingesetzt wurde Literatur BearbeitenFriedrich L Bauer Entzifferte Geheimnisse Methoden und Maximen der Kryptologie 3 uberarbeitete und erweiterte Auflage Springer Berlin u a 2000 ISBN 3 540 67931 6 George Lasry A Practical Meet in the Middle Attack on SIGABA 2nd International Conference on Historical Cryptology HistoCrypt 2019 PDF 2 3 MB Michael Lee Cryptanalysis of the Sigaba Dissertation University of California Santa Barbara CA 2003 PDF 0 7 MB Klaus Schmeh Codeknacker gegen Codemacher Die faszinierende Geschichte der Verschlusselung 2 Auflage W3L Verlag Herdecke u a 2008 ISBN 978 3 937137 89 6 John J G Savard Richard S Pekelney The ECM Mark II Design History and Cryptology In Cryptologia 23 3 Juli 1999 ISSN 0161 1194 S 211 228 George Lasry Cracking SIGABA in less than 24 hours on a consumer PC Cryptologia 2021 1 Weblinks Bearbeiten nbsp Commons Sigaba 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