Enigma-Simulation

Unter einer Enigma-Simulation versteht man die Simulation der elektromechanischen Rotor-Schlüsselmaschine Enigma.

Die Funktionsgruppen der Schlüssel­maschine Enigma werden durch Computer­programme simuliert

Walzenfenster der Enigma-M4

Hiervon zu unterscheiden sind Enigma-Nachbauten, die während oder kurz nach dem Zweiten Weltkrieg zu kryptographischen oder kryptanalytischen Zwecken gebaut wurden.

Zweck

Zwar ist inzwischen weitgehend geklärt, wie den Alliierten im Zweiten Weltkrieg die Entzifferung der Enigma gelang, dennoch möchte man aber auch heute noch immer einige offene Detailfragen klären. Dass der Bruch der Enigma, beispielsweise der damit verschlüsselten Funktelegramme (FTs) der damals im Atlantik operierenden deutschen U‑Boote, von kriegsgeschichtlicher Bedeutung war und den Verlauf des Krieges beeinflusst hat, wird von kaum jemanden bestritten.

Bis in die 1970er-Jahre galt die Geschichte der erfolgreichen Entzifferung der Enigma als Britain’s best kept secret, deutsch „Britanniens bestgehütetes Geheimnis“. Heute ist es Thema im Mathematik- und Informatikunterricht. Da nur wenige Geräte den Zweiten Weltkrieg überlebt haben (siehe auch Enigma-Exponate), sind Simulationen ein wichtiges Instrument in Forschung und Unterricht. Die Enigma ist Gegenstand zahlreicher Untersuchungen wissenschaftlicher und populärwissenschaftlicher Art. Es gibt Fachbücher, Romane, Theaterstücke und Filme, die sich mit der Maschine und deren Geschichte befassen. Simulatoren helfen, das Thema Enigma und die Geschichte zu verstehen.

Die ersten Simulatoren wurden bereits im Zweiten Weltkrieg unter anderem von Alan Turing in Bletchley Park entwickelt.

Simulationsarten

Fertig bestückte Leiterplatte eines elektronischen Enigma-Simulator-Bausatzes

Heute geschieht die Simulation zumeist mithilfe eines Computers, beispielsweise eines Personal Computers (PC), sowie eines dazugehörigen Computerprogramms. Eine Vielzahl geeigneter Enigma-Simulationsprogramme ist kostenlos und völlig frei verfügbar (näheres siehe unten).

Neben reinen Software-Lösungen gibt es auch Nachbau-Projekte, die darüber hinaus anstreben, dem physischen Original in puncto Aussehen, Sound und Haptik möglichst nahe zu kommen, und dieses natürlich ebenso bezüglich Bedienung und Funktion nachbilden. Häufig werden auch hier moderne softwareunterstützte Lösungen bevorzugt, also eine maßgeschneiderte Elektronik, versehen mit einem geeigneten Mikrocontroller, entsprechend programmiert. Es existieren diverse kommerzielle Bausätze, die es dem Anwender erlauben, sich selbst für wenige hundert Euro eine mehr oder weniger authentische elektronische Replik der echten Enigma-Maschine zu erschaffen.

Das Non plus ultra der Enigma-Nachbauten stellen zweifellos vollständig mechanisch ausgeführte Kopien der Original-Maschine dar. Die besten Exemplare sind kaum mehr von einer fabrikneuen echten Enigma zu unterscheiden. Allerdings kommen solch handwerkliche Meisterstücke auch den Preisen recht nahe, für die originale Maschinen gehandelt werden.

Kopien

Weingarten

Im Zeitraum 2003 bis 2011 wurde an der Hochschule Ravensburg-Weingarten ein Enigma-Nachbauprojekt durchgeführt.

Kopacz

Originalgetreu gestaltete und voll funktionsfähige Nachbildungen der Enigma werden durch Klaus Kopacz in Handarbeit hergestellt. Dazu benötigt er über dreitausend präzise gefertigte Einzelteile. Nach fünf Jahren Arbeit erhielt er als Ergebnis eine erste fertige Replik im Mai 2013. Danach folgten weitere, von denen bisher sechs für jeweils rund 50.000 Euro verkauft worden sind.

ENIGMA R.D.E.

Seit 2019 läuft an der Hochschule der Medien (HdM) in Stuttgart das Projekt „ENIGMA R.D.E.“, wobei die etwas kryptische Abkürzung, lautmalerisch als „ready“ (deutsch fertig) gelesen, für „Runterladen – Drucken – Einschalten“ steht. Ziel des Projekts ist die Erstellung einer vollständigen 3D-Druckvorlage, um anschließend die benötigten Einzelteile mithilfe eines 3D-Druckers kostengünstig (Ziel ist weniger als 300 Euro) drucken zu können. Zusammengesetzt ergibt sich die funktionsfähige Maschine.

Réplicas Enigma

Hierbei handelt es sich um Attrappen der Enigma, die zwar täuschend echt deren äußeres Erscheinungsbild nachahmen, jedoch über keine innere Mechanik oder Elektrik verfügen und daher nicht zum Schlüsseln geeignet sind. Sie können als Requisiten oder Schmuckstücke dienen.

Bausätze

Enigma-E

Eine Enigma-E im Museum von Bletchley Park

Bei der Enigma-E handelt es sich um einen modernen elektronischen Nachbau der Enigma, der als DIY kit verfügbar ist. Der Bausatz enthält außer der unbestückten Leiterplatte (PCB) alle zum Zusammenbau benötigten Komponenten – mit Ausnahme eines Gehäuses. Ergänzt wird er durch ein etwa sechzigseitiges Handbuch, das einen Stromlaufplan, die Erläuterung des Zusammenbaus und die Bedienung der Enigma-E sowie historische Hintergrundinformationen und einige echte Enigma-Funksprüche enthält.

Diese elektronische Enigma ist deutlich kleiner (etwa 230 mm × 195 mm × 55 mm) als das mechanische Original (340 mm × 280 mm × 150 mm) und enthält Leuchtdiodenanzeigen statt der originalen Glühlampen. Auch wird der mechanisch drehbare Walzensatz durch integrierte Schaltkreise (ICs) ersetzt und die Schreibmaschinentastatur durch moderne Tastschalter. Funktional entspricht sie jedoch sehr genau dem Vorbild. Sie ist in der Lage, sowohl die von Heer und Luftwaffe der Wehrmacht genutzte Enigma-I als auch die beiden Modelle der Kriegsmarine, Enigma-M3 und Enigma-M4, zu emulieren.

Als Ergänzung zur Enigma-E ist die Enigma-Uhr als separater Bausatz verfügbar, hier genannt UhrBox-E. Auch dieses Kit enthält außer der unbestückten Leiterplatte (PCB) alle zum Zusammenbau benötigten Komponenten – wieder mit Ausnahme eines Gehäuses.

meinEnigma

Der echten Enigma-Maschine versucht meinEnigma möglichst nahe zu kommen

Ein anderer elektronischer Bausatz zur Nachbildung der Enigma heißt meinEnigma. Auch hier ist das Ziel, eine funktionelle Replik der echten Maschine zu erschaffen. Ferner wird hier Wert darauf gelegt, neben der Funktion auch das „Look and Feel“, also Aussehen und Bedienung des Originals möglichst nachzubilden. Wie bei der Enigma-E, enthält der Bausatz eine unbestückte Leiterplatte mitsamt dazugehörigen elektronischen Komponenten, wie Widerständen, Spulen, Kondensatoren, Tasten, Leuchtdioden (als Ersatz der originalen Glühlämpchen) und Sieben-Segment-Anzeigen (anstelle der echten Walzenfenster) sowie drei spezieller SMD-Komponenten (Surface-mounted device), die den zur Emulation der Enigma notwendigen Programmcode enthalten. Auch hier gehört zum Bausatz kein Gehäuse. Man ist also wieder darauf angewiesen, sich beispielsweise aus Sperrholz oder Metallblech selbst ein passendes herzustellen.

Im Gegensatz zur Enigma-E allerdings, entsprechen die Abmessungen von meinEnigma ungefähr denen der wirklichen Maschine. Auch die Positionen von Anzeige- und Bedienelementen, wie Tasten, Lampen und Steckbuchsen, stimmen hier gut mit denen des Originals überein. Darüber hinaus werden die Tasten- und Walzengeräusche der echten Enigma mithilfe von Klangdateien und eines kleinen Lautsprechers originalgetreu nachgebildet.

Auch mit meinEnigma lassen sich unterschiedliche Enigma-Modelle emulieren. Dazu gehören auch hier die Enigma I, Enigma-M3 und Enigma-M4.

Simulationsprogramme

Für viele unterschiedliche Plattformen, nicht nur für Windows, wurden inzwischen entsprechende Computersimulationsprogramme geschrieben, die Aussehen, Bedienung und Funktion der authentischen Enigma-Maschine eindrucksvoll und realitätsnah nachbilden. Zumeist kann die Software frei heruntergeladen werden und erlaubt so auf der eigenen Computer-Hardware die Simulation der originalen Enigma I und auch anderer Enigma-Modelle.

Die folgende Tabelle gibt eine (unvollständige) Übersicht über die Fülle der Computersimulationen, die inzwischen für die Enigma-Maschine mitsamt ihren Ergänzungen wie Enigma-Uhr und Umkehrwalze D (UKWD) geschrieben wurden. Besonders empfehlenswert für Windows-PCs ist die Simulation von Dirk Rijmenants.

Name	Plattform	Modelle	Uhr	UKWD
Franklin Heath Enigma Simulator	Android	K, Reichsbahn, M3, M4	Nein	Nein
EnigmAndroid	Android	M3, M4, Abwehr G31, G312, G260, D, K, K, KD, R, T	Nein	Nein
Andy Carlson Enigma Applet (Standalone Version)	Java	Kriegsmarine M3, M4	Nein	Nein
Minarke (Minarke ist keine echte Kriegsmarine Enigma)	C/Posix/CLI (MacOS, Linux, UNIX, …)	M3, M4	Nein	Nein
Russell Schwager Enigma Simulator	Java	M3	Nein	Nein
PA3DBJ G-312 Enigma Simulator	JavaScript	G312 Abwehr	Nein	Nein
Daniel Palloks Universal Enigma	JavaScript	I, M3, M4, D, K, KD, Norenigma, Reichsbahn, Sondermaschine, T, A-865 Zählwerk, G-111, G-260, G-312. Sprachen: Deutsch, Englisch	Ja	Ja
Universal Enigma Machine Simulator	JavaScript	D, Norenigma, M3, M4, Zählwerk, G, G-111, G-260, G-312, K, KD, Reichsbahn, T	Ja	Ja
„Enigma machine“ Baustein	JavaScript	I, M3, M4, D, K, Norenigma, Reichsbahn, Sondermaschine, T, A-865 Zählwerk, G-111, G-260, G-312. Sprache: Englisch	Ja	Nein
Virtual Enigma 3D	JavaScript	Wehrmacht, Kriegsmarine M4	Nein	Nein
Terry Long Enigma Simulator	MacOS	M3	Nein	Nein
Paul Reuvers Enigma Simulator for RISC OS	RISC OS	M3, M4, G-312 Abwehr	Nein	Nein
Dirk Rijmenants Enigma Simulator v7.0	Windows	M3, M4	Nein	Nein
Frode Weierud Enigma Simulators	Windows	Abwehr, M3, M4, Reichsbahn	Nein	Nein
Alexander Pukall Enigma Simulator	Windows	M3	Nein	Nein
CrypTool 2 -- Enigma-Verschlüsselung und Enigma-Kryptoanalyse	Windows	A, B, D, K, M3, M4, Abwehr, Reichsbahn. GUI in Deutsch und Englisch	Nein	Nein

Literatur

• Wolfgang Ertel, Lucia Jans, Walter Herzhauser, Joachim Fessler: An Enigma Replica and its Blueprints. In: Cryptologia. 2010, 35:1, S. 16–21, doi:10.1080/01611194.2010.533256.
• Dominik Landwehr: Mythos Enigma. Transcript-Verlag, Bielefeld 2008, ISBN 978-3-89942-893-3.

Weblinks

Commons: Enigma-E – Sammlung von Bildern

• Foto von Klaus Kopacz mit seiner Enigma-Nachbildung
• Exakte Nachbildung der ENIGMA Chiffriermaschine im EnigmaMuseum
• Fotos fertig aufgebauter meinEnigmas
• henahadu: enigma machine meinEnigma prototype M4 demo auf YouTube, 8. Februar 2016 (Video einer meinEnigma im Betrieb).

Einzelnachweise

Chronologie der Enigma-Modelle

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