Die Turing-Bombe

Die Turing-Bombe knallte zwar nicht,hatte aber enorme Sprengkraft und gehört mit zur Geschichte des 2 WW.
Gut das Bildungsbürger 2.0 immer noch glauben das Computer erfindung des 21.Jahrhunderts sind.
Dazu folgendes:

Die Turing-Bombe (auch: Turing-Welchman-Bombe oder Welchman-Turing-Bombe) ist eine elektromechanische Maschine, die während des Zweiten Weltkriegs von den britischen Kryptoanalytikern in Bletchley Park (B.P.)[1] eingesetzt wurde, um die mit der deutschen Schlüsselmaschine Enigma verschlüsselten Funksprüche zu entziffern.


Eine Wren bedient die Turing-Bombe (nachgestellte Szene aus Bletchley Park)

Prinzip

Die Bombe, wie sie die Codeknacker kurz nannten, wurde auf der Grundlage der polnischen Bomba (siehe auch: Vergleich der Bombe mit der polnischen Bomba) vom britischen Mathematiker Alan Turing ersonnen und von seinem Kollegen Gordon Welchman durch Einführung des diagonal board (deutsch: Diagonalbrett) wesentlich verbessert (Turing-Welchman-Bombe). Dabei wird die Involutorik (Verschlüsseln = Entschlüsseln) der Enigma und speziell die Involutorik ihres Steckerbretts durch eine innerhalb der Turing-Bombe durchgeführte Hintereinanderschaltung mehrerer Enigma-Maschinen kryptanalytisch ausgenutzt. So lässt sich der Einfluss des Steckerbretts auf die Größe des Schlüsselraums abstreifen und der Suchraum drastisch verringern.

Der gesuchte Schlüssel kann durch Exhaustion (vollständiges Absuchen des Schlüsselraums) gefunden werden. Die hierbei verwendete Methode wird mit dem lateinischen Begriff Reductio ad absurdum (deutsch: Zurückführung bis zum Widerspruch) bezeichnet. Sie basiert auf der Verwendung eines wahrscheinlichen Worts (engl.: crib), dessen Vorkommen im Text erwartet oder zumindest angenommen werden kann. Aufgrund der bekannten inneren Verdrahtung der Schlüsselwalzen der Enigma und ihrer möglichen Stellungen zueinander können die beobachteten oder angenommenen Zusammenhänge zwischen dem vorliegenden Geheimtext und dem wahrscheinlichen Wort des Klartextes nur unter ganz bestimmten Bedingungen und nur bei sehr wenigen Schlüsseln erfüllt sein. Mit Hilfe dieser Methode gelingt es, die überwiegende Mehrzahl aller Schlüssel auszuschließen und so letztendlich den von den Deutschen zur Verschlüsselung ihrer Funksprüche verwendeten richtigen Tagesschlüssel der Enigma zu finden.

Die Bombe vergleicht die in der verschlüsselten Nachricht angenommene Textphrase (crib) mit dem entsprechenden Geheimtextfragment und probiert, mit allen möglichen Schlüsseleinstellungen für Walzenlage und Walzenstellung das Geheimtextfragment zu entschlüsseln. Passt das Ergebnis des Entschlüsselungsversuchs zum angenommenen Crib, dann entspricht die dazu benutzte Schlüsseleinstellung der Bombe möglicherweise dem gesuchten Tagesschlüssel der Enigma. Dabei noch auftretende „Fehltreffer“, die aufgrund der Kürze des Cribs durchaus möglich sind, müssen durch probeweise Entschlüsselung des restlichen Geheimtextes erkannt und verworfen werden. Ist der Tagesschlüssel der Enigma endlich gefunden, dann kann der gesamte Geheimtext, wie vom befugten Empfänger, einfach entschlüsselt werden.

Statt der in manchen populärwissenschaftlichen Darstellungen, Spielfilmen, wie „Enigma – Das Geheimnis“ und „The Imitation Game – Ein streng geheimes Leben“, oder Romanen, wie beispielsweise Enigma des britischen Schriftstellers Robert Harris, genannten Zahl von „150 Millionen Millionen Millionen“[3] Möglichkeiten, die sie abzuarbeiten habe, sind es tatsächlich „nur“ 26³ oder 17.576 mal 60, also 1.054.560 Möglichkeiten, unter denen sie die „richtige“ Stellung finden muss (siehe auch: Kapitel Entzifferung und Schlüsselraum im Übersichtsartikel zur Enigma).

Diese etwa eine Million unterschiedlichen Fälle sind von Hand in vernünftiger Zeit praktisch nicht durchzuprobieren. Mithilfe der Turing-Bombe jedoch, die motorbetrieben mit 64 Umdrehungen pro Minute[4] während jeder Umdrehung 26 Fälle abarbeiten konnte, brauchte man nur noch 1.054.560/(26·64) Minuten, etwas mehr als zehn Stunden, um sämtliche Möglichkeiten durchzutesten. (Hinzu kommt noch die Zeit zum Einstellen und Umrüsten der Maschine auf die sechzig verschiedenen Walzenlagen, wodurch die Zeit auf rund zwanzig Stunden verdoppelt wird.)[5] Leistet man sich den Aufwand, sechzig Bombes einzusetzen, jeweils eine für jede Walzenlage, dann schrumpft die Zeit für einen Durchlauf von etwas mehr als zehn Stunden auf gut zehn Minuten[6] – eine durchaus erträgliche Zeit.


Die Turing-Bombe besteht aus der Hintereinanderschaltung von dreimal zwölf Walzensätzen der Enigma. Die Farben der „Trommeln“ (engl. drums) signalisieren die Nummer der entsprechenden Walze
(Walze I = rot,
Walze II = kastanienbraun,
Walze III = grün,
Walze IV = gelb,
Walze V = hellbraun,
Walze VI = blau,
Walze VII = schwarz,
Walze VIII = silber).[2]

Geschichte

Der erste Prototyp der Turing-Bombe, genannt Victory (deutsch „Sieg“), wurde vom britischen Ingenieur Harold Keen und seinem Team aus zwölf Mitarbeitern der British Tabulating Machine Company (deutsch „Britische Tabelliermaschinengesellschaft“) bereits im Frühjahr 1940 fertiggestellt.[8] Das Gerät wurde anschließend in B.P. erfolgreich zur Entzifferung von deutschen Enigma-Funksprüchen eingesetzt. Nachdem durch Gordon Welchmans Erfindung des diagonal board (deutsch „Diagonalbrett“) die Effizienz der Maschine wesentlich verbessert werden konnte, wurde die Produktion erheblich gesteigert. Unter enger Zusammenarbeit des Kryptoanalytikers Welchman und des Elektroingenieurs Keen[9] entstanden bis Ende 1941 unter dem Decknamen „CANTAB“ zwölf weitere Exemplare[10] und bis zum Kriegsende mehr als 210 Bombes.[11]

Die erste voll betriebsfähige Turing-Welchman-Bombe (inkl. diagonal board) kam Mitte August 1940 zum Einsatz. Sie erhielt den Namen „Agnes“, möglicherweise zu Ehren von Agnes Meyer Driscoll, der US-amerikanischen Kollegin der britischen Codebreakers. Für die Exhaustion einer Walzenlage benötigte Agnes etwa 15 Minuten,[12] eine Zeitspanne, die bei späteren Exemplaren durch Erhöhung der Drehzahl der Trommeln auf etwa sechs Minuten reduziert werden konnte. Bis zum Kriegsende waren mehr als 210 Bombes allein in England in Betrieb.[13]

Darüber hinaus wurden unter Federführung von Joseph Desch in der National Cash Register Company (NCR) in Dayton, Ohio, ab April 1943 mehr als 120 Hochgeschwindigkeitsvarianten produziert, die speziell gegen die nur von den deutschen U-Booten verwendete Enigma-M4 gerichtet waren. Im Gegensatz zu den anderen Enigma-Modellen mit drei Walzen verwendete die M4 eine vierte Walze und konnte deshalb nur mit entsprechend aufwendigeren Bombes „geknackt“ werden.
Namensursprung

Beim Begriff Bombe, den die britischen Codebreakers für ihre Maschine benutzten, handelt es sich um die französische Schreibweise des englischen Worts „bomb“ (deutsch: Bombe). Er wurde in Anlehnung an die polnische Vorläuferin der Turing-Bombe, der vom polnischen Codeknacker Marian Rejewski entwickelten Bomba (polnisch für Bombe) gewählt. Die Herkunft dieser ursprünglichen Bezeichnung ist nicht eindeutig geklärt.

Nach dem Krieg konnte selbst Rejewski sich nicht mehr daran erinnern, wie diese Bezeichnung entstanden war.[14] Gerne wird erzählt, er hätte mit seinen Kollegen Różycki und Zygalski gerade in einem Café eine Eisbombe verspeist, während er die Idee zur Maschine formulierte. Daraufhin habe Jerzy Różycki diesen Namen vorgeschlagen. Eine andere Hypothese ist, dass die Maschine ein Gewicht fallen ließ, ähnlich wie ein Flugzeug eine Bombe abwirft, und so deutlich hörbar signalisierte, dass eine mögliche Walzenstellung gefunden wurde.[15] Eine dritte Variante vermutet das Betriebsgeräusch der Maschine, das dem Ticken einer Zeitbombe geähnelt haben soll, als Grund für die Namensgebung.[16] Auch das Aussehen der Maschine, die Ähnlichkeit mit der typisch halbkugeligen Form einer Eisbombe gehabt haben soll, wird als Namensursprung angeführt.[17] Leider sind keine Bomby erhalten geblieben, so dass sich die verschiedenen Namenshypothesen nur schwer überprüfen lassen. Rejewski selbst gab hierzu ganz nüchtern an, zu dem Namen sei es gekommen, weil ihnen damals „nichts Besseres eingefallen sei“ (engl.: „For lack of a better name we called them bombs.“).[18]

Die Briten in Bletchley Park jedenfalls übernahmen den ursprünglich polnischen Namen und übertrugen ihn ins Französische. Möglicherweise hat dies etwas damit zu tun, dass sich die polnischen Codeknacker im Jahr 1939 nach dem deutschen Überfall auf ihr Land und ihrer Flucht aus Polen in Frankreich aufhielten und von dort aus mit den Briten kommunizierten.

Bombe-Nachbau-Projekt

Am Originalschauplatz, im etwa 70 km nordwestlich von London gelegenen Bletchley, lief ab 1995 über mehr als zehn Jahre lang das Bombe-Nachbau-Projekt (englischer Originaltitel: The Turing Bombe Rebuild Project). Ein Team aus bis zu 60 Freiwilligen[19] unter der Leitung von John Harper setzte sich zum Ziel, eine Turing-Bombe möglichst originalgetreu nachzubauen. Dies gelang und am 17. Juli 2007 wurde in einem kleinen Festakt in Anwesenheit von John Harper und einiger ehemaliger Wrens (weibliche Mitarbeiterinnen, die im Krieg die Bombes bedient hatten) der voll funktionsfähige Nachbau einer Turing-Bombe durch Edward, den Herzog von Kent, offiziell in Betrieb genommen.[20] Er ist am Originalschauplatz ausgestellt und der Öffentlichkeit zugänglich.

Filmische Rezeption

Turing-Bombes in Aktion sind im britischen Spielfilm Enigma – Das Geheimnis zu sehen, der auf dem Roman Enigma[21] basiert und die Entzifferungsarbeit der britischen Codeknacker von Bletchley Park thematisiert. Bei den Bombes handelt es sich um Nachbauten, die nicht voll funktionstüchtig sind, aber das äußere Erscheinungsbild und speziell die rotierenden Trommeln wirklichkeitsnah darstellen. Auch die Arbeit der Codeknacker bei der Erstellung der für die Bombe notwendigen „Menüs“ wird sehr gelungen dargestellt. Die diversen Funksprüche sind speziell für den Film nach den Original-Vorschriften und Verfahren wirklichkeitsgetreu erzeugt und verschlüsselt worden.[22]

Die britisch-US-amerikanische Gemeinschaftsproduktion „The Imitation Game – Ein streng geheimes Leben“ aus dem Jahr 2014 illustriert das Leben und die Beiträge von Alan Turing als Codeknacker in Bletchley Park. Im besonderen Fokus steht dabei die Entwicklungsgeschichte „seiner“ Bombe, deren Konstruktion und Bedienung anschaulich dargestellt werden.

Quelle