Die ADFGX-Verschlüsselung des Deutschen Heeres im ersten Weltkrieg & Georges Painvin history menue Letztmalig dran rumgefummelt: 20.10.18 20:01:48

Georges Jean Painvin (* 1886 in Nantes; † 21. Januar 1980 in Paris) war ein französischer Geologe und erfolgreicher Unternehmer.
Besonders bekannt wurde er aber als der Kryptoanalytiker, der 1918 im Ersten Weltkrieg die ADFGX- und ADFGVX-Verschlüsselung gebrochen hat, die von den Deutschen während ihrer Frühjahrsoffensive benutzt wurde, um ihre mithilfe der Morse-Funktechnik drahtlos übertragenen militärischen Meldungen und Befehle geheim zu halten.
Vermutlich lag es an Painvins Entzifferungen, dass es den deutschen Truppen nicht gelang, einen entscheidenden Durchbruch zu erzielen und bis nach Paris vorzustoßen. Dies ist den Äußerungen einiger namhafter Autoren zu entnehmen: „Painvins Arbeit ist es zu verdanken, dass die Speerspitze dieses Angriffs zwischen Compiègne und Montdidier, beide 80 km nördlich von Paris gelegen, lokalisiert werden konnte.“„Seine Leistung hatte einen Erdrutsch weiterer Entschlüsselungen zur Folge, darunter die eines Funkspruchs mit dem Befehl »Sofortige Munitionslieferung. Auch bei Tage, wenn nicht beobachtet.« [...] Der dringende Munitionsbedarf ließ vermuten, dass dies der Ort war, an dem der deutsche Angriff drohte, was von der Luftaufklärung bestätigt wurde. Die Alliierten schickten Truppen zur Verstärkung des Frontabschnitts, und eine Woche später begann der deutsche Angriff. Die deutschen Truppen hatten das Überraschungsmoment verloren und wurden in einer höllischen, fünf Tage dauernden Schlacht zurückgeworfen.“ Der Kryptologe und ehemalige Direktor des Max-Planck-Instituts für Astrophysik in Garching bei München, Professor Rudolf Kippenhahn, folgert: „Wahrscheinlich ist es sein [Painvins] Verdienst, dass deutsche Soldaten im Ersten Weltkrieg nicht auf den Champs-Élysées herumspaziert sind.“

Quelle ist hierzu WIKIPEDIA

1. Zur Geschichte
2. ... zur Technik der Ver- und Entschlüsselung
3. ABC- und ABCD-Verschlüsselung
4. ADFGX und ADFGVX
5. Beispiele ADFGX
6. Software-Lösungen von uns ...
7. Angriffe auf ADFGX
8. Verwandte Themen

ÜBCHI-Verschlüsselung

ADFGX-Chiffre

inhaltlich auf korrektem Stand - evtl. partiell unvollständig ;-)

Wissen für Fortgeschrittene der Informatik

Quellen:

Schlüsselbuch


1. Zur Geschichte history menue scroll up

Der ADFGX ist im Wesentlichen eine Verfeinerung des UBCHI-Chiffres. Dieser war im Original ein klassischer Transpositionschiffre und dadurch, das die Zeichenzahl Auskunft über das mögliche Tabellen-Layout gaben, war er auch nicht gerade wirklich sicher.
Wie schlecht die Deutschen in Sachen Kryptologie gerüstet waren, zeigt sich nicht zuletzt an der großen Anzahl der von ihnen eingesetzten Verschlüsselungsverfahren. Sie nutzten mehrere Dutzend unterschiedlicher Methoden, die häufig gewechselt wurden und oft ohne größere Analyse zum Einsatz kamen. Teilweise handelte es sich dabei um Wörter-Codes, bei denen der Verschlüssler ganze Wörter mit einer Art Wörterbuch durch unverfängliche Begriffe oder unverständliche Zeichenkombinationen ersetzte. Wörter-Codes hatten zu dieser Zeit noch eine wichtige Bedeutung, wurden aber immer mehr durch andere Verfahren ersetzt. Auch die Deutschen stellten damals mehr und mehr auf Buchstaben-Codes um, bei denen der Funker eine Nachricht nach bestimmten Regeln notieren, Buchstaben ersetzen und die Reihenfolge andern musste.


2. zur Technik der Ver- und Entschlüsselung history menue scroll up

Das ADFGX-Verfahren funktioniert - genau wie sein Nachfolger in drei - streng genommen vier Schritten. Erstens steht die die Generierung der ADFGX-Matrix aus einem gegebenen Key-Word an. Das geschieht identisch dem Playfair-Verfahren vermischt mit dem Polybius-Code, allerdings stehen als Bezeichner an Zeilen und Spalten die Buchstaben ADFGX. Das "J" muss aus der Key-Matrix herausgestrichen werden, bzw. wird durch "I" ersetzt (kennt man schon vom Playfair-Chiffre). Für jedes Plaintext-Zeichen ergibt sich somit eine zweifache spezifische Kombination aus der Zeichenmenge "ADFGX"),
Diese erhaltene Zeichensequenz (logischerweise doppelt so lang wie der Plaintext, wird nun zeilenweise in die Transpositions-Matrix eingeschrieben.
Trotz dieses Nachteils wäre ÜBCHI zur damaligen Zeit ein sicheres Verfahren gewesen, wenn es die Deutschen richtig eingesetzt hätten. Genau das taten sie jedoch nicht. Ihr größter Fehler war, dass sie an der gesamten Westfront über acht bis zehn Tage hinweg den gleichen Schlüssel verwendeten. So wurde ÜBCHI zu einer leichten Beute für die Franzosen, die damals eine schlagkräftige Dechiffrier-Einheit unterhielten, die man heute für die beste des Ersten Weltkriegs hält. Neben dem in großen Mengen verfügbaren Analysematerial half den Franzosen, dass sie immer wieder Wörter erraten konnten, die in einer verschlüsselten Nachricht vorkamen. Mit deutscher Gründlichkeit sendeten ihre Kriegsgegner regelmäßig Botschaften wie »keine besonderen Vorkommnisse« und spickten ihre Nachrichten mit einfach zu erratenden Floskeln. Besonders leichtes Spiel hatten die Dechiffrierer, wenn die Deutschen patriotische Schlüsselwörter wie KAISER oder VATERLAND auswählten, was sie oft genug taten.
erstes Beispiel zum Verschlüsseln via ADFGX - die Matrix wird aufgefüllt
ENCODING - ... hier der Downlod im CorelDraw 11.0-Format

... die ADFGX-Basis-Matrix - nicht ausgefüllt

... die ADFGX-Basis-Matrix - mit Keyword nicht revers aufgefüllt

... Plaintext bereinigt und auf volle Matrix-Dimension aufgefüllt

... Substiotution in ADFGX-Code - Zeile zuerst!!!

... Einschreiben in die unsortierte Transpositions-Tabelle

... Sortieren und "Umhängen" der Transpositionstabelle

... Umcodieren in Morsecode

... und so ging der Funkspruch dann raus!!!

DECODING - ... hier der Downlod im CorelDraw 11.0-Format

... empfangener Funkspruch im MORSE-Code

... Notation als Text

... Transpositions-Keyword sortiren

Text in die enstandene "Tabelle" spaltenweise eintragen (Länge der Spalten ergibt sich aus Anzahl Zeichen Text dividiert durch Anzahl Zeichen Transpositions-Keyword)

Text nun zeilenweise auslesen (er wurde ja vormals auch zeilenweise eingeschrieben)

Ausgangsalphabet für die Substitutions-Matrix

Generieren der Substitutions-Matrix

Auslesen Plaintext (immer zuerst die Zeile!)

Wandeln in Prosatext

... wir fassen zusammen

Ciffrieren:

  • ... ich benötige die Substitutionsmatrix mit dem entsprechend angewandten Keyword sowie dem verfahren des Eintragens des Restalphabets
  • Umwandeln des bereinigten Plaintextes (kein "J" - ansonsten nach Prinzip) in ADFGX-Code (die Zeile immer zuerst!!!)
  • zeilenweises Eintragen in die unsortierte Transpositions-Tabelle
  • Transposition ("Umhängen") durch Sortieren des Transpositions-Keyword (die Elemente der Spalte werden aber "mitgenommen")
  • spaltenweise auslesen
  • ... war die Matrix nicht aufgefüllt, müssen die Spitzen ermittelt werden

Dechiffrieren:

  • ... grundsätzlich gibt es zwei Dinge in Vorbereitung zu erledigen - die Reihenfolge deren Abarbeitung ist beliebig - ich benötige die Substitutionsmatrix und das sortierte Transpositions-Keyword
Projekt Anne Muth 2015 - mit nicht aufgefüllter Matrix!!!      

Projektseite Anne Muth

     

Transpositionsmatritzen

Vorlage-Tabelle 26 × 26

Vorlage-Tabelle 30 × 30

Vorlage-Tabelle 40 × 40

Vorlage-Tabelle 50 × 50

Tabelle 26 × 26 im GIF-Format

Tabelle 26 × 26 im CorelDraw 11.0-Format

Tabelle 30 × 30 im GIF-Format

Tabelle 30 × 30 im CorelDraw 11.0-Format

Tabelle 40 × 40 im GIF-Format

Tabelle 40 × 40 im im CorelDraw 11.0-Format

Tabelle 50 × 50 im GIF-Format

Tabelle 50 × 50 im CorelDraw 11.0-Format


3. ABC- und ABCD history menue scroll up
Bei der Dechiffrierung von ABC, ABCD und anderen deutschen Verschlüsselungsmethoden spielte der 29-jährige Franzose Georges Painvin eine wesentliche Rolle. Painvin entwickelte sich zum bedeutendsten Code-Knacker des Ersten Weltkriegs, indem er eine deutsche Verschlüsselung nach der anderen löste und nebenbei auch noch die Methoden anderer Länder mit Erfolg analysierte.
Als Painvins größte Leistung gilt das Knacken des deutschen Verschlüsselungsverfahrens ADFGX und dessen Nachfolger ADFGXVX. Im März 1918 stieß die französische Funkaufklärung erstmals auf die verschlüsselten Nachrichten, die nur aus den Buchstaben A, D, F, G und X bestanden und damit für einige Verwirrung sorgten. Von einem Tag auf den anderen hatten die Deutschen den kompletten Funkverkehr an der Westfront auf das neue Verfahren umgestellt. Immerhin ahnten die Franzosen, warum die Deutschen gerade diese fünf Buchstaben gewählt hatten: Ihre Kodierungen im Morse-Alphabet (. -, -- , - -- , --- und -- --) unterschieden sich in größtmöglicher Weise, was Verwechslungen vermied.

... ADFGX und ADFGVX - jedoch auch ADFGX waren unsicher!!! - es waren ja "nur" Vertauschungen einer ansonsten bekannten statistischen Häufigkeitsverteilung ...

Ausgerechnet in der entscheidenden Kriegsphase konnten die Franzosen nun die deutschen Funksprüche nicht mehr lesen. Sie erfuhren daher auch nicht, dass die Deutschen für den 21. März 1918 die von den Franzosen lange befürchtete Großoffensive im Westen planten. Während Painvin noch wie ein Besessener über den ADFGX-Nachrichten brütete, wobei er mehrere Kilogramm an Körpergewicht verloren haben soll, war der deutsche Vorstoß bereits in vollem Gange. Doch auf Painvin war Verlass, und so durchschaute er mit der Zeit die Funktionsweise von ADFGX, wodurch er schließlich auch die verwendeten Schlüssel rekonstruieren konnte. ADFGX, so zeigte sich, war eine für den Ersten Weltkrieg typische Verschlüsselungsmethode: Jeder Buchstabe des Alphabets (da 1 und J nicht unterschieden wurden, gab es 25 davon) wurde nach einer vorgegebenen Tabelle durch ein Buchstabenpaar ersetzt, das aus den Zeichen A, D, F, G und X gebildet wurde. Darauf folgte eine Änderung der Reihenfolge (Transposition) des resultierenden Texts.
Während die deutschen Truppen der Hauptstadt Paris immer näher rückten, stellte die französische Funkaufklärung am 1. Juni fest, dass die Funksprüche des Kriegsgegners nun auf einmal das V als sechsten Buchstaben enthielten. Gegen das nun ADFGVX genannte Verfahren waren erneut Painvins Dechiffrier-Künste gefragt, und wieder hatte der geniale französische Code-Knacker Erfolg: Er fand innerhalb eines Tages heraus, dass ADFGVX eine Weiterentwicklung von ADFGX war, bei der 36 Zeichen (die 26 Buchstaben des Alphabets sowie die Ziffern von 0 bis 9) durch Paare aus den Buchstaben A, D, F, G, V und X ersetzt und anschließend durcheinander gewürfelt wurden.
Die Dechiffrier-Erfolge Painvins erwiesen sich für Frankreich als Segen. Die Erkenntnisse, die man aus den entschlüsselten Funksprüchen gewann, ermöglichten dem französischen die bis in die Gegend von Compiegne, etwa 80 Kilometer vor Paris, vorgedrungen waren. Die im Ersten Weltkrieg erstmals zu Bedeutung gelangte Luftaufklärung bestätigte diese Informationen. So konnten die Franzosen unterstützt von den Engländern rechtzeitig ihre Kräfte bündeln und dadurch in einer vom 9. bis 14. Juni dauernden Schlacht die Deutschen zwar nicht besiegen, aber entscheidend schwächen. Mit dem Eintreffen der mittlerweile in den Krieg eingestiegenen US-Amerikaner hatten die Deutschen der Übermacht im Westen nichts mehr entgegenzusetzen, wodurch ihnen nur noch der Rückzug blieb. Der Krieg war damit verloren.


4. ADFGX und ADFGVX history menue scroll up

... ADFGX sowie auch ADFGVX waren Weiterentwicklungen von UBCHI und Playfair - auch wurden beide noch während des Fronteinsatzes modifiziert - so zum Beispiel das Restalphabet revers eingetragen. Als Transpositions-Codes sind sie für den Handgebrauch bei richtiger Anwendung auch heute immer noch extrem "harte" Codes. Ihre Hauptangrifffläche boten sie schließlich erst durch falschen Gebrauch - und besonders geeignet sind sie für Informationen mit geringer Nachrichtenvorhaltezeit - also der Zeit, in welcher die Information wirklich nützlich sein kann und natürlich folgrichtig nicht für strategisches Wissen. Genau dafür wurden sie aber zur Vorbereitung der Kaiserschlacht sowie der Somme-Offensive eingesetzt.
... die Weiterentwicklung zum ADFGVX.Cihiffre

... zum ADFGVX-Chiffre


5. Beispiele ADFGX history menue scroll up

Als Einführungsbeispiel zum Dechiffrieren verwenden wir den Geocache "Im Westen nichts Neues". Das ist mit allen Schikanen gemacht und verdient eigentlich aufgrund dessen, dass die Schlüssel nicht sofort offen liegen eine noch höhere Schwierigkeits-Wertung.
Morse-Alphabet -  das kann jeder ... ... die generierte Zeichenfplge schon übersetzt die vollständige Lösung

der empfangene Morse-Code

der empfangene Morse-Code

der empfangene Morse-Code

 

... man muss nur noch hinfahren und suchen

Übungsblock JG 12 Gymnasium Hartha 2015
Fritzi Gützschow - Decode Stefanie Arnold - Decode Loreen Viehweger - Decode
ADFGX - Gütschow - der Ciphertext

DDFDD XDXXA FADAA AXADG DGFAF FGDGF GXXAX DXAGA GXXAA DGFDF AAXXA FGXAG DGAAA FXXFF XDAXF FGFDA AAXGA FADFA DFAXF XFFGD XDFAD XXAAA DFXFX FXGDF FAXAD

Rest-Alphabet von hinten

Substitutionspasswort: Dragon Age
Transpositionskeyword: Devil May Cry

ADFGX - Arnold - der Ciphertext

FDFGX DDDFD GGDAX AXAXA GFFFX ADFAG FXFXA FADDX FAFAG FAXAG FXDAG AXXFF DFXFD FDAXG XGDDG AFADA AFFXA DAADX ADXAD GAGDX ADFAG GG
 

Rest-Alphabet von vorn

Substitutionspasswort: Zebralauf
Transpositionskeyword: Pflaumenkompott

ADFGX - Viehweger - der Ciphertext

DGDGA XDGXD XGFXD GFXXG XXXGG AAAXD FAFGA AXAAD DDAFF FXDXD GGAAG DAADA XFAAA XAXDG GXDGG XXXGG DGFAX FAXDX DGDAA AFA

 

Substitutionspasswort: kalender (alphabet rückwärts)

Transpositionskeyword: schiedsrichterin

Decoding: 125 Cipher-Zeichen
Transpositionskeyword: 11 Zeichen

DEVILMYCRY für die Transposition wird sortiert zu: CDEILMRVY

  D E V I L M A Y C R Y
  C D E I L M R V Y Y  
  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10  
Decoding: 107 Cipher-Zeichen
Transpositionskeyword: 15 Zeichen

PFLAUMENKOMPOTT für die Transposition wird sortiert zu: AEFKLMMNOOPPTTU

 
 

Startbedingungen

Chiffre von Stefanie

 
    Plaintext: "Gib jedem Tag die Chance der schönste deines Lebens zu werden"


6. Software-Lösungen von uns ... history menue scroll up

... seit dem 18.12.2012 bemühen sich die Schüler des Grundkurses Informatik Klasse 11 um eine softwaretechnische Lösung von ÜBCHI - ich hab' mich da auch mal mit integriert und realisiere das Vorhaben entgegen meiner ursprünglichen Absicht nicht mit Delphi 6.0, sondern steige um auf Lazarus. Dies hat einen ganz einfachen Grund: die alten 16-Bit-Anwendungen von Delphi 6 werden irgendwann einmal mit Sicherheit nicht mehr laufen.
 


7. Angriffe auf ADFGX ... history menue scroll up

Für den ersten Blick ist der ADFGX sowie sein Nachfolger, der ADFGVX ein ziemlich starker Code. Angewandt im nichtprofessionellen bereich kann es ziemlich lange dauern, bis er geknackt ist. Schwierig macht den Code die Transposition, welche aber in sich, wie schon ÜBCHI den Nachteil der Faktorisierung in sich birgt.
 


8. Verwandte Themen history menue scroll up

... auf den ersten Blick ein raffinierter Transpositionschiffre für welchen zum Knacken theoretisch die Regeln eines Brute-Force-Angriffes gelten. Auf den zweiten Blick kommt Logik ins Spiel - und dann sieht (wie auch später bei der ENIGMA) das Problem schon ganz anders aus! Kryptoanalytiker erledigen aus moderner Sicht (in der Historie war das also nicht immer ganz so!) als erstes den Job: "reduziere die Anzahl der Möglichkeiten auf der Basis von Logik!" Und nun kommt erst das Wichtigste: "... versuche möglichst erfolgreich, diese Logik vor dem potentiellem Gegner - 'Hallo, Malory!' - geheim zu halten!".

Greater East Asian Ministry

Public Key-Verfahren

RSA-Verfahren & Einwegfunktionen

die Kryptoanalyse

Spezielle Chiffrierverfahren

Rasterschlüssel 44

Modulo-Operationen

 Sorge, Richard

Bletchley-Park

Guilelmo Marconi

ÜBCHI-Verschlüsselung

ADFGVX-Versschlüsselung

VIC-Chiffre

Bifid-Chiffre

ABC(D)-Chiffre

Grundlagen der Kryptologie

Kryptologie

Codes

Steganografie

Transpositionscodes und Lipogramme

CÄSAR-Chiffre

Vigenère-Chiffre

Rotor-Chiffriermaschinen



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© Samuel-von-Pufendorf-Gymnasium Flöha © Frank Rost am 2. März 2013 um 22.57 Uhr

... dieser Text wurde nach den Regeln irgendeiner Rechtschreibreform verfasst - ich hab' irgendwann einmal beschlossen, an diesem Zirkus nicht mehr teilzunehmen ;-)

„Dieses Land braucht eine Steuerreform, dieses Land braucht eine Rentenreform - wir schreiben Schiffahrt mit drei „f“!“

Diddi Hallervorden, dt. Komiker und Kabarettist

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