Computernetwerk breekt Nazi-code

Onder leiding van de Duitser Stefan Krah breken duizenden PCs drie code-berichten uit de Tweede Wereldoorlog. Britse codespecialisten in Bletchley Park konden de codes tijdens de oorlog niet ontcijferen, maar binnen een maand wist Krah wat duikboot U-264 halverwege de oorlog had verzonden. Nog twee boodschappen te gaan.

door

Het leest als een thriller. Stefan Krah, een violist van Duitse origine, heeft interesse in cryptografie en open-source software. Hij komt in het blad Cryptologia drie Nazi-boodschappen tegen die met de Enigma-machine versleuteld zijn. De Britse cryptografen in Bletchley Park, waaronder een genie als Alan Turing, wisten de drie berichten niet te ontcijferen, maar Krah besluit een poging te wagen. Hij schrijft M4, een computerprogramma waarmee internetters van over de hele wereld kunnen helpen de codes te breken. Krap een maand na de start van het project bezwijkt de eerste boodschap.

Met zijn programma probeert Krah de oude Duitse Enigma-machine te slim af te zijn. Die versleutelde een bericht door elke letter een aantal plaatsen op te schuiven in het alfabet. A naar C, G naar I, enzovoorts. Het precieze aantal stappen veranderde van dag tot dag, en Enigma gebruikte niet één, maar drie tot vier versleutelingsstappen achtereen. In het apparaat zat een aantal rotoren, draaischijven waarmee een bepaalde code was in te stellen. Ook was er een schakelbord waarmee de gebruiker letters in de codering kon verwisselen.

Drie rotoren uit een Enigma-machine, die de boodschap elk één keer met een vervangingssleutel coderen. Alle code-combinaties samen leidden tot een onbegrijpelijke cijferbrij. Alleen met de juiste instellingen – die in codeboeken werden verspreid onder het Duitse leger – kon een ontvanger wijs uit de boodschap. bron: Wikipedia.

Het eerste code-bericht, op 25 november 1942 verzonden door Kapitein Looks van de U-264.

“NCZW VUSX PNYM INHZ XMQX SFWX WLKJ AHSH NMCO CCAK UQPM KCSM HKSE INJU SBLK IOSX CKUB HMLL XCSJ USRR DVKO HULX WCCB GVLI YXEO AHXR HKKF VDRE WEZL XOBA FGYU JQUK GRTV UKAM EURB VEKS UHHV OYHA BCJW MAKL FKLM YFVN RIZR VVRT KOFD ANJM OLBG FFLE OPRG TFLV RHOW OPBE KVWM UQFM PWPA RMFH AGKX IIBG”

Oftewel:
“Von Looks:
Funktelegramm 1132/19 Inhalt:
Bei Angriff unter Wasser gedrueckt, Wasserbomben. Letzter Gegnerstandort
08:30 Uhr, Marqu AJ 9863, 220 Grad, 8 Seemeilen, stosse nach. 14 Millibar
faellt, NNO 4, Sicht 10.”

“Van [kapitein] Looks:
Radiobericht 1132/19, inhoud:
Bij aanval gedwongen te duiken, [aangevallen met] dieptebommen. Laatste positie van de vijand om 08:30 u: AJ 9863, [koers] 220 graden, [snelheid] 8 knopen. [We] achtervolgen [de vijand]. [Druk op de barometer] valt 14 millibar, [windrichting] noord-noord-oost, [windkracht] 4, zicht 10 [zeemijlen].”

De berichten die Krah met zijn computernetwerk ontcijfert zijn gecodeerd met de M4, een variant van de Enigma-machine die het bericht vier keer achter elkaar versleutelt. Als eerbetoon aan dat apparaat noemde Krah zijn programma naar de machine. M4 heeft, nadat Krah op twee nieuwsgroepen en een mailing-lijst om deelnemers vroeg, 2500 PCs tot zijn beschikking. “Ik sta er nog steeds verbaasd van dat het aantal deelnemers zo snel groeit”, vertelt hij op de BBC-site.

Enigma-machine.

Bruut geweld en slimmigheden

Bij gebrek aan de originele sleutel moet M4 andere methodes gebruiken om de boodschappen te ontcijferen. Volgens Krah werkt het programma op een combinatie van bruut geweld en slimme algoritmes. Eerst gaat M4 alle mogelijke rotor-standen af om de code terug te vertalen. Omdat de Duitse gebruikers ook letters konden verwisselen met een schakelbord, wordt daarna geprobeerd de beste stand van het bord te bepalen.

Alle standen van het schakelbord doorrekenen is geen optie: er zijn zoveel mogelijkheden dat M4 dan een eeuwigheid bezig zou zijn. Daarom probeert M4 een aantal standen en borduurt voor op veelbelovende verwisselingen. De beste oplossingen worden teruggestuurd naar de centrale database. Volgens Krah is het hele proces volautomatisch; er wordt op geen enkel moment gegokt wat de inhoud van het bericht is om de code sneller te breken.

@Home

M4 is niet het eerste project dat duizenden PCs gebruikt om gigantische berekeningen te maken. Distributed computing brak in 1999 door met het project SETI@Home, een programma waarmee gebruikers meezoeken naar radiosignalen van buitenaardse beschavingen. Het programma gebruikt alleen rekencapaciteit als de gebruiker nergens mee bezig is; daardoor heeft die geen hinder van het programma en wordt de computer toch nuttig gebruikt als de eigenaar iets anders aan het doen is.

Sinds SETI@Home zijn allerlei projecten verenigd in BOINC: Berkeley Open Infrastructure for Network Computing. Gebruikers kunnen rekenen aan onder andere gravitatiegolven, zich opvouwende eiwitten en klimaatmodellen. Zulke projecten zijn de eerste stappen op weg naar het grid, een toekomstvisie waarin datatransport zo snel en goedkoop is dat computers over de hele wereld werken als één gigantische supercomputer.

Capaciteit van een grid: test van de glasvezelverbinding vanuit het Geneefse deeltjeslab CERN. Het laboratorium exporteert vanaf medio 2007 jaarlijks een petabyte (miljard megabyte) aan gegevens over deeltjesbotsingen naar samenwerkende instituten over de hele planeet. Tijdens deze testdag (24-1-2006) haalde het centrum een snelheid van zo’n 600 megabyte per seconde. Het is de bedoeling dat de nieuwe deeltjesversneller LHC 250 dagen per jaar met die snelheid data oplevert.
bron: CERN.
Klik op de afbeelding voor een grotere versie.

Eerbetoon

Krah’s project zal het beeld van de Tweede Wereldoorlog niet omver gooien; volgens experts is het historische belang van de boodschappen laag. Het overgrote deel van de geheime berichten die de Nazi’s verstuurden is al wél vertaald, hoofdzakelijk door de Britse cryptografen in Bletchley Park. Historici hebben daarom een goed beeld van de manier waarop de Duitse Wehrmacht, Luftwaffe en Kriegsmarine met hun geheime codes werkten. Een woordvoerdster van Bletchley Park, nu een museum over de cryptografie tijdens WO II, liet weten het M4-project met veel interesse te hebben gevolgd: “een geweldig eerbetoon aan de Britse codebrekers”, zei ze tegen de BBC.

Meer over M4 en de Enigma-code