DieTuring-Bombe (auch:Turing-Welchman-Bombe oderWelchman-Turing-Bombe, kurz:Bombe) ist eineelektromechanische Maschine, von der über 200 Exemplare während desZweiten Weltkriegs durch britischeKryptoanalytiker inBletchley Park eingesetzt wurden, um mit der deutschenSchlüsselmaschineEnigmaverschlüsselteFunksprüche zuentziffern.

DieBombe, wie sie dieKryptoanalytiker kurz nannten, wurde auf der Grundlage der polnischenBomba (siehe auch:Vergleich derBombe mit der polnischenBomba) vom britischen MathematikerAlan Turing ersonnen und von seinem KollegenGordon Welchman durch Einführung desdiagonal board (deutsch: Diagonalbrett) wesentlich verbessert. Dabei wird dieInvolutorik (Verschlüsseln = Entschlüsseln) der Enigma und speziell die Involutorik ihres Steckerbretts durch eine innerhalb derTuring-Bombe durchgeführte Hintereinanderschaltung mehrerer Enigma-Maschinen kryptanalytisch ausgenutzt. So lässt sich der Einfluss des Steckerbretts auf die Größe desSchlüsselraums abstreifen und der Suchraum drastisch verringern.

Der gesuchteSchlüssel kann durchExhaustion des Schlüsselraums (vollständiges Absuchen,englischbrute-force attack) gefunden werden. Die hierbei verwendete Methode wird mit dem lateinischen BegriffReductio ad absurdum (deutschZurückführung bis zum Widerspruch) bezeichnet. Sie basiert auf der Verwendung eines wahrscheinlichen Worts (englischcrib), dessen Vorkommen im Text erwartet wird. Aufgrund der bekannten innerenVerdrahtung der Schlüsselwalzen der Enigma und ihrer möglichen Stellungen zueinander können die beobachteten 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 Mehrzahl aller Schlüssel auszuschließen und so letztendlich den von den Deutschen zur Verschlüsselung ihrer Funksprüche verwendeten richtigenTagesschlüssel zu finden.

DieBombe 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 angenommenenCrib, dann entspricht die dazu benutzte Schlüsseleinstellung derBombe möglicherweise dem gesuchten Tagesschlüssel der Enigma. Dabei noch auftretende „Fehltreffer“, die aufgrund der Kürze desCribs durchaus möglich sind, müssen durch probeweise Entschlüsselung des restlichen Geheimtextes erkannt und verworfen werden. Ist der Tagesschlüssel schließlich gefunden, kann der gesamte Geheimtext, wie vom befugten Empfänger,entschlüsselt werden.

Statt der in manchen Spielfilmen wieEnigma – Das Geheimnis undThe Imitation Game – Ein streng geheimes Leben, Romanen wie beispielsweiseEnigma des britischen SchriftstellersRobert Harris oder einigen populärwissenschaftlichen Darstellungen genannten Zahl von „150 Millionen Millionen Millionen“^[2] Möglichkeiten, die bei einerEnigma I zur Verfügung stehen, sind es tatsächlich „nur“ 26³ mal 60, also 17.576 × 60 = 1.054.560 Möglichkeiten, unter denen sie die „richtige“ Stellung finden muss (siehe auch: KapitelEntzifferung undSchlüsselraum im Übersichtsartikel zur Enigma).

Diese etwa eine Million unterschiedlichen Fälle sind von Hand in vernünftiger Zeit praktisch nicht durchzuprobieren. Mithilfe derTuring-Bombe jedoch, die motorbetrieben mit 64 Umdrehungen pro Minute^[3] während jeder Umdrehung 26 Fälle abarbeiten konnte, brauchte man nur noch 1.054.560/(26·64) Minuten, also 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.)^[4] Leistet man sich den Aufwand, sechzigBombes einzusetzen, jeweils eine für jede Walzenlage, dann schrumpft die Zeit für einen Durchlauf von etwas mehr als zehn Stunden auf gut zehn Minuten.^[5]

Der erste Prototyp derBombe, genanntVictory (deutsch„Sieg“), noch ohnediagonal board (deutsch„Diagonalbrett“),^[7] wurde vom britischen IngenieurHarold Keen und seinem Team aus zwölf Mitarbeitern derBritish Tabulating Machine Company (deutsch„Britische Tabelliermaschinen-Gesellschaft“) bereits im Frühjahr 1940 fertiggestellt.^[8]Das Gerät, das auf Turings Konzept derLetchworth-Enigma basierte, wurde anschließend in Bletchley Park erfolgreich zur Entzifferung von deutschen Enigma-Funksprüchen eingesetzt. Nachdem durch Gordon Welchmans Erfindung des „Diagonalbretts“ die Effizienz der Maschine wesentlich verbessert werden konnte, wurde die Produktion erheblich gesteigert. Unter enger Zusammenarbeit des Kryptoanalytikers Welchman und desElektroingenieurs Keen^[9] entstanden bis Ende 1941 unter demDecknamen „CANTAB“ zwölf weitere Exemplare^[10] und bis zum Kriegsende mehr als 210Bombes.^[11]

Die erste voll betriebsfähigeTuring-Welchman-Bombe (inkl.diagonal board) kam am 8. August 1940 in Bletchley an. Sie erhielt den NamenAgnus Dei, kurz „Aggie“, auch genannt „Agnes“, möglicherweise zu Ehren vonAgnes Meyer Driscoll, einerUS-amerikanischen Kollegin. Für die Exhaustion einer Walzenlage benötigte diese etwa 15 Minuten.^[12] Die damit unmittelbar erreichten Entzifferungserfolge von Enigma-Funksprüchen derdeutschen Luftwaffe kamen für die Briten genau zum richtigen Zeitpunkt, denn nur wenige Tage später, am 13. August 1940, erreichte dieLuftschlacht um England mit dem „Adlertag“ einen Höhepunkt. Der britische PremierministerChurchill erfuhr auf diese Weise, dass die Wehrmacht die geplanteInvasionGroßbritanniens („Unternehmen Seelöwe“) nicht vor Erringen derLuftherrschaft beginnen wollte.^[13]

Die Arbeitsgeschwindigkeit der britischenBombes wurde bei späteren Exemplaren durch Erhöhung der Drehzahl der Trommeln beschleunigt, wodurch die Abarbeitungszeit für eine Walzenlage auf etwa sechs Minuten reduziert werden konnte. Bis zum Kriegsende waren allein inEngland mehr als 210Bombes in Betrieb.^[11]

Auf der anderen Seite desAtlantiks, imUnited States Naval Computing Machine Laboratory (NCML), das seinen Sitz in derNational Cash Register Company (NCR) inDayton (Ohio) hatte, wurden ab April 1943 unter Federführung vonJoseph Desch mehr als 120 Hochgeschwindigkeitsvarianten derBombe produziert: dieUS Navy Cryptanalytic Bombe (kurz:Desch-Bombe). Diese war speziell gegen die von den deutschen U‑Booten verwendeteEnigma‑M4 gerichtet, die deutlich schwieriger zubrechen war. Im Gegensatz zu den anderenEnigma-Modellen mit nur drei Walzen verwendete die M4 eine vierte Walze (genannt „Griechenwalze“, die nicht mit einerrömischen Zahl, sondern mit einemgriechischen Buchstaben gekennzeichnet war).

Nahezu zeitgleich wurde auf Anregung vonWilliam Friedman und im Auftrag derU.S. Army durch dieBell Telephone Laboratories(Bell Labs) eine aufRelaistechnik (statt rotierender Trommeln) basierendeinnovative Variante entwickelt, die sogenannteAmerican Army Bombe.^[14]

Wie erst 2018 von denGovernment Communications Headquarters (GCHQ) enthüllt wurde, sind – anders als zuvor lange propagiert – nach dem Kriegnicht alle Bombes zerstört und entsorgt worden, sondern fünfzig Exemplare wurden im Geheimen eingelagert und konserviert, um für eine denkbare Wiederverwendung gerüstet zu sein. Diese seien erst 1959 vollständig verschrottet worden. Demnach ist die imNational Cryptologic Museum (NCM) ausgestellte Desch-Bombe (Bild) das einzige noch existierende originale Exemplar einer Turing-Bombe.^[15]

Beim BegriffBombe, den die britischen Kryptoanalytiker 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 derTuring-Bombe, der vom polnischen CodeknackerMarian Rejewski entwickeltenBomba (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.^[16]Gerne wird erzählt, er hätte mit seinen KollegenRóżycki undZygalski gerade in einem Café eineEisbombe 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.^[16]Eine dritte Variante vermutet das Betriebsgeräusch der Maschine, das dem Ticken einer Zeitbombe geähnelt haben soll, als Grund für die Namensgebung.^[17]Auch das Aussehen der Maschine, die Ähnlichkeit mit der typisch halbkugeligen Form einer Eisbombe gehabt haben soll, wird als Namensursprung angeführt.^[18]Leider ist keineBomba 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.^[19]

Am Originalschauplatz, im etwa 70 km nordwestlich vonLondon gelegenenBletchley Park, lief ab 1995 über mehr als zehn Jahre lang dasBombe-Nachbau-Projekt (englischer Originaltitel:The Turing Bombe Rebuild Project). Ein Team aus bis zu 60 Freiwilligen^[20] unter der Leitung vonJohn Harper setzte sich zum Ziel, eineTuring-Bombe möglichst originalgetreu nachzubauen. Dies gelang und am 17. Juli 2007 wurde in einem kleinen Festakt in Anwesenheit von John Harper und einiger ehemaligerWrens (weibliche Marineangehörige, die im Krieg dieBombes bedient hatten) der voll funktionsfähige Nachbau einerTuring-Bombe durchEdward, den Herzog von Kent, offiziell in Betrieb genommen.^[21] Er ist am Originalschauplatz ausgestellt und der Öffentlichkeit zugänglich.

Turing-Bombes in Aktion sind im britischen SpielfilmEnigma – Das Geheimnis zu sehen, der auf demRomanEnigma^[22] basiert und die Entzifferungsarbeit der britischen Codeknacker von Bletchley Park thematisiert. Bei denBombes 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 dieBombe 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.^[23]

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

• Chris Christensen:Review of IEEE Milestone Award to the Polish Cipher Bureau for ‘‘The First Breaking of Enigma Code’’.Cryptologia. Rose-Hulman Institute of Technology. Taylor & Francis, Philadelphia PA 39.2015,2, S. 178–193.ISSN 0161-1194.
• Donald W. Davies:The bombe – A remarkable logic machine.Cryptologia. Rose-Hulman Institute of Technology. Taylor & Francis, Philadelphia PA 23.1999,2, S. 108–138.ISSN 0161-1194.
• David P. Mowry:German Cipher Machines of World War II (PDF; 1,1 MB). Center for Cryptologic History, National Security Agency, Fort Meade 2003. 36 S.
• Dermot Turing:The American Army Bombe. In:HistoCrypt 2021, Amsterdam, 20–22 Juni 2022, S. 137–142,PDF; 68,1 MB.
• Dermot Turing:The Codebreakers of Bletchley Park. Arcturus Publishing Ltd, London 2020,ISBN 978-1-78950621-1.
• Jennifer Wilcox:Solving the Enigma – History of the Cryptanalytic Bombe.Center for Cryptologic History, National Security Agency, Fort Meade 2001.
• John Wright:The Turing Bombe Victory and the first naval Enigma decrypts. Cryptologia, 2016.doi:10.1080/01611194.2016.1219786

Commons: Turing-Bombe – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• Foto der nachgebautenBombe imTNMOC.
• Video derBombe in Aktion.
• The Sound of the Bombe. Tondatei „bombe-sound.mp3“.
• Virtual Turing-Welchman Bombe. 3D-Simulation derBombe auf derWebsiteVirtual Colossus (englisch).
• Turing-Welchman Bombe Simulator (englisch).
• Erklärung des Funktionsprinzips derTuring-Bombe (englisch).
• Breaking German Navy Ciphers – Enigma-M4-Nachrichten mittels einer Software-Turing-Bombe entziffert (2012) (englisch).

1. ↑The US 6812 Bombe Report 1944. 6812th Signal Security Detachment, APO 413, US Army. Publikation, Tony Sale, Bletchley Park, 2002. S. 9. Abgerufen: 16. März 2010.PDF; 1,3 MB
2. ↑Robert Harris:Enigma. Roman. Weltbild, Augsburg 2005, S. 71.ISBN 3-89897-119-8.
3. ↑The US 6812 Bombe Report 1944. 6812th Signal Security Detachment, APO 413, US Army. Publikation, Tony Sale, Bletchley Park, 2002. S. 59. Abgerufen: 7. Januar 2014.PDF; 1,3 MB
4. ↑Hugh Sebag-Montefiore:Enigma – The battle for the code. Cassell Military Paperbacks, London 2004, S. 235.ISBN 0-304-36662-5.
5. ↑Michael Miller:Symmetrische Verschlüsselungsverfahren – Design, Entwicklung und Kryptoanalyse klassischer und moderner Chiffren. Teubner, April 2003, S. 70.ISBN 3-519-02399-7.
6. ↑John A. N. Lee,Colin Burke, Deborah Anderson:The US Bombes, NCR, Joseph Desch, and 600 WAVES – The first Reunion of the US Naval Computing Machine Laboratory. IEEE Annals of the History of Computing, 2000. S. 35. Abgerufen: 21. Mai 2008.PDF; 0,5 MB (Memento vom 21. Februar 2007 imInternet Archive)
7. ↑John Wright:The Turing Bombe Victory and the first naval Enigma decrypts. Cryptologia, 2017, S. 295–328.
8. ↑Friedrich L. Bauer:Entzifferte Geheimnisse. Methoden und Maximen der Kryptologie. 3., überarbeitete und erweiterte Auflage. Springer, Berlin u. a. 2000, S. 423.
9. ↑Gordon Welchman:The Hut Six Story – Breaking the Enigma Codes. Allen Lane, London 1982; Cleobury Mortimer M&M, Baldwin Shropshire 2000, S. 81.ISBN 0-947712-34-8.
10. ↑Hugh Sebag-Montefiore:Enigma – The battle for the code. Cassell Military Paperbacks, London 2004, S. 345.ISBN 0-304-36662-5.
11. ↑^abKris Gaj, Arkadiusz Orłowski:Facts and myths of Enigma: breaking stereotypes. Eurocrypt, 2003, S. 121ff.
12. ↑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, S. 431.
13. ↑Dermot Turing:The Codebreakers of Bletchley Park. London 2020,ISBN 978-1-78950621-1, S. 107.
14. ↑Dermot Turing:The American Army Bombe. In:HistoCrypt 2021 – Proceedings of the 4th International Conference on Historical Cryptology. S. 137–142.
15. ↑The Codebreakers of Bletchley Park. Arcturus Publishing Ltd, London 2020,ISBN 978-1-78950621-1, S. 218.
16. ↑^abHugh Sebag-Montefiore:Enigma – The battle for the code. Cassell Military Paperbacks, London 2004, S. 46.ISBN 0-304-36662-5
17. ↑Simon Singh:Geheime Botschaften. Carl Hanser Verlag, München 2000, S. 194.ISBN 0-89006-161-0
18. ↑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, S. 419.
19. ↑Marian Rejewski:How Polish Mathematicians Deciphered the Enigma. Annals of the History of Computing, Vol. 3, No. 3, Juli 1981, S. 226.
20. ↑Enigma replica 'homage to heroes' (englisch). Abgerufen: 29. Juni 2016.
21. ↑The Royal Switch on (Memento vom 28. August 2009 imInternet Archive) (englisch)
22. ↑Robert Harris:Enigma. Roman. Weltbild, Augsburg 2005.ISBN 3-89897-119-8
23. ↑Tony Sale:Making the Enigma ciphers for the film „Enigma“. Abgerufen: 26. März 2008.

• Gerät mit Bezug zur Enigma-Maschine
• Bletchley Park
• Kryptanalytisches Gerät
• Alan Turing als Namensgeber