エニグマ-M4

エニグマM4（シュリュッセル M、より正確にはシュリュッセル MフォームM4とも呼ばれる）は、 1941年10月から第二次世界大戦中にドイツ海軍が暗号化通信に使用したローターキーマシンです。

以前使用されていたエニグマ M3 や、ドイツの秘密諜報機関が使用したエニグマ Iおよびエニグマ G とは対照的に、エニグマ M4 は4 つのローラー (入口ローラーと逆ローラーを除く) を備えているのが特徴です。これにより、3 つのローターしかない他のエニグマの派生型よりも暗号化の強度が大幅に高まり、連合国によって長い間解読できませんでした。

ドイツ国防軍のすべての部隊は、秘密のメッセージを暗号化するためにローター暗号機を使用していました。エニグマ。ただし、異なるモデルが使用されました。陸軍と空軍はほぼ独占的にエニグマIを使用していましたが、海軍向けにはエニグマMの異なるモデルのバリエーションがあり、通常は「シュルッセルM」と呼ばれていました。主な違いは、エニグマIよりも多くのローラーを使用していることです。エニグマIでは、5つの範囲から3つのローラーを選択できました。これにより、エニグマIのローラーの位置は5-4-3 = 60になりました。^[1]

一方、エニグマM1には6つの異なるローラー（ローマ数字のIからVIでマークされている）があり、そのうち3つがマシンに挿入されていました。これにより、組み合わせの複雑さが6-5-4 = 120のローラー位置に増加しました。エニグマM2では、ローラーの範囲がさらに1つ増加したため、7-6-5 = 210のローラー層が可能になりました。そして、戦争の初めに海軍が使用したエニグマM3には8つのローラーがあり、そのうち3つが使用されました。つまり、M3では8-7-6 = 336のローラー位置が可能でした。M1からM3のモデルではマシンで3つのローラーしか使用されませんでしたが、M4ではマシン内で4つのローラーが隣り合って使用されていました。これにより、M4の暗号セキュリティは、その前身のモデルと比較して大幅に向上しました。

この操作は海軍のサービス規則M.Dv.Nr. 32/1に「Der Schlüssel M - Verfahren M Allgemein」というタイトルで記載されています。^[2]エニグマM4で使用される鍵手順は、この文書で正確に定義されています。

鍵処理の特に重要な部分は、正しい操作に加えて、共通の暗号鍵の合意でした。すべての対称暗号システムと同様に、暗号化された秘密メッセージの送信者と受信者は同じマシンを持っているだけでなく、お互いに同じ設定をする必要もありました。このため、秘密鍵テーブルはすべての権限のある参加者に事前に配布されました。ドイツ海軍のような大規模な組織内のセキュリティを確保するために、陸軍や空軍のように、さまざまな鍵ネットワークがありました。たとえば、海外の水上艦艇と補助巡洋艦用の Aegir、沿岸の軍艦用の Hydra、地中海の U ボート、戦艦、重巡洋艦用の Medusa 、大西洋の潜水艦用の Triton などです。他の鍵ネットワークもありました。ドイツ海軍は当初、それらすべてに Enigma-M3 を独占的に使用していました。^[3]

しかし、ホーエヘル湖で活動するアインハイテンのために、特別に保護された別の鍵ネットワークを形成する必要があることがすぐに認識されました。1941年10月、ドイツ海軍最高司令部(OKM) から戦艦司令官に宛てた手紙で、新しい鍵として「ネプチューン キーボード」が紹介され、この目的のためにエニグマ M4 を使用するよう命じられました。これは、M4 が U ボートに配備される 4 か月前のことでした。トリトンとは異なり、ネプチューン キー ネットワークは当時は解読されていませんでした。^[4]

エニグマM4の構造は、エニグマIと比べていくつかの特別な特徴がある。最も重要な違いは、他のモデルでは3つしか使用されていないのに対し、4つのローラー（ローター）を使用していることである。4つのローラーは、8つプラス2つのローラーの範囲から選択された。エニグマIでも使用されていたローラーIからV、エニグマM3でおなじみのローラーVIからVIII、そしてエニグマM4用に特別に設計された他のローラーよりも薄いため「薄い」ローラーと呼ばれた2つのローラーを区別する必要があった。^[5]

薄いローラーを製造した技術的な理由は、海軍がエニグマ I およびエニグマ M3 と同じハウジングを引き続き使用できるようにしたいという希望でした。この目的のために、以前は (厚い) 反転ローラーが占めていたスペースを、薄い反転ローラーと、新たに追加された薄い 4 番目のローラーの 1 つで使用する必要がありました。ローマ数字の代わりに、薄いローラーにはギリシャ文字、つまり「β」(ベータ) と「γ」(ガンマ) が付けられていました。ローラーはそれぞれ手動で 26 の位置のいずれかに回転できましたが、ローラー I から VIII とは異なり、暗号化プロセス中にそれ以上回転することはありませんでした。

エニグマ M4 の入口ローラーと 8 つの回転ローラー (I から VIII) の配線図は、エニグマ I および M3 と同一でした。特に、2 つの非回転薄型ローラー「ベータ」と「ガンマ」、および 2 つの同様に薄い反転ローラー (UKW)「ブルーノ」と「シーザー」です。2 つの薄型ローラーと反転ローラーの配線は、反転ローラー (UKW) と「対応する」ローラー (つまり、ブルーノとベータ、またはシーザーとガンマ) の組み合わせが、エニグマ I およびエニグマ M3 の反転ローラー B と C (厚型) のみとまったく同じ逆方向文字順列になるように設計されました。これは、以前のシステムとの下位互換性の目的でした。このための唯一の要件は、U ボートのスペル キーが「A」で始まるように選択されることでした。すると、左のシリンダーは、他のエニグマ モデルの対応する VHF と同じように、対応する VHF と連動する位置に正確に配置されました。

Model-D と同様に、キーとランプはQWERTZUに似たレイアウトで配置されています。QWERTZU とは対照的に、文字 P と L のみが下段の端に移動されています。

クヴェルツゥイオ
  アスDFGHJK
PYXCVBNML

Model-D、Model-K、Model-T などの他のモデルとは異なり、キーボード上の数字はサポートされていませんでした。特殊文字 (Model-G など) も提供されていませんでした。

海軍は、データ圧縮のために、文字のみで構成されたショート信号ブックレットやウェザーショートキーなどのコードブックの信号グループ (4 文字) とフレーズを使用しました。

海軍は鍵を完全に設定するために、「外側」と「内側」の鍵部分を区別した。^[6]内側の鍵には、ローラーの選択、ローラーの位置、リングの位置が含まれていた。内側の鍵の設定は、ハウジングを開けてローラーを選択し、設定し、それに応じて配置する士官によってのみ行うことができた。その後、士官はエニグマを再び閉じ、無線通信士に引き渡した。

無線オペレーターの任務は、外部キー設定を行うことでした。つまり、曜日キーに従って M4 のフロント パネルのプラグ ボードに 10 組のプラグを挿入し、フロント フラップを閉じて、4 つのローラーを正しい開始位置に回します。内部設定は 2 日に 1 回しか変更されませんでしたが、外部設定は毎日変更する必要がありました。キー変更は、たとえばアメリカ東海岸沖で活動する U ボートの場合は早朝など、公海上でも 12:00 DGZ (「ドイツ法定時間」) に行われました。

注文された鍵は、当時は極秘の「キーボード」に記載されていました。ここでも、内部設定と外部設定が区別されていました。内部設定を備えた将校用のキーボードは、次のようになります。^[7]

                     キーM「トリトン」
                     ---------------------------
 月: 1945 年 6 月 テスト番号: 123
 ----------------------
                       命令の秘密事項！
                        ----------------------
                     キーパネル M-一般
                     ---------------------------
                          (Schl.T. M Allg.)
                         内なる姿勢
                         ------------------
                      1200 h DGZの変更
                      --------------------------
         ------------------------------------------------
         |月- | |
         | ayd | 内なる姿勢 |
         ------------------------------------------------
         | 29. |B ベータ VII IV V |
         | | アグノ |
         ------------------------------------------------
         | 27. |B ベータ II I VIII |
         | | ATYF |
         ------------------------------------------------
         | 25. |B ベータ V VI I |
         | | AMQT |
         ------------------------------------------------

上の図は、当時の慣例に従って、月のうち数日のみを例として示しており、日付は降順で並べられています。これにより、前の日に「使用された」コードを切り取って破棄することが容易になりました。外側のキー部分をリストしたもう 1 つのキーボードも同様の構造になっています。

1945年6月27日の例: 内部設定「B Beta II I VIII」は、将校が最初にローラーB (薄い) を反転ローラーとして選択する必要があることを意味します。次に、回転しないギリシャのローラー Beta をリング位置 A に、ローラー II をリング位置 T に、ローラー I をリング位置 Y に設定し、最後に右端のローラー VIII (高速ローターとして) をリング位置 F に設定し、左から右の順にローラーを挿入します。少し手探りで、リング位置は取り付けられたローラーにも設定できます。将校はローラーカバーをロックし^[8]、M4 を暗号化担当者に渡しました。暗号化担当者は独自のドキュメントを使用して外部設定を行いました。

                     キーM「トリトン」
                     ---------------------------
 月: 1945 年 6 月 テスト番号: 123
 ----------------------
                        秘密コマンドー問題！
                        ----------------------
                         キーパネル M-一般
                     ---------------------------
                          (Schl.T. M Allg.)
                         外部設定
                         ------------------
                        1200 h DGZの変更
                      --------------------------
-------------------------------------------------- --------------------
| 月- | | ホーム- |
| ths- | プラグ接続 | Posi- |
| 日 | | tion |
-------------------------------------------------- --------------------
| 30. |18/26 17/4 21/6 3/16 19/14 22/7 8/1 12/25 5/9 10/15 |HFKD |
| 29. |20/13 2/3 10/4 21/24 12/1 6/5 16/18 15/8 7/11 23/26 |OMSR |
| 28. |9/14 4/5 18/24 3/16 20/26 23/21 12/19 13/2 22/6 1/8 |EYDX |
| 27. |16/2 25/21 6/20 9/17 22/1 15/4 18/26 8/23 3/14 5/19 |TCXK |
| 26. |20/13 26/11 3/4 7/24 14/9 16/10 8/17 12/5 2/6 15/23 |YSRB |

無線マスターは、フロントパネルの二極ソケットを対応する二極ケーブルに接続しなければなりませんでした。原則として、ちょうど 10 本のケーブルが差し込まれました。6 つの文字は「差し込まれていない」ままでした。海軍のプラグ接続は (ドイツ国防軍の他の部分とは対照的に) アルファベット順ではなく数字順でリストされていました。対応する秘密の海軍サービス規則M.Dv.Nr. 32/1には、「Der Schlüssel M - Verfahren M Allgemein」というタイトルが付けられており、オペレーターの補助として変換表が提供されていました。^[9]

ここで、鍵オペレーターは4つのローラーを所定の開始位置に回転させ、エニグマM4は無線メッセージを暗号化または復号化する準備が整いました。^[10]

エニグマM4の鍵空間の大きさは、4つの部分鍵と、それぞれの場合で可能な異なる鍵設定の数から計算できます。^[11]エニグマM4の総鍵空間は、次の4つの要素から生じます。

a) ワルツェンラージュ

8つのリールのうち3つが右3つの場所に選択されます。^[12]さらに、左側の位置には2つのギリシャローラーのうちの1つ、左端の2つの反転ローラーのうちの1つが選択されます。これにより、2-2-（8-7-6）= 1344のローラー位置が可能になります（約10 ビットの「キー長」に相当）。

b) リングの位置

右側の 2 つのローラーにはそれぞれ 26 個の異なるリング位置があります。ギリシャ ローラーはインデックス付けされていないため、左側の 2 つのローラーのリングはキー空間の拡大には寄与しません。合計 26 ² = 676 個のリング位置 (約 9 ビットに相当) が関連します。

c) ローラーの位置

4 つのローラーそれぞれに 26 の異なるローラー位置があります。(リバース ローラーは調整できません。) したがって、合計 26 ⁴ = 456,976 のローラー位置が使用可能です (約 19 ビットに相当)。リング位置が既知であると仮定すると、26 ³ -26 ² = 16,900 の初期位置が暗号的に冗長であるとして除去されます。これにより、関連するローラー位置は 440,076 個になります (これも約 19 ビットに相当)。

d) プラグ接続

26 個の文字間で最大 13 個のプラグ接続が可能です。空のコネクタ ボードの場合 (下の表の 0 番) を基準にすると、コネクタの一方の端の最初の接続には 26 個のオプションがあり、ケーブルのもう一方の端にはさらに 25 個のオプションがあります。つまり、最初のケーブルを差し込むためのオプションは 26-25 個あります。ただし、2 つのケーブル端をどの順序で差し込むかは重要ではないため、オプションの半分は省略されます。これにより、最初の接続には 26-25/2 = 325 個の可能性が残ります。2 番目には、24-23/2 = 276 個の可能性が得られます。一般に、n番目のプラグ接続には (26-2 n +2)-(26-2 n +1)/2 個の可能性があります(ガウスの総和の公式も参照)。

複数のプラグを使用する場合の可能なプラグの組み合わせの総数は、個々のプラグ接続の可能性の積から得られます。ただし、実行順序はここでも重要ではないため (たとえば、最初に A を X に接続し、次に B を Y に接続する場合、またはその逆で、最初に B を Y に接続し、次に A を X に接続する場合、暗号的に同等です)、対応するケースをキーの組み合わせと見なしてはなりません。プラグ接続が 2 つの場合、これらはケースのちょうど半分です。したがって、前に決定した積を 2 で割る必要があります。プラグ接続が 3 つの場合、プラグ接続を実行するための 6 つの可能なシーケンスがあり、その 6 つすべてが暗号的に同等です。したがって、積を 6 で割る必要があります。一般的なケースでは、n個のプラグ接続の場合、前に決定した可能性の積をn ! (Faculty)で割ります。正確にn 個のプラグ接続の可能性の数は、次のように与えられます。

${\displaystyle {\frac {1}{n!}}\prod _{i=1}^{n}{\frac {(26-2i+2)(26-2i+1)}{2}}\;=\;{\frac {26!}{2^{n}\cdot n!\cdot (26-2n)!}}}$

M4 の場合、正確に 10 個のプラグ接続を行う必要がありました。上の表によると、プラグインの可能性は 150,738,274,937,250 (150 兆以上) になります (約 47 ビットに相当)。

8 個のローラーから 3 個のローラーを選択し、ギリシャ ローラー 2 個のうち 1 個と逆ローラー 2 個のうち 1 個を選択し、コネクタを 10 個使用する Enigma-M4 の合計キー空間は、上記のセクション a) から d) で決定された 1344 個のローラー位置、676 個のリング位置、439,400 個のローラー位置、および 150,738,274,937,250 個のコネクタの可能性の積から計算できます。その合計は次のようになります。

1344 · 676 · 440.076 · 150.738.274.937.250 = 60.269.444.695.419.208.913.664.000

^{これは 6-10 25}以上の可能性であり、ほぼ 86ビットのキーの長さに相当します 。

鍵空間は巨大です。しかし、エニグマに関するメイン記事で詳しく説明されているように、鍵空間のサイズは暗号化方法のセキュリティにとって必要条件ではありますが、十分条件ではありません。単純な単一アルファベット置換(M4 のように 26 文字を使用) のような単純な方法でさえ、鍵空間は 26! (階乗) で、これはおよそ 4-10 ²⁶で約 88 ビットに相当し、したがってエニグマ M4 よりもわずかに大きくなります。とはいえ、単一アルファベット置換は非常に不確実であり、簡単に破られる (解読される) 可能性があります。

イギリスの暗号解読者は、戦争勃発以来、ロンドンの北西約70キロにあるブレッチリー・パークでエニグマの解読に取り組んでいた。 ^{[13]最も重要なツールは、イギリスの数学者}アラン・チューリング が発明した、有効な日付キーを決定するために使用できる、チューリング爆弾と呼ばれる特殊な電気機械であった。これには、「可能性のある単語」、つまり、解読する平文に現れる文章が必要だった。暗号解読者は、天気予報などの定型メッセージを解読に使用できる繰り返しパターンで記述するドイツの徹底した姿勢から恩恵を受けた。チューリング爆弾の助けにより、1940年1月から、まずドイツ空軍によって暗号化された無線メッセージを解読し、後には陸軍のメッセージも解読することが可能になった。^[14]

ドイツ海軍が使用した暗号方式、すなわちシュリュッセルMは、解読の試みに対してはるかに耐性があることが証明された。シリンダーが3つ（当時は4つではなかった）しかないエニグマM3でさえ、ドイツ空軍と陸軍が使用したエニグマIよりも解読が困難であった。シリンダーの種類がより多かったこと（選択できるシリンダーが5つではなく8つ）に加え、海軍が使用した特に洗練された暗号解読法も大きな要因であった。イギリスの暗号解読者がシュリュッセルMの解読に成功したのは、1941年5月9日、イギリスの駆逐艦HMS ブルドッグがドイツの潜水艦U-110と無傷のM3エンジン、および重要な2文字交換盤を含むすべての秘密文書（コードブック）を拿捕した後の1941年5月になってからであった。 ^[15]

1942年2月1日、UボートのM3がM4（4つのローラー付き）に置き換えられたとき、イギリス軍にとって特に痛い中断（「ブラックアウト」）がありました。 ^{[16]ドイツ軍によって}シュリュッセルネット・トリトン、イギリス軍によって「シャーク」（ドイツ語で「ハイ」）と呼ばれたこの手順は、10か月間破られず、Uボートの水兵によって「第2の幸福な時代」と呼ばれた期間、ドイツのUボートは再び大きな成功を収めました。 「シャーク」への侵入は1942年12月まで達成されなかった。 [ ^17] 1942年10月30日、イギリスの駆逐艦ペタードが地中海でドイツの潜水艦U-559を^{撃沈した後のことである。 [18]} U-559は乗っ取られ、短い信号書や天気のショートカットキーなどの重要な秘密鍵文書が押収され、その助けを借りてブレッチリー・パークはエニグマM4とトリトンも突破することに成功した。^[19]しかし、当初はメッセージの解読に数日を要し、情報の価値は低下した。

1943年からはアメリカが救援に駆けつけ、オハイオ州デイトンのナショナル・キャッシュ・レジスター社（NCR）に拠点を置くアメリカ海軍計算機研究所（NCML）のジョセフ・デッシュの指揮の下、1943年4月の時点で120台以上のユニットが、特にM4を標的としたイギリス製爆弾の高速派生型を製造した^[20]。信号保安局（SSA）、通信補助活動（CSAW）、アメリカ沿岸警備隊第387部隊（USCG第387部隊）などのアメリカ機関は、イギリス軍の時間のかかる日々の鍵探しの多くを軽減し、トリトンを迅速かつ日常的に解読することができた。イギリス軍は今やM4の鍵の検出をアメリカの同盟国と彼らの高速デッシュ爆弾に任せた。1943年9月以降、M4無線メッセージの解読には通常24時間もかからなかった。^[21]たとえ無線メッセージが完全に解読できたとしても、位置情報は特別な手順で「オーバーコード化」され、特別に保護されていたため、必ずしもすべての部分が理解できるわけではない。ドイツ海軍は、この目的のために1941年11月にいわゆるアドレスブック手順を導入した。

1944年6月4日、 U-505の捕獲により、最新の重要な資料が再び持ち帰られた。短い信号冊子、識別グループ冊子、そしてとりわけ、いわゆるアドレスブック手順であった。^{[22]これは、Uボートの位置をオーバーコードするための緊急に求められていた秘密手順であった。U} -505から得られた秘密資料は、U-110とU-559のものと同等であった。^[23]

戦争中、ブレッチリー・パークの第8小屋（兵舎8）では100万件以上の海軍無線メッセージが解読された。^[24]これは1941年秋から1945年5月のドイツ国防軍の無条件降伏までの期間をカバーしており、1942年2月から12月までの「停電」を除いて、ほとんどの期間、解読を中断することなく維持することが可能であった。

M4 無線通信の解読は、連合軍の潜水艦防衛隊の進歩にとって極めて重要でした。潜水艦からの正確な位置と針路の報告により、連合軍は戦略状況の全体像を把握することができました。また、U ボートは無線電報を送信するだけで自らの正体を明かし、連合軍の軍艦はハフダフなどの無線方向探知によってそれを探知し、位置を特定できました。海上での無線位置特定手段としてのレーダーや、水中での音波探知用のソナーの初期形態である ASDIC は、潜水艦捜索のためのもう 1 つの重要な戦術ツールでした。しかし、無線送信ほど状況の全体像を提供するものは他にありませんでした。

アメリカによる暗号解読の直接的な結果は、1943年の数か月以内にドイツの潜水艦18隻のうち11隻が沈没したことであった。 ^{[25]これにより大西洋のすべての潜水艦は弱体化し、海上で補給を受けることができなくなり、}ビスケー湾を通ってフランス西海岸の潜水艦基地まで 長く危険な帰路をたどらなければならなくなった。

特に、ノルマンディー侵攻作戦であるオーバーロード作戦の実行においては、連合軍指導部が最も包括的で最新の、そしてもちろん正確な状況把握を持つことが極めて重要であった。計画されていたDデイ（その2日後の6月6日に実施）の直前にU505が捕獲された後、連合軍指導部は、U505の捕獲が知られることでドイツの鍵手順が突然変更されるのではないかと恐れた。これにより、侵攻当日にエニグマの鍵が解読され、侵攻軍に致命的な結果をもたらす可能性を防げたかもしれない。しかし、実際にはすべてが変更されず、真夜中から2時間以内に「WETTERVORHERSAGEBISKAYA」クリブスを使用して当日の鍵を解読することができ、イギリスの暗号解読者はこれを簡単に推測して正しく想定することができ^[26]、侵攻は成功した。

ドイツ海軍のB-Dienst （監視部隊）の元長官をはじめとする多くのドイツ潜水艦の操縦士は、戦後もずっと「自分たちの」4ローラーキーマシンが「解読不可能」であると確信していた。^[27] 1974年にイギリスから明らかにその逆の事実を証明する情報が知られると、潜水艦戦争の生存者たちは大きなショックを受けた。というのも、約4万人のドイツ潜水艦乗組員のうち、約3万人が派遣から帰国していなかったからだ。これはドイツ軍の全部門の中で最も高い損失率だった。エニグマM4とその解読の特別な歴史的重要性は、元イギリス首相ウィンストン・チャーチルの次の発言によって強調されている。「戦争中、私が本当に恐れていた唯一のものは、潜水艦の危険だった。」^[28] (ドイツ語: 「Das einzige, wovor ich im Krieg wirklich Angst hatte, war die U-Boot-Gefahr.」 )

さまざまな疑わしい出来事があったため、ドイツ側は自国の兵器の安全性についていくつかの調査を行った。ドイツの検討、手順、結論、およびそこから導き出された対策の重要な例は、当時は最高機密「超」に分類されていた英語の極秘尋問議定書に見ることができる。これは終戦直後の1945年6月21日、連合国（英米）のTICOM（標的情報委員会）がフレンスブルク＝ミュールヴィクの海軍情報学校で公開したものである。^[29]この議定書には、1944年7月から12月までM4の安全性を調査するためOKM/4 Skl II（Abteilung II der Seekriegsleitung ）に配属されていたドイツ海軍士官ハンス＝ヨアヒム・フロヴァイン中尉の供述が記録されている。この件で尋問を受けたドイツの著名な暗号解読者ヴィルヘルム・トラノウは、この調査の理由は、特に1943年と1944年前半にドイツのUボートが被った損失率が非常に高かったためだと説明した。ドイツ海軍司令部は、特にUボートが非常に特定の位置で沈没した理由を説明できず、再び「機械は安全か？」という疑問を自らに抱いた。

この問題を明らかにするため、フロウェインは1944年7月から6か月間、Skl IIIからSkl IIに派遣され、4ローラーのエニグマの安全性について徹底的な調査を行うよう命じられた。このために、他に2人の士官と10人の部下が彼のもとに配属された。彼らは、敵がすべてのローラーを含む機械を知っており、長さ25文字の平文（クリブ）を持っていると疑われるという仮定で調査を開始した。この比較的短いクリブの長さを選んだ理由は、Uボートの無線メッセージは非常に短いことが多いと彼らが知っていたためである。調査の結果、これはローラーの位置とプラグを開けるのに十分であることが判明した。

フロウェインは、自分の暗号機を解読することになった当時の考えや手順を、イギリスの尋問官たちに詳しく説明することができた。フロウェインも同僚も、商用のエニグマなど鍵暗号機の解読経験はなかったが、少なくとも理論上は、6か月以内にM4を解読することに成功していた。開発された方法は、イギリスがBPで実際に使用した方法と驚くほど似ていたが、もちろんフロウェインはそのことを知らなかった。説明を続けるうちに、彼はまた、クリブ内の左または中央のローラーが前進すると、自分の解読方法が大きく妨げられることに気づいていた。そうなると、暗号解読で大文字と小文字を区別する必要があり、作業負荷が26倍に増加し、潜在的な攻撃者にとっては実際には許容できないほど高いと考えられていた。

結果を提示した後、海軍司令部は、M3、さらにはM4も理論的には攻撃に対して脆弱であるものの、ローラー前進（中央ローラー）が十分に頻繁に行われるようにすれば、もはやそうではないという結論に達しました。そのため、1944年12月、即時発効で、2つのトランスファーノッチを備えたローラー、つまりローラーVI、VII、またはVIIIのいずれか1つだけを右側ローラーとして使用できるようにするという命令が出されました。この措置により、可能なローラー位置の数が半減しました（8-7-6 = 336から8-7-3 = 168に）。これは、組み合わせの複雑さが弱まることを意味しますが、同時に、認識されていた弱点に対して機械が強化されました。

ドイツ海軍は調査結果をドイツ国防軍の他の部隊にも伝えたが、ドイツ国防軍はM4よりも暗号強度が弱く、シリンダーが3つしかなく、結果として60のシリンダー層を持つエニグマIのみを使用し続けた。TICOM報告書のフロウェインの声明によると、陸軍は「この調査に基づく海軍の見解に驚いた」（...陸軍は、この調査に基づく海軍の見解に驚いた）という。^[30]

以下はエニグマM4の歴史における重要な日付のリストです。^[31]

凡例: o 解読なし # 解読成功

連合国の解読能力における 3 つのギャップ (o) は顕著です。その理由は次のとおりです。

• 1941 年 10 月、「トリトン」は U ボート専用の独立した主要ネットワークとして形成されました (当初はまだ M3 を使用)。
• 1942 年 2 月、M4 が U ボート用に導入されましたが、これを克服できたのは 10 か月後の 12 月 (「第 2 の幸福な時代」) になってからでした。
• 1943 年 3 月には、天気予報のショートカットが新しくなりました。1943 年 9 月から、M4 無線メッセージは通常 24 時間以内に配信されるようになりました。

M4は1941年から製造され、当初はベルリンのコンスキ・アンド・クルーガー（K&K）の主要生産工場で製造された。1942年からは他の場所にも生産が委託された（エニグマ生産コード一覧も参照）。1942年以降のM4の生産の大部分（約45%）は、エアフルトのオリンピア・ビジネス・ヴェルケAGで行われた。以下の数字が入手可能である：^{[33] [34] [35]}

一例として、ドイツの潜水艦U 264の艦長ハルトヴィヒ・ルックス中尉からの通信が挙げられます。この通信は、1942 年 11 月 19 日、停電が終わる直前にエニグマ M4 で暗号化されました。暗号化の前に、無線通信士はエニグマ記法でテキストを送信し、次に M4 で 1 文字ずつ暗号化し、最後にモールス信号で暗号文を送信しました。エニグマは大文字しかエンコードできないため、数字は 1 桁ずつ書き、句読点はコンマの代わりに「Y」、ピリオドの代わりに「X」に置き換え、固有名詞は「J」で囲み、重要な用語や文字は送信エラーによる誤解を防ぐために 2 重または 3 重にしました。また、海軍ではテキストを 4 個ずつ、陸軍と空軍では 5 個ずつにまとめるのが通例でした。無線メッセージは短く、スペルや送信エラーはほぼ避けられないため、統計分析に基づく解読は困難です。

より詳細な平文: ^[36]

U 264 ハートウィッグ・ルックス著 - ラジオ電報 1132/19 - 内容:

爆雷/水爆弾による攻撃を受け、我々は水中に沈んだ。最後に発見した敵の位置は、午前8時30分、海軍方面AJ 9863 ( 51°33′00″N 41°34′59″W / 51.550°N 41.583°W / 51.550; -41.583 (1942年11月19日のエニグマM4無線メッセージU-264 Looks) )、方向220度、速度8 ノット。合流中。気象データ:気圧1014 ミリバール、下降中。北北東の風、強さ 4。視界10 海里。

短縮されたプレーンテキスト:

ルックスより - FT 1132/19 - 内容:

攻撃中に水中に押し込まれたワボス。

最後の敵の位置は3月8日午前8時30分。AJ 9863、220度、8 nm。

押し上げます。14 mb、下降中。NNO 4。視程 10。

4 つのグループに分けられたプレーンテキストの転記:

vonv onjl ooks jfff ttte inse insd reiz woyy eins
neun inha ltxx beia ngri ffun terw asse rged ruec
ktyw abos xlet zter gegn erst andn ulac htdr einu
luhr marq uant onjo tane unac htse chsd reiy zwoz
ウォヌ・ルグラ・ダイアック・htsm・イスト・セン・アックス・アイン・ヴィア・mbfa
ellt ynnn nnno oovi erys icht eins null

暗号文（スペルおよび転写の誤りあり）:

NCZW VUSX PNYM INHZ XMQX SFWX WLKJ AHSH NMCO CCAK
UQPM KCSM HKSE INJU SBLK IOSX CKUB HMLL XCSJ USRR
DVKO ハルクス WCCB GVLI YXEO AHXR HKKF VDRE WEZL XOBA
FGYU JQUK GRTV UKAM EURB VEKS UHHV OYHA BCJW MAKL
戦争と平和 戦争と平和維持活動
RHOW OPBE KVWM UQFM PWPA RMFH AGKX IIBG

暗号文は2006年2月2日に以下の鍵設定で解読できた。^[37]

基本的な位置とキー:

ローラー位置: UKW ブルーノ-ベータ-II-IV-I
リングポジション: AAAV
プラグ: AT BL DF GJ HM NW OP QY RZ VX
キーワード: VJNA

解読されたテキスト（読みやすくするためにスペルや転写の誤り、改行、スペースを入れています）:

von von j ルックス j hff ttt eins eins drei zwo yy qnns neun inhalt xx
bei angriff unter wasser gedrueckt y
wabos x letzter gegnerstand nul acht drei nul uhr mar qu anton jota neun acht seyhs drei y
2、3日後にまた会える
x を押す
ekns vier mb faellt y nnn nnn ooo vier y sicht eins null

232文字（グループ番号58）のテキストは異常に長く^[38]、短い信号冊子も天気略語キーも使用されていません。

気象情報「気圧1014mb低下、北北東の風4Bft、視程10nm」は、気象略語（WKS）によって8文字に短縮されるはずだった^[39]

hrbw アペ

使用される44文字の代わりに

eins vier mbfa ellt ynnn nnno oovi erys icht eins null

• Arthur O. Bauer: Funkpeilung als alliierte Waffe gegen deutsche U-Boote 1939–1945。自費出版、Diemen Netherlands 1997、ISBN  3-00-002142-6。
• フリードリヒ・L・バウアー：Entzifferte Geheimnisse。メソデンとマクシメンの暗号学。改訂増補版の第 3 版。スプリンガー、ベルリン u. ａ． 2000 年、ISBN 3-540-67931-6。 
• Ralph Erskine、Frode Weierud:海軍エニグマ - M4 とそのローター。Cryptologia誌 、 Band 11、Nr. 4、1987 年、p. 235–244、doi:10.1080/0161-118791862063。
• スティーブン・ハーパー:エニグマの戦い。ヤークト・アウフU-559。 Mittler、ハンブルク、2001 年、ISBN 3-8132-0737-4。 
• OKM : Der Schlüssel M – Verfahren M Allgemein。ベルリン 1940。cryptomuseum.com (PDF; 3,3 MB)
• ヨアヒム・シュレーダー:フォルゲンシュヴェラー基金 – 「フォール」U 110 と「エニグマ」のセンセーショナルな研究。出典:  Clausewitz – Das Magazin für Militärgeschichte、Heft 1、2015、p. 56-61。
• ヒュー・セバグ＝モンテフィオーレ：『エニグマ 暗号をめぐる戦い』、Cassell Military Paperbacks、ロンドン 2004 年、ISBN 0-304-36662-5。 

ウィキメディア・コモンズには、エニグマM4に関連するメディアがあります。

ウィキメディア・コモンズには、エニグマに関連するメディアがあります。

無料辞書『ウィクショナリー』で「enigma」を調べてください。

詳細

• Crypto Museum の Enigma M4。
• Schlüssel M4 M4 とアクセサリの写真ギャラリーと説明。
• AP マホン著『ハット エイトの歴史 1939 - 1945』。
• Die verschiedenen Arten von U-Boot-Funksprüchen (PDF、378 kB)、Arthur O. Bauer の著書からの抜粋。
• U559からのピンチ、気象ショートキーとショート信号冊子のキャプチャ。

文書

• Der Schlüssel M (PDF; 3,3 MB)、暗号博物館にある 1940 年のオリジナル規則のスキャン。
• ドッペルブッフシュタベンタウシュターフェルン パスワード:「ソース」。
• ドッペルブッフシュタベンタウシュターフェルン パスワード：「海」。
• ダブルブックカバー B パスワード: 「River」(正しいスペル)。

解読

• ドイツ海軍の暗号を解読、M4 の現代的解読。
• M4 メッセージ解読プロジェクト、M4 の最新解読。
• ラルフ・アースキン著『連合軍による海軍の謎の解読』

展示品

写真、ビデオ、オーディオ

• 暗号博物館にある「ギリシャのローラー」ベータ (β) の写真。
• YouTube の車列攻撃に関する Hartwig Looks (2003) のビデオ インタビュー (4 分 15 秒)。

複製プロジェクト

• M4のレプリカ。
• M4のレプリカ。

M4のシミュレーション

• Windows、Enigma I、M3、M4 をリアルに視覚化しました。
• マックOS。
• RISC OS。