CODEERMACHINES EN CRYPTOGRAFIE
Kurzsignale op Duitse U-boten
Home Menu


Oorsprong van de Kurzsignale

Tijdens de Tweede Wereldoorlog gebruikten de Duitse U-boten Kurzsignale, korte berichten. De Kurzsignale waren een belangrijk onderdeel van het complexe Kriegsmarine communicatie systeem. Over het algemeen waren Kurzsignale vier-letter groepen. Deze codes vervingen allerhande uitdrukkingen en tactische informatie zoals koers, rapporten over de vijand, posities, situatierapporten enz. Een belangrijke reden voor het gebruik van Kurzsignale was het gebruik door de Geallieerden van High Frequency Direction Finding, ook wel HFDF of Huff Duff genoemd. Dit systeem stelde de Geallieerden in staat om de positie van Duitse zenders nauwkeurig te bepalen. Daarmee hadden zij een belangrijk tactisch voordeel in de Atlantische Oceaan. Het gebruik van Kurzsignale beperkte de lengte van de berichten en dus de uitzending in morse aanzienlijk, dikwijls tot slecht 30 seconden of minder. Hierdoor werd het bepalen van de Duitse posities sterk bemoeilijkt.

Kurzsignale op de U-boten

De Kriegsmarine procedures voor het verzenden van Enigma berichten waren veel complexer dan bij de Wehrmacht of Luftwaffe. Veilige communicatie was een vitaal onderdeel van de suprematie van de Kriegsmarine in de Atlantische Oceaan. De U-boten vertrouwden volledig op veilige communicatie voor het ontvangen van hun orders, coordineren van patrouilles op zee, en hun beruchte 'Rudel taktik' of wolvenroede tactiek. Indien hun berichtenverkeer zou worden gebroken, betekende dit het blootleggen van alle Duitse marineposities, en zou dit resulteren in Geallieerde tegenmaatregelen of zelf een actieve jacht op hun U-boot vloot. Tijdens de oorlog werden verschillende Kurzsignale gebruikt, zowel op schepen als op U-boten. Tot 1942 waren voornamelijk de Alfa signale in gebruik. Een Alfa signale was een kort bericht, met gewoonlijk slecht één vier-letter code. Vanaf 1942 werden op de U-boten voornamelijk de Beta signale gebruikt. Verschillende edities van de Kurzsignalheft, de Kort Signaal boeken zijn gebruikt tijdens de oorlog. Elk Kurzsignal bericht, of Beta signale, had een strikt formaat, met een introductie, een identificatie van de gebruikte sleutel en de codegroepen, vercijferd met de Enigma machine.

De codeboeken

Om hun Kurzsignale te coderen gebruikte de Kriegmarine verschillende codeboeken. De twee belangrijkste boeken waren het Kurzsignalheft voor allerhande operationele berichten, en de Wetterkurzschlüssel voor het coderen van weerrapporten. Het Kurzsignalheft bevatte tabellen die zinnen of uitdrukkingen omzetten in een vier-letter code. Allerhande uitdrukkingen en vele onderwerpen waren voorzien. Logistieke zaken zoals bevoorrading en rendez-vous punten met ander schepen, positie en grid lijsten, namen van alle havens en landen, wapens weerstoestanden, datum en tijdstabellen enz. Een ander codeboek bevatte de Kenngruppen en Spruchschlüssel, respectievelijk sleutel identificatie en berichtsleutel (startpositie van de Enigma rotors). De Kurzsignalheft codeboeken waren gedrukt op speciaal papier met rode wateroplosbare inkt. Indien de boeken in vijandelijke handen zouden vallen, konden zij vernietigd worden door ze in het water te gooien.

De Kurzsignale of korte berichten

In ons voorbeeld demonstreren we een Kurzsignale, gecodeerd met de 1944 editie van het Kurzsignalheft. Deze editie was complexer dan alle vorige. Het kurzsignalheft 44 bestond uit twee delen, Heft I en Heft II. Heft I bevatte het Satzbuch of zinnenboek, om zinnen en begrippen om te zetten naar een vier-cijfer code, en een Schlüsselzahltafel of sleutelnummer tabel om de cijfercodes om te rekenen. Heft II, het Buchgruppenheft, werd gebruikt om de vier-cijfer codes om te zetten in vier-letter codes. Om hun duikboten de identificeren gebruikte de Kriegmarine nog een ander codeboek, de Marinefunknamenliste of marine callsign lijst. Dit was een lijst met alle bestaande U-boten en trigrammen, drie-letter codes, toegewezen aan elke U-boot. Helaas kwam de complexe 1944 editie te laat in dienst om de kansen van de gedecimeerde U-boot vloot in de Atlantische Oceaan te keren.

Het te verzenden bericht:



 GELEITZUG 16-20 DAMPFER  
 Quadrat CA 91 33 (CA 90 and 133) 
 U-999

Vertaald: Konvooi van 16 tot 20 stoomschepen op Grid CA 9133, getekend U-999.

Eerst worden de drie delen omgezet in de vier-cijfer codes volgens het Satzbuch:



   GELEITZUG 16-20 DAMPFER = 0516 
   Quadrat CA 90           = 4545
              133          = 8152 

  

Vervolgens tellen we er een getal bij, zonder overdracht. Dit getal halen we uit de Schlüsselzahlentafel of sleutelgetallen tabel.



   0516 4545 8152  
 + 0384 0384 0384
 ----------------
   0890 4829 8436

Tenslotte zetten we de bekomen getallen om in vier-letter codes met het Buchgruppenheft, en ondertekenen we het bericht met het trigram dat onze U-boot voorstelt in de Marinefunknamenliste:



   0890 = ZLDP    
   4829 = OYAK    
   8436 = WIKW     
   U999 = LQX

Niet enkel de Kriegsmarine verzendingsprocedures en de opmaak van berichten verschilden van de Wehrmacht en Luftwaffe. De sleutelbladen voor de instelling van de Enigma machine waren ook anders. De Wehrmacht en Luftwaffe gebruikten een tabel met daarop de rotors, ringinstellingen, stekkers en Kenngruppen voor elke dag van een volledige maand. De Kriegsmarine gebruikte verschillende sleutelbladen. De Kriegsmarine TRITON sleutels bestonden uit twee bladen. Het eerste, de Schlüsseltafel M Algemein - Innere Einstellung, bevatte de drie rotors en hun ringinstelling, de smalle beta of gamma rotor en de reflector. Dit echter enkel voor de onpare dagen van de maand. Het tweede blad, de Schlüsseltafel M Algemein - Aussere Einstellung, bevatte de stekkers en Grundeinstellung of startpositie voor elke dag van de maand. De Kriegsmarine Sonderschlüssel M, gebruikt voor private conversaties tussen de Commandant van de U-boot vloot en een specifieke U-boot , had een speciaal sleutelblad met slechts drie rotorinstellingen en drie stekkerbord lijsten, elk voor een periode van tien dagen, en een lijst van Spruchschlüssel, berichtsleutels, met bijhorend codewoord. De Sonderschlüssel M was vrijwel gelijk aan de Schlüsseltafel M Offizier van TRITON. Voorbeelden van Kriegsmarine sleutels in de enigma procedures pagina.

Om een bericht klaar te maken voor verzending diende de operator dit te vercijferen met de Enigma codeermachine. De inwendige instellingen en stekkers van de Enigma voor die dag zouden dan reeds klaar zijn. Vervolgens selecteerde hij een Kenngruppe met bijhorende Spruchschlüssel van zijn codeboek. De Spruchschlüssel of berichtsleutel is de startpositie van de enigma rotors bij het begin van de vercijfering. De Kenngruppe was een trigram om de Spruchschlüssel te identificeren. Het Kenngruppenheft was een vast codeboek dat zelden veranderd werd. Het bestond uit drie delen. Het eerste deel is de Zuteilungsliste, een tabel waar men sets met nummerbereiken vond, volgens dag van de maand en het radionet. Binnen een bereik dat werd bepaald door de tabel koos de operator een getal. Het tweede deel was Teil A, waar hij het getal kon opzoeken en zo de bijhorende kenngruppe en Spruchschlüssel vond. Deze Spruchschlüssel werd als startpositie gekozen op de Enigma en de Kenngruppe (in ons voorbeeld RDF) werd onvercijferd toegevoegd aan het bericht om de Spruchschlüssel te identificeren. De ontvangende operator zocht de kenngruppe op in het derde deel van zijn codeboek, Teil B, en vond zo het getal dat verbonden was aan die kenngruppe. Met dit getal kon hij nu de juiste Spruchschlüssel of berichtsleutel vinden om het bericht te ontcijferen.

Een voorbeel hoe de codegroepen zouden kunnen vercijferd worden met de Enigma:



   QRLZ ATMG SFPR ODT 

 

Het volledige bericht bevatte volgende onderdelen:

a. Het inleidingsteken ßß (beta beta)
b. Het Kenngruppe trigram, niet vercijferd
c. Alle codegroepen, vercijferd
d. De ondertekening, aansluitend aan de codegroepen vercijferd
e. De herhaalde Kenngruppe, ook weer onvercijferd

Het complete Kurzsignal bericht, klaar voor verzending:



 ßß          
 RDF
 QRLZ ATMG SFPR  
 ODT   
 RDF

Een ervaren morse operator kon dit bericht gemakkelijk verzenden in 20 seconden, wat peilen van de uitzending zeer moeilijk maakte.

Uiteindelijk gebruikte de operator 7 tabellen of codeboeken om het bericht te vercijferen! Het Kurzsignalheft Heft I met z'n Satzbuch om zinnen in vier-cijfer codes om te zetten en de Schlüsselzahltafel om het sleutelgetal bij te voegen, Heft II met het Buchgruppenheft om vier-cijfer groepen in vier-letter groepen om te zetten, de Marinefunknamenliste om U-boten te identificeren, de twee sleutelbladen Schlüsseltafel M voor inwendige en uitwendige instelling van de Enigma en tenslotte het Kenngruppenheft om de berichtsleutel te kiezen. Geen wonder dat ze zeker waren dat hun communicatie veilig was. Niettegenstaande slaagden Geallieerde codebrekers erin om de U-boot communicatie te breken, zoals je kan lezen in Enigma en de U-boot oorlog.

Enkele pagina's van het Kruzsignalheft (klik om te vergroten).


Kurzsignalheft

Kurzsignalheft - Feindmeldungen (enemy reports)
Feindmeldungen
(Vijand rapporten)

Kurzsignalheft - Kursangaben (cours data)
Kursangaben
(Koers gegevens)

Kurzsignalheft - Buchstaben und Zahlen (Letters and Numbers)
Buchstaben und Zahlen
(Letters en getallen)

Enkele pagina's van het Kenngruppenheft (klik om te vergroten).


Kenngruppenheft

Kenngruppenheft - Zuteilungsliste
Kenngruppenheft
Zuteilungsliste

Kenngruppenheft - Teil A
Kenngruppenheft
Teil A

Kenngruppenheft - Teil B
Kenngruppenheft
Teil B

De Wetterkurzschlüssel Top

Weerberichten waren vitale taktische informatie voor de Kriegsmarine. De U-boten dienden elke drie uur een gedetailleerd weerbericht te verzenden via radio. Elke minuut in de ether vergrootte voor de U-boot het risico op peiling door de Gealliëerden. Daarom was het belangrijk om zo veel mogelijk informatie te verzenden in een zo klein mogelijk bericht. De Wetterkurzschlüssel of WKS was daarvoor het ideale systeem. Elk Wetterkurzsignal bestond uit 23 of 24 letters die een bepaalde weersituatie vertegenwoordigden. Dertien tabellen bepaalden welke letter of lettercombinatie gebruikt werd voor een geveven weersituatie. Dit waren ondermeer luchtdruk, wolken, winden, zichtbaarheid, regenval enzovoort. Dankzij de Wetterkruzschlüssel werd een enorm aantal weersvariabelen samengebald in slecht enkele letters.

Indeling van het Wetterkurzsignal


   Normaal weer          IJsweer   

   Sp R  B  B           Sp R  B  B
   P  P  P  A           P  P  P  A
   C  W  Z  v           C  W  Z  v
   D  D  D  K           D  D  D  K
   L  T  M  G           L  T  M  G
   U  U  U              E  U  U  U


     Betekenis van de letters

     Sp= Identificatie van de Wetterspruchschlüssel (berichtsleutel)    
     R = Identificatie zeegebied (weer raster map) van de waarnemer
         en wijzigingen in windrichting gedurende de laaste 3 uur
   B B = Identificatieletter locatie van de waarnemer
 P P P = Luchtdruk in twee-millibars
     A = Luchtdruk gedurende de laatste 3 uur
     C = Wolken
     W = Wolkenbedekking en regenval
     Z = Weersverandering gedurende de laatste 12 uur
     v = Horizontale zichtbaarheid en mist condities
 D D D = Windrichting en kracht
     K = Veranderingen windkracht, deining en hoogte van de deining
     L = Lengte en richting deining
     T = Luchttemperatuur en volle graden Celcius
     M = Verschil tussen lucht en water temperatuur
     G = Tijdstip van waarneming in volle uren na DGZ
     E = IJs condities
 U U U = Ondertekening U-boot

Enkele pagina's van het Wetterkurzschlüssel boek (klik om te vergroten).


Wetterkurzschlüssel boek


Wetterkurzsignal formaat


Luchtdruk en veranderingen


Windrichtingen en kracht

Het Kurier System Top

In augustus 1944 begon de Kriegsmarine met het testen van een experimenteel systeem genaamd "Kurier", ontwikkeld als verdediging tegen het gealliëerde High Frequency Direction Finding. Het systeem was gebaseerd op het principe dat nu bekend is als burst-encoding. Het Kurier toestel was gekoppeld aan een radio zender. Het belangrijkste onderdeel van Kurier was de Impuls Geber KZG 44/2 die bestond uit een trommel met 85 kleine verschuifbare regels. Elke regel vertegenwoordigde een pulssignaal. Bij de start maakte een arm met een magnetische leeskop één enkele rotatie waarbij de kop alle 85 vooringestelde regels passeerde. Elke puls was 1 milliseconde lang en er was een 3 milliseconden pauze tussen elke puls. Samen met startpulsen en pauzes duurde het verzenden van een volledig Kurzsignal bericht maximaal 460 milliseconden! Het Kurzsignal dat verstuurd werd diende eerst omgezet te worden in Morse code. Elke punt werd op het Kurier toestel ingesteld als één puls, een streep als twee pulsen. Tussen punten en strepen was een pauze van één pulslengte en tussen letters twee pulslengtes. De Kurier ontvanger KGR-1 zette de pulsen om in een lichtstraal die op een draaiende trommel met fotogevoelige strook werd geprojecteerd. Meer technische info op de website for German communications.


Schematisch voorbeeld van een volledig Kurier signaal op de ontvangststrook

Het Kurier systeem diende voor het versturen van Kurzsignalen en Wetterkurzsignalen, en was gecombineerd met een complex schema van frequenctieveranderingen en frequentieverschuivingen van plus of min 200 KHz. Elk Kurier Wetterkurzsignal was zeven letters lang. Elke letter stond voor een waarde uit een tabel in het Kurier boek. Als bijvoorbeeld de eerste letter een G was betekende dit luchtdruk 1034 millibar. Zoals altijd met Kurzsignalen werd ieder bericht vercijferd met de Enigma codeermachine alvorens te versturen met het Kurier systeem.

Samenstelling van het Kurier Wetterkurzsignal:


PDF WBBU
P  Luchtdruk
D  Windrichting
F  Windsterkte

W  Bewolking
BB Observatiepunt (bigram tabel)
U  Identificatie zeegebied (weer vierkantengrid) 

Tegen eind 1944 maakte Berlijn de testen van Kurier een topprioriteit maar het programma werd onderbroken voordat het Kurier systeem volledig operationeel was op de U-boot vloot. De gebeurtenissen haalden het testprogramma uiteindelijk in en het einde van de oorlog betekende ook het einde van de experimenten. Als het Kurier systeem operationeel was geweest in een vroeger stadium van de oorlog zou dit ernstige gevolgen gehad hebben voor de geallieerden. De geallieerde inlichtingendiensten zouden verstoken blijven van radiopeiling en afluisteren van de Kurzsignal berichten. Dit zou niet enkel het verlies betekenen van de positie van de U-boten in de Atlantische Oceaan maar het zou de codebrekers in Bletchley Park ook beroven van de essentiële cribs, nodig om de Enigma sleutels te breken en het Kriegsmarine radioverkeer te ontcijferen. Dit zou het verloop van de oorlog in de Atlantische oceaan drastisch veranderen.

Enkele pagina's van de Kurier Wetterkurzsignal procedures. Het boek bevat de richtlijnen, tabellen voor frequentieverschuivingen en omzettingstabellen voor meteorologische waarden (klik om te vergroten).

Kurier Wetterkurzsignal Guidelines
Algemene
richtlijnen

Kurier Wetterkurzsignal Frequency Shift Tables
Tabellen voor
frequentieverschuiving

Kurier Wetterkurzsignal Pressure and Wind direction
Luchtdruk en
windrichting

Kurier Wetterkurzsignal Winds and Clouds
Wind en
bewolking

Kurier Wetterkurzsignal Observation Point
Positie
observaties

Gerelateerde Links Top

Off-Site


© Copyright 2004 - 2016 Dirk Rijmenants

Home Menu