Sphinx-bar

Ein Verschlüsselungsgerät, das zum Verschlüsseln gar nicht geeignet ist? Bei der Sphinx schien dies der Fall zu sein. Nach Jahren des Rätselratens gibt es nun erstmals eine plausible Vermutung, was es mit dieser seltsamen Maschine auf sich hat.

„Top Secret – Vom Verschlüsseln geheimer Botschaften“ ist der Titel einer Sonderausstellung im Schreibmaschinen-Museum Partschins (Südtirol), die gestern eröffnet wurde. Der Veranstalter hatte mich aus diesem Anlass zu einem Vortrag eingeladen, was in dieser schönen Gegend ein absolutes Vergnügen war. Da gleichzeitig das 9. Internationale Schreibmaschinen-Sammlertreffen stattfand, hatte ich ein fachkundiges Publikum – schließlich gibt es zwischen Schreibmaschinen und Verschlüsselungsmaschinen zahlreiche Berührungspunkte.

Der Schweizer Sammler Stefan Beck, der in Pfäffikon selbst ein Schreibmaschinen-Museum betreibt, hatte eine interessante Maschine dabei: die Sphinx. Dabei handelt es sich um eine umgebaute Schreibmaschine. Laut Vorbesitzer sollte der Umbau das Gerät zu einer Verschlüsselungsmaschine machen. Die Sphinx ist ein Einzelstück. Sie ist nicht mit der gleichnamigen Schreibmaschine von Samuel Gertsch und nicht mit dem gleichnamigen Verschlüsselungsgerät von Albert Gentet zu verwechseln. Stefan Beck schätzt, dass das Gerät um 1910 gebaut wurde.

Sphinx

Auf den ersten Blick ist die Sache klar: Die aus 20 unregelmäßig geformten Scheiben bestehende Trommel auf der rechten Seite sorgt dafür, dass nicht der getippte, sondern ein anderer Buchstabe gedruckt wird – so entsteht die Verschlüsselung. Auf den zweiten Blick ergibt dies jedoch keinen Sinn, denn die Trommel ist nicht mit den Drucktypen verbunden. Die Maschine kann daher nur Klartext schreiben. Als ich die Sphinx vor einigen jahren zum ersten Mal sah, konnte ich mir keinen Reim auf dieses scheinbar nutzlose Gerät machen. Anderen erging es ebenso.

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Beim Sammlertreffen in Partschins kam ich mit Fritz Niemann, Experte für alte Technik, über die Sphinx ins Gespräch. Nach einigen Diskussionen mit Stefan Beck und mir kam Niemann schließlich auf folgende Idee: Die Scheibentrommel ist nicht dazu da, die Buchstabentypen zu beinflussen, sondern sie soll dem Benutzer anzeigen, welche Taste er anschlagen soll. Allerdings ist mit dem besten Willen nicht zu erkennen, wie das Anschlagen der Tasten reproduzierbar sein soll (bei einer Verschlüsselungsmaschine müsste das so sein, sonst lässt sich die Verschlüsselung nicht rückgängig machen). Auch die Scheibentrommel sieht nicht so aus, als ob man mit ihr auf einfache Weise zweimal die gleiche Einstellung konfigurieren könnte.

Es bleibt also nur eine Erklärung: Die Sphinx war als Zufallsgenerator (vermutlich für kryptologische Schlüssel) gedacht. Sie produzierte zwanzigstellige Buchstabenfolgen, wobei nach jeweils fünf Buchstaben ein Zwischenraum erschien – also etwa YJSJG SAHHK QXHQW SKKPD. Wenn das Papier einen Schritt nach links rückte, rückte auch die Trommel nach links, und eine neue Scheibe kam in die aktive Position. Dort musste sie von Hand bis zum Anschlag gedreht werden, dann konnte man den Zufallsbuchstaben ablesen. Nach 20 Buchstaben musste man die Trommel neu konfigurieren, indem man die Scheiben in der Reihenfolge veränderte und verdrehte.

Das folgende Video zeigt, wie Fritz Niemann die Maschine bedient (leider ohne Ton):

Nun stellen sich natürlich einige Fragen: Wurde die Sphinx wirklich so verwendet? Wozu nutzte man die Zufallszahlen? Wann kam die Sphinx zum Einsatz? Wer etwas weiß, möge sich melden.

Kommentare (15)

  1. #1 Rich SantaColoma
    http://proto57.wordpress.com/
    9. Juni 2014

    I watched the video, and wonder if this is meant to be used in a different way. Perhaps the irregular cams are used to change the degree of rotation of the drum, so that the type is placed on a different place on the paper with each character.

    I mean: The cams allow the drum to rotate a different number of degrees, each time the drum advances to the left. This would then place the plain text characters on the page in seemingly random places.

    To decipher the result, one would then need to use the cam in a device that advanced and rotated the paper to the proper spot on the paper. Perhaps something with a window for this purpose? Or, perhaps, there was an attachment for the typewriter, with a window where the hammers struck, for such a purpose?

    Beautiful machine, in any case.

    • #2 Klaus Schmeh
      13. Juni 2014

      >Perhaps the irregular cams are used to change the degree of rotation of the drum
      The cam part of the drum does not affect the rest of the drum (where the letters are printed). This means that the position of the types on the paper does not depend on the cams. So, I don’t think this is the correct explanation.

      • #3 Rich SantaColoma
        http://proto57.wordpress.com/
        13. Juni 2014

        Klaus writes:
        >The cam part of the drum does not affect the rest of the drum (where the letters are printed). This means that the position of the types on the paper does not depend on the cams. So, I don’t think this is the correct explanation.

        I see what you mean. The drum and cam set are not even on the same axis, so they would not even be able to rotate together.

        How about this: I searched google patents for cipher typewriters, and came up with several. Here is one:
        https://www.google.com/patents/US1120784

        Perhaps there is a patent number on this unit, somewhere, and then the patent can be looked up? If not, maybe searching through all related patents might turn up this device, or something similar, which may help solve the mystery.

  2. #4 Rich SantaColoma
    9. Juni 2014

    As an example for the possible results:
    http://www.santa-coloma.net/general/sphinx_cipher_machine.jpg

    This for the message, “send help please need weapons”. That is assuming that after a carriage return, the same cam positions come into play. I show the letters after a carriage return in red, but of course they would be black, too, in a real message.

  3. #5 Rich SantaColoma
    9. Juni 2014

    (In error, I left out a couple of letters in my second line, in red. It was meant to say, “we need weapons”. I hope it is clear, in any case).

  4. #6 helmut
    10. Juni 2014

    da hat sich der kleine fehlerteufel eingeschlichen:
    9. Imternationale Schreibmaschinen-Sammlertreffen

    wahrscheinlich eher International 😉

    • #7 Klaus Schmeh
      10. Juni 2014

      Danke, wird korrigiert.

  5. #8 Slammer
    11. Juni 2014

    Vermutlich liege ich meilenweit daneben, aber könnte es sich um ein Hilfsmittel zur Erstellung von Einmalblöcken handeln? Dort kommt es ja nicht auf die Reproduzierbarkeit (bzw ist diese sogar unerwünscht), sondern gerade auf die Zufälligkeit an. Zwei Blatt Papier plus Kohlepapier dazwischen eingelegt, und man könnte Blockpaare erstellen.
    Andererseits könnte man das mit einer normalen Schreibmaschine und einer beliebigen anderen Zufallsquelle auch. Hm….

    • #9 Klaus Schmeh
      12. Juni 2014

      >könnte es sich um ein Hilfsmittel zur Erstellung von Einmalblöcken handeln
      Genau das könnte es sein. Die Maschine ist anscheinend nicht auf Reproduzierbarkeit angelegt, weshalb OTP-Schlüssel oder sonstige Schlüssel als Daseinszweck wahrscheinlich erscheinen.

  6. #10 Rich SantaColoma
    13. Juni 2014

    This question was bothering me, so I looked up the mechanisms of various early typewriters and cipher machines. From these, and the above video and picture, I have a new idea of how this may have worked, and wrote it up in this paper: http://www.santa-coloma.net/sphinx_speculation.docx

  7. #11 Klaus Schmeh
    13. Juni 2014

    Thanks for this explanation. It makes sense, but only if a part of the machine is missing. Otherwise there is no mechanism that links the striking wheel to the cam drum. In addition, the state of the cam drum is hard to reproduce, as it has no marks for the cam positions. This is one reason why we thought that the machine was used for random numbers and not for encryption.

    • #12 Rich SantaColoma
      13. Juni 2014

      Good points, Klaus. But I do hope my idea interests the owners enough to test it, and look for remains of a follower arm/rod, or where one may have connected. I wish I could play with this machine, myself!

  8. #13 Rich SantaColoma
    17. Juni 2014

    I’ve updated and elaborated on my reasoning about the intended operation of the Sphinx. For those interested, you can find it here: http://www.santa-coloma.net/Sphinx_Updated.docx

  9. #14 Rich SantaColoma
    22. Juni 2014

    I have found the patent that the Sphinx was produced under. It turns out my assumption was correct: The machine was intended to operate as a whole, with the cam set (the inventor calls it a “code mechanism”, with “cipher disks”), to type out cipher text from keyed-in plain text. The part I suspected that would achieve this, which I called a “follower”, the inventor called a “feeler”. You can see the comparison, and patent numbers, in the paper I wrote up on this: http://www.santa-coloma.net/general/Sphinx_Solution.docx

  10. #15 Rich SantaColoma
    22. Juni 2014

    And the link to the patent is here: https://www.google.com/patents/US1149803