Kryptographie Teil 1 – Caesar Chiffre

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In diesem Beitrag betrachten wir eines der ersten Kryptographieverfahren der Geschichte. Der große römische Kaiser und Feldherr Gaius Iuilius Caesar soll laut Überlieferungen die nach ihm benannte symmetrische Verschlüsselungsmethode zur „sicheren“ Kommunikation z.B. mit seinen Soldaten genutzt haben.

Um zu bewerten , wie sicher dieses Verfahren ist, müssen wir uns erstmal ansehen , wie dieses Verfahren im Detail funktioniert.

In dieser Betrachtung gehen wir erstmal nur von Buchstaben als Bestandteil einer Nachricht. In der einfachsten Variante werden bei der Verschlüsselung die Buchstaben um x Stellen verschoben.

Hier ein Beispiel bei einer Verschiebung um 3 Stellen.

Klartext: a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z
Geheim  : d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z a b c

So wird aus hallo -> kdoor

Da man hier nur max. 25 Varianten der Verschlüsselung hatte , war die Nachricht eher leicht zu entschlüsseln. Dieses war zu der damaligen Zeit aber meistens nicht so schlimm, da wenn von den bösen Barbaren eine Nachricht abgefangen wurde, der Barbar erstmal der lateinischen Sprache mächtig sein musste und lesen können. Was zu der damaligen Zeit nicht sehr oft der Fall war.

In moderneren bzw. erweiterten Varianten wurde von der Verschiebung abgesehen und z.B. die Buchstabenreihenfolge umgedreht

Klartext: a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z
Geheim  : z y x w v u t s r q p o n m l k j i h g f e d c b a

Wie leicht lässt sich ein verschlüsselter Text entschlüsseln ?
Eine Methode neben stumpfen ausprobieren ist es die Häufigkeit der Buchstaben in einem Text zu ermitteln.

Betrachten wir zum Beispiel mal die ersten Zeilen aus Goethes Faust:

Ihr naht euch wieder, schwankende Gestalten,
Die früh sich einst dem trüben Blick gezeigt.
Versuch ich wohl, euch diesmal festzuhalten?
Fühl ich mein Herz noch jenem Wahn geneigt?
Ihr drängt euch zu! nun gut, so mögt ihr walten,
Wie ihr aus Dunst und Nebel um mich steigt;
Mein Busen fühlt sich jugendlich erschüttert
Vom Zauberhauch, der euren Zug umwittert.

Ihr bringt mit euch die Bilder froher Tage,
Und manche liebe Schatten steigen auf;
Gleich einer alten, halbverklungnen Sage
Kommt erste Lieb und Freundschaft mit herauf;
Der Schmerz wird neu, es wiederholt die Klage
Des Lebens labyrinthisch irren Lauf,
Und nennt die Guten, die, um schöne Stunden
Vom Glück getäuscht, vor mir hinweggeschwunden.

Bei einer Verschiebung von 7 kommt der folgende Text heraus

poy uhoa lbjo dplkly, zjodhurlukl nlzahsalu,
kpl myüo zpjo lpuza klt ayüilu ispjr nlglpna.
clyzbjo pjo dvos, lbjo kplzths mlzagbohsalu?
müos pjo tlpu olyg uvjo qlult dhou nlulpna?
poy kyäuna lbjo gb! ubu nba, zv töna poy dhsalu,
dpl poy hbz kbuza buk ulils bt tpjo zalpna;
tlpu ibzlu müosa zpjo qbnlukspjo lyzjoüaalya
cvt ghbilyohbjo, kly lbylu gbn btdpaalya.

poy iypuna tpa lbjo kpl ipskly myvoly ahnl,
buk thujol splil zjohaalu zalpnlu hbm;
nslpjo lpuly hsalu, ohsiclyrsbunulu zhnl
rvtta lyzal spli buk mylbukzjohma tpa olyhbm;
kly zjotlyg dpyk ulb, lz dplklyovsa kpl rshnl
klz sliluz shifypuaopzjo pyylu shbm,
buk uluua kpl nbalu, kpl, bt zjoöul zabuklu
cvt nsüjr nlaäbzjoa, cvy tpy opudlnnlzjodbuklu.

Ermitteln wir jetzt mal die Buchstabenhäufig im verschlüsselten Text

41 mal A
0 mal Ä
34 mal B
5 mal C
11 mal D
0 mal E
1 mal F
7 mal G
22 mal H
12 mal I
26 mal J
25 mal K
85 mal L
10 mal M
23 mal N
44 mal O
0 mal Ö
43 mal P
2 mal Q
6 mal R
23 mal S
0 mal ß
19 mal T
50 mal U
0 mal Ü
9 mal V
0 mal W
0 mal X
35 mal Y
28 mal Z

In der deutschen Sprache ist der häufigste genutzte Buchstabe das ‚e‘. Laut unserer Analyse ist der Häufigste Buchstabe das ‚L‘. Verschieben wir jetzt unser Alphabet so lange bis aus dem ‚e‘ ein ‚L‘ wird

a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z
Klartext: a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z
Geheim  : h i j k l m n o p q r s t u v w x y z a b c d e f g 

Und wir sehen , dass wir 7 stellen gewandert sind. Zur Kontrolle versuchen wir jetzt das erste Wort zu entschlüsseln : poy

p -> i
o -> h
y -> r

Und der Text ergibt einen Sinn. Sobald man das einen Buchstaben eindeutig identifiziert hat, hat man gewonnen.

Mein Fazit: Für die damalige Zeit geeignet, in der heutigen Zeit sehr unsicher.