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Kryptographie

Was ist Kryptographie? wie funktionieren Transposition, Caesar-Verschlüsselung und Vigenère-Verschlüsselung?

 

Unter Kryptographie versteht man im Allgemeinen Nachrichten, die mit kryptologischen (Kryptologie = Lehre der Verschlüsselung) Mitteln so verschlüsselt wurde, dass ein Unbefugter dieser nicht mehr lesen kann.

In der Kryptographie muss zuerst ein Text verschlüsselt (codiert) werden. Hierfür kommen verschiedene Verfahren zur Anwendung, dazu komme ich jedoch noch später. Ist der Text codiert, kann er vom Absender an den befugten Empfänger weitergeleitet werden, auf dem Übermittlungskanal kann ein unbefugter mit dem übermittelten, codierten, Text nichts anfangen, da er nicht weiß, wie er diesen Text entschlüsseln (decodieren) kann, diese Information haben nur der Absender, der diese zuvor festlegt, und der Empfänger, für den der Text bestimmt ist.

Es gibt mehrere Methoden einen Text zu verschlüsseln, ich will hier nur drei von vielen genauer vorstellen.

Ein Anwendungsbereich der Kryptographie ist zum Beispiel das Verschlüsseln von wichtigen Daten wie Passwörtern oder Bankdaten.

Als erste – aus meiner Sicht gleichzeitig auch leichteste – Methode will ich die Transposition, auch bekannt als „Gartenzaun“, vorstellen. Hierbei wird eine Phrase (=Satz) so zerteilt, dass jeder zweite Buchstabe in einen Block steht. Somit fehlt nun im ersten Block jeder zweite Buchstabe, dieser ist jedoch im zweiten Block vorhanden. Bei dieser Methode werden keine Zeichen im Satz verändert, sie bleiben 1:1 erhalten, lediglich ihre Position im Satz wird verändert. Als Beispiel für diese Methode codieren wir einmal den Satz „EIN WIRKLICH VERWIRRENDER GARTENZAUN“.

E

 

N

 

I

 

K

 

I

 

H

 

E

 

W

 

R

 

E

 

D

 

R

 

A

 

T

 

N

 

A

 

N

 

I

 

W

 

R

 

L

 

C

 

V

 

R

 

I

 

R

 

N

 

E

 

G

 

R

 

E

 

Z

 

U

 

 

So ergibt sich nun folgende, codierte, Phrase: „ENIKIHEWREDRATNAN IWRLCVRIRNEGREZU“.

Der befugte Empfänger dieser „Nachricht“ kann diesen codierten Text decodieren, indem er den codierten Text in das gleiche Muster einsetzt, wie es auch der Absender zum verschlüsseln der Nachricht getan hat.

 

Die zweite Methode der Verschlüsselung ist die „Caesar-Verschlüsselung“, diese ist eine symmetrische Verschlüsselungsmethode. Bei der Codierung mit der Caesar-Methode wird das Alphabet um eine bestimmte Anzahl Buchstaben zyklisch nach rechts rotiert. Gehen wir beispielsweise um eine Verschiebung um drei Zeichen aus:

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

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

 

Verschlüsseln wir nun den Satz „Die Caesar-Verschluesselung ist total einfach.“ mit einer Verschiebung um drei Zeichen:

D

I

E

 

C

A

E

S

A

R

-

V

E

R

S

C

H

L

U

E

S

S

E

L

U

N

G

 

I

S

T

 

T

O

T

A

L

 

E

I

N

F

A

C

H

G

L

H

 

F

D

H

V

D

U

-

Y

H

U

V

F

K

O

X

H

V

V

H

O

X

Q

J

 

L

V

W

 

W

R

W

D

O

 

H

L

Q

I

D

F

K

 

So erhalten wir als codierten Satz nun „Glh Fdhvdu-Yhuvfkoxhvvhoxqj lvw wrwdo hlqidfk“, diesen können wir an einen befugten Empfänger senden, nur er weiß um wie viele Zeichen die Zeichen verschoben wurden. Heutzutage wird die Caesar-Verschlüsselung mit einer Verschiebung von 13 Zeichen verwendet, dies nennt man auch „Rot13“, die 13 lässt sich wie folgt begründen: Das Alphabet hat 26 Zeichen, verschiebt man dieses nun zwei mal um 13 Zeichen, erhält man wieder den Ursprungszustand der Zeichen. Dies nennt man auch involutorisches Verschlüsselungsverfahren, da durch eine erneute Verschlüsselung des bereits verschlüsselten Textes der Geheimtext wieder lesbar wird.

 

Als letzte, und wohl auch sicherste der drei Verschlüsselungsmethoden, erkläre ich die Vigenère-Verschlüsselung. Dabei handelt es sich um eine erweiterte Caesar-Verschlüsselung, im Gegensatz zur Caesar-Verschlüsselung wird als Schlüssel kein fester Wert, sondern ein Schlüsselwort genutzt. Nimmt man beispielsweise das Wort „AKEY“ als Schlüssel, so wird das erste Zeichen um 0 Stellen verschoben, da A einen Abstand von 0 zu dem Buchstaben A hat. Der zweite Buchstabe wird folglich um 10 Zeichen verschoben, da das K 10 Zeichen vom A entfernt ist. Der dritte Buchstabe wird also um 4 Zeichen, der Vierte um 24 Zeichen verschoben. Verschlüsseln wir einmal das Wort „GEHEIMNIS“ mit dieser Methode und dem Schlüssel „AKEY“:

Klartext:

G

E

H

E

I

M

N

I

S

Schlüssel:

A

K

E

Y

A

K

E

Y

A

Geheimtext:

G

O

L

C

I

W

R

G

S


An diesem Beispiel sieht man, dass der Schlüssel wiederholt wird, wenn der Text länger ist, als der Schlüssel.


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