Kryptologie (Verschlüsselungstechniken)

Schon vor langer Zeit, etwa so lange wie die Menschen schreiben können, gibt es auch verschiedene Techniken, um Nachrichten geheim zu halten. Wie kann man also sicher sein, dass eine Nachricht auch nur vom Empfänger und nicht von anderen, zum Beispiel vom Postboten, gelesen wird?

Man kann die Nachricht mit Geheimtinte schreiben. Man kann sich aber auch eine Geheimsprache ausdenken, die nur der Schreiber und der Empfänger kennen. Dazu muss er sich der Kryptologie bedienen. 

Das Wort Kryptologie kommt aus dem Griechischen und besteht aus zwei Worten:

krypto = geheim 

und 

logos = das Wort, der Sinn, der Gedanke

und das ie hinten dran (logie), besagt, dass es eine Technik, ja sogar Wissenschaft ist.

Es wird auch der Begriff Kryptographie verwendet, der aus den Worten (krypto = geheim) und 

graphie = schreiben 

zusammengesetzt ist. Das geht so: Der Schreiber denkt sich eine Nachricht im Klartext aus und schreibt sie in einer Geheimsprache auf. Das  nennt man auch eine Nachricht verschlüsseln oder chiffrieren. Der Empfänger erhält nun diesen Geheimtext und wendet einen Schlüssel an.

Der Schlüssel ist zum Beispiel:

Wenn also der Schreiber sich den Klartext: "Komm um drei Uhr!" ausgedacht hat, schreibt er "11/15/13/13  21/13  21/8/18 !" ( Das /-Zeichen wird oft als Trennungszeichen zwischen den Buchstaben verwendet). 

Der Empfänger hat den gleichen Schlüssel und kann die Nachricht dechiffrieren.

Der Witz liegt nun darin, die Zahlen etwas durcheinander zu bringen, so dass nur jemand das lesen kann, der die Reihenfolge der Zahlen kennt (also den Schlüssel). Statt Zahlen kann man auch andere Buchstaben nehmen.

Atbash

Die älteste und einfachste Verschlüsselungstechnik ist Atbash. Diese Technik hat jüdische Wurzeln. Dabei werden die Buchstaben einfach rückwärts aus dem Alphabet aufgezählt:

Caesar-Verschlüsselung

Eine ganz ähnliche Verschlüsselungstechnik wurde von Julius Gajus Caesar erfunden. Caesar lebt von 100 bis 44 vor Christi und wurde als römischer Staats- und Feldherr bekannt. Er hatte mit seinem Freund Cicero, der römischer Politiker und Philosoph war, einen regen Briefwechsel. Da Caesar Cicero oft streng geheime Nachrichten zukommen lassen wollte und Angst hatte, dass die Nachrichten unterwegs abgefangen wurden und in die Hände der Feinde gelangten, dachte er sich eine Verschlüsselungstechnik aus. Jeder Buchstabe im Klaralphabet wird durch den Buchstaben ersetzt, der im Alphabet 3 Stellen weiter rechts liegt. Der Schlüssel dazu sieht so aus:

Man kann das Geheimalphabet auch mit G oder jedem anderen beliebigen Buchstaben beginnen lassen. Um das ganze einfacher zu machen und nicht für jede Art von dieser Verschiebung einen neue Schlüssel-Tabelle zu zeichnen, kann man sich auch ganz leicht eine einfache "Chiffriermaschine" basteln.

Dazu brauchst du eine Pappe, eine Schere, eine Briefklammer, ein Lineal, ein Geodreieck und einen Stift.

Auf die Pappe zeichnest du zwei unterschiedlich große Kreise (ungefähr 3cm Unterschied im Radius). Die Kreise unterteilst du mit dem Lineal in 2 Hälften. Der Strich muss immer durch den Mittelpunkt gehen. Diese Hälften sollen nun in jeweils 13 gleichgroße Teile unterteilt werden. Dazu verwendest du am besten das Geodreieck. Du legst es mit der langen Seite genau an die Mittellinie und machst alle 14 Grad einen kleinen Strich. Diese kleinen Striche verbindest du mit dem jeweiligen Strich auf der anderen Seite. Du erhältst dann einen Kreis mit einem Stern in der Mitte. Die Kreise werden dann ausgeschnitten und mit dem Stift schreibst du das Alphabet auf den großen und den kleinen Kreis. Am Ende steckst du die beiden Kreise in der Mitte mit einer Briefklammer zusammen und fertig ist deine Chiffriermaschine.

Wenn dir das zu schwierig ist, kannst du dir die Chiffriermaschine auch einfach ausdrucken und ausscheiden.

Ach so, eines ist noch wichtig. Derjenige, der deine Nachrichten lesen soll, der muss genau die gleiche Chiffriermaschine mit den Buchstaben an genau denselben Stellen, sonst kann er das ja nicht dechiffrieren, also entschlüsseln.

Genau eine solche Scheibe wurde von den Deutschen im Ersten Weltkrieg (1914/17) benutzt. Auf der Rückseite der Scheibe stand von Hand geschrieben: 

Streng geheim! 
Nicht in die vordere Linie mitnehmen! 
Nicht in Feindeshände fallen lassen!

Das ist natürlich wichtig. Wenn jemand den Schlüssel kennt, der ihn nicht wissen soll, dann kann er nämlich auch die Nachricht entschlüsseln und lesen.

Diese Art der Verschlüsselung nennt man auch monoalphabetisch, denn es gibt nur ein Geheimalphabet. Die Monoalphabetische Verschlüsselung ist zwar sehr einfach, aber dafür leider nicht sehr sicher.

Den Code knacken ...

Dazu muss man wissen, dass in jeder Sprache bestimmte Buchstaben häufiger auftreten als andere. In der deutschen Sprache tritt das "e" am häufigsten auf und das "q" fast gar nicht. 

Hier eine Tabelle mit der Häufigkeit der Buchstaben in einem durchschnittlichen deutschsprachigen Text:

Wenn also in einem Geheimtext das "r" ganz oft vorkommt, dann stellt das "r" wahrscheinlich das "e" dar.

Nehmen wir zum Beispiel den Geheimtext:

grrk skotk Ktzinkt yincosskt gal jiks Ykk, Quklvlinkt ot jgy Cgyykx, Yincgktfinkt ot jok Nukn.

Wir wissen nur, dass der Text mit einem monoalphabetischem Code chiffriert wurde, wobei ä=ae, ö=oe und ü=ue sind.

Zu erst wird gezählt, wie oft jeder Buchstabe auftaucht:

Daraus erkennt man, dass das "k" warscheinlich das "e", und das "t" das "n" darstellt.
Wenn man diese Buchstaben schon mal in den Geheimtext einsetzt, sieht das so aus:

So, nun ist das ganze etwas schwieriger, aber Übung und ein Duden können weiterhelfen.
Das Wort En***en ist ein Hauptwort (Nomen), da es groß geschrieben ist, und wenn man in den Duden schaut, gibt es nur ein Wort welches ein Hauptwort ist, 7 Buchstaben hat, mit En anfängt und mit en aufhört, nämlich Entchen. Das war ein Glückstreffer, normalerweise ist das nicht so einfach, jetzt weiter zu kommen.

Jetzt weiß man also auch noch, dass "z" = "t", "i" = "c" und "n" = "h" ist. Dies kann man  wieder einsetzen:

Das einzige sinnvolle Wort, das man aus H*eh machen kann ist Hoeh ("u" = "o") und aus *ee kann man nach einiger Überlegung nur See machen ("y" = "s"). *n kann entweder an oder in heißen. Wenn man sich für "a" entscheidet, dann wird aus jok*ae und es gibt kein Wort das so aussieht. Also ist *n = in ("o" = "i") und dann kann man auch schon sehen, dass jok = *ie ("j" = "d") wohl die heißt, denn das "s" ist schon vergeben und aus jgy = d*s wird wohl das werden ("g" = "a") 

Dann erhalten wir :

Aus *eine kann seine, deine, keine oder meine werden, seine und deine fallen weg, denn "s" und "d" sind ja schon vergeben und "k" kann es auch nicht sein, denn im Geheimwort yincosskt würde dann ein doppeltes "k" auftauchen und das gibt es in der deutschen Sprache nicht ("s" = "m"). Was kann dann wohl aus sch*immen werden, nachdem das "m" eingesetzt wurde? Doch nur schwimmen ("c" = "w") und aus Wasse* nur Wasser ("x" = "r").

Jetzt noch einmal die neuen Buchstaben einsetzen:

Den Rest der Buchstaben kann man sich ja wohl denken...

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