Cryptography Reference
In-Depth Information
Bei der Skytale handelt es sich um eine
Transpositions-Chiffre
. D.h. die Zeichen selbst sind
unverändert, sie befinden sich nur in anderen Positionen. Formal kann man die Skytale durch
eine Matrix beschreiben: Die Zahl der Zeilen entspricht dem Umfang und die Zahl der Spalten
entspricht der Zahl von Umwindungen. Die Matrix wird im Klartext zeilenweise beschrieben
und für die Übertragung als Folge der Spalten ausgelesen.
Eine Transpositions-Chiffre lässt sich verallgemeinern, indem in der genannten Matrix ihre
Elemente zeilen- oder spaltenweise vertauscht werden. Diese Permutation der Matrixelemente
ist dann der Schlüssel. Ein Angreifer kann bei einer Transpositions-Chiffre versuchen, aus dem
Vorrat der (originalen) Zeichen der verschlüsselten Botschaft vermutete Wörter zu bilden und
sie in eine sinnvolle Reihenfolge zu bringen. Er hat über seinen Erfolg jedoch keine Sicherheit.
Ein Angriff kann beliebig erschwert werden, wenn die Matrix genügend groß gewählt wird.
Bei einer Transpositions-Chiffre kann die Häufigkeitsverteilung der Zeichen nicht für einen
Angriff genutzt werden, wie dies bei der Caesar-Chiffre der Fall ist, denn die Häufigkeit der
Zeichen entspricht genau der des ursprünglichen Klartextes (und damit der der verwendeten
Sprache), da nur die Reihenfolge des Zeichen vertauscht wurde.
1.1.2
Caesar-Chiffre
Die Caesar-Chiffre arbeitet zeichenweise, wobei jeder Buchstabe durch den drittnächsten
Buchstaben im Alphabet ersetzt wird. Ein Klartext-Buchstabe „a“ wird beim Verschlüsseln
durch einen Chiffretext-Buchstaben „D“ ersetzt, ein Klartext „b“ durch ein Chiffre-Text „E“
usw. In Tab. 1-1 steht unter jedem der 26 Klartext-Buchstaben der zugehörige Chiffretext-
Buchstabe. In der unteren Zeile sind die Chiffretext-Buchstaben gegenüber der oberen Zeile
um 3 Positionen zyklisch nach links verschoben, d.h. auf „Z“ folgen „A“, „B“ und „C“.
Tab. 1-1: Caesar-Chiffre
als Tabelle zum
Verschlüsseln:
in: Klartext,
out: Chiffre-Text
Entschlüsseln:
in: Chiffre-Text,
out: 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
Klartext
Chiffre-Text
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
Beim Entschlüsseln wird die Tabelle in umgekehrter Weise benutzt, d.h. ein Chiffretext-
Buchstabe wird durch den darüber stehenden Klartext-Buchstaben ersetzt.
Beispiel:
this is a plaintext
(Klartext)
WKLV LV D SODLQWHAW
(Chiffre)
Für Klartext bzw. Chiffretext wird Klein- bzw. Großschreibung benutzt. Dies ist für die Ver-
schlüsselung unerheblich und dient nur der leichten Unterscheidung.
Alternativ zu Tab. 1-1 kann die Caesar-Chiffre durch Chiffrier-Scheiben mechanisiert werden,
Abb. 1-2. Die 26 Buchstaben stehen zyklisch in 26 Sektoren. Die zwei Scheiben für Input und
Output sind um 3 Buchstabenpositionen gegeneinander verdreht und fixiert. Die zyklische
Verschiebung ergibt sich bei dem Zyklus der Scheiben von selbst. Auf der Input-Scheibe sind
außen zusätzlich Nummern den Buchstaben zugeordnet.
