Die Playfair-Chiffre war bis ins 20. Jahrhundert eine sehr sichere Chiffre. Sie war damals nämlich eine der wenigen, welche bipartit arbeitete. Das heißt: Es wurden jeweils Zweierpaare des Klartextes verschlüsselt. Im Gegensatz zur Vigenére-Chiffre ist sie jedoch monoalphabetisch, besitzt also nur ‘einen Key’. Sie wurde 1854 von Sir Charles Wheatstone erfunden, wurde jedoch durch den Mann, der sich beim britischen Millitär für sie einsetzte berühmt: Lord Lyon Playfair. Anfangs wurde der Vorschalg diese Chiffre als Standard für das britische Militär zu verwenden abgelehnt, obwohl Playfair sie nach eigenen Angaben einer Schulklasse in einer Viertelstunde hätte beibringen können. Damit hatte er nicht ganz recht. Ich denke 10 Minuten reichen
Im zweiten Anlauf erkannte das britische Millitär die Chiffre aber an, bestand aber darauf sie nach Playfair zu benennen.

Wie funktioniert die Playfair-Chiffre

Das Prinzip der Chiffre klingt anfangs etwas kompliziert ist aber nach ein wenig Üben einfach in der Anwendung. Bevor man einen Text verschlüsseln kann, muss man zwischen jeweils zwei gleiche Buchstaben ein ‘x’ oder einen anderen seltenen Buchstaben setzen. Dann stehen also keine zwei identischen Buchstaben mehr nebeneinander. Als nächstes werden die Buchstaben in Zweierpaare eingeteilt. Bleibt dabei am Ende ein Buchstabe über, wird noch ein ‘x’ hinzugefügt, damit dieses mit dem letzten Buchstaben ein weiteres Paar bildet. Der bearbeitete Klartext sieht also wie folgt aus:

( Die Buchstaben werden nur der Übersichtlichkeit zu liebe groß geschrieben )

Leider muss nicht nur der Klartext, sondern auch der Schlüssel bearbeitet werden. Unser Schlüsselwort muss aus Buchstaben bestehen, da die Playfair-Chiffre nicht case-sensitiv ist, ist es egal, ob wir große oder kleine Buchstaben verwenden. Zudem dürfen alle Buchstaben in unserem Schlüsselwort nur genau einmal vorkommen! Nun legen wir eine Tabelle mit 5 Spalte, und 5 Zeilen an, eine Tabelle also mit 25 Zellen. Wir füllen nun diese Zellen der Reihe nach mit je einem Buchstaben unseres Schlüsselwortes. Von oben nach unten, von links nach rechts:

Schlüsselwort: Festung

Nun füllen wir den Rest der Tabelle der Reihe nach mit den restlichen Buchstaben des Alphabets auf, sodass jeder Buchstabe genau einmal in der Tabelle vorkommt. ‘i’ und ‘j’ teilen sich eine Zelle. Alle ‘j’ im Klartext werden also zu einem ‘i’.

Nun haben wir alles vorbereitet und können unseren Text verschlüsseln. Dazu gehen wir paarweise vor. Wir nehmen der Reihe nach jeweils ein Buchstabenpaar. Nun gibt es drei Möglichkeiten:

• Liegen die beiden Buchstaben in derselben Spalte, werden sie jeweils um ein Feld nach unten verschoben. Jeder der beiden Buchstaben wird also durch den jeweils darunter liegenden ersetzt. Liegt der Buchstabe ganz unten in der Spalte, fängt man oben in der Spalte wieder an.
• Liegen die beiden Buchstaben in derselben Zeile, werden sie jeweils um ein Feld nach rechts verschoben. Jeder Buchstabe wird also jeweils um den rechts daneben liegenden ersetzt. Liegt der Buchstabe ganz rechts, fängt man links in der Zeile wieder an.
• Liegen die beiden Buchstaben weder in derselben Spalte, noch in derselben Zeile, ersetzt man jeden Buchstaben durch den, der in der selben Zeile, aber in der Spalte des jeweils Anderen steht.

So verfährt man mit dem gesamten Text. Das Ergebnis ist der verschlüsselte Text.

In unserem Beispiel sähe das wie folgt aus:

Verschlüsselter Text: QMWHPCVPVP

Um den Text nun wieder zu entschlüsseln geht man ähnlich vor. Zuerst muss wieder die Tabelle des Schlüssels angelegt werden. Dann teilt man den verschlüsselten Text wieder in Paare auf. Hierbei können natürlich nicht zweimal derselbe Buchstabe nebeneinander stehen. Logisch.

Nun verfährt man in umgekehrter Reihenfolge:

• Liegen die beiden Buchstaben in derselben Spalte, werden sie jeweils um ein Feld nach oben verschoben. Jeder der beiden Buchstaben wird also durch den jeweils darüber liegenden ersetzt. Liegt der Buchstabe ganz oben in der Spalte, fängt man unten in der Spalte wieder an.
• Liegen die beiden Buchstaben in derselben Zeile, werden sie jeweils um ein Feld nach links verschoben. Jeder Buchstabe wird also jeweils um den links daneben liegenden ersetzt. Liegt der Buchstabe ganz links, fängt man rechts in der Spalte wieder an.
• Liegen die beiden Buchstaben weder in derselben Spalte, noch in derselben Zeile, ersetzt man jeden Buchstaben durch den, der in derselben Zeile, aber in der Spalte des jeweils Anderen steht.

Man erhält den Klartext, allerdings müssen noch die ‘überflüssigen’ Buchstaben (‘x’) entfernt werden.

Probleme bei diesem Verfahren
Es gibt bei diesem Verfahren einige Probleme, was macht man beispielsweise mit Sonderzeichen? Und: wie könnte man ohne Sonderzeichen ein Satzende markieren? Leider gibt es für diese Probleme keine einheitliche Lösung.

Zum Playfair-Chiffre-Tool

Ich hoffe Euch gefällt diese Chiffre. Demnächst werde ich hoffentlich ab und an mal wieder eine weitere Chiffre umsetzen können, aber hauptsächlich konzentriere ich mich weiter auf meine Webdesign-Tutorials.

compufreak

Polybios war ein antiker griechischer Geschichtsschreiber. Berühmt wurde er durch sein größtes Werk, die Historíai. In diesem wird der Werdegang Roms beschrieben. In dem Zehnten von insgesamt 40 der Bücher seines großen Werks beschreibt Polybius eine Verschlüsselungsmethode, welche sogar im 20. Jahrhundert noch Anwendung fand. Er hat die Chiffre vermutlich nicht erfunden, aber maßgeblich verbessert. Die Methode hierbei ist denkbar einfach:

Man benötigt eine Tabelle mit 5 Spalten und 5 Zeilen. Dort trägt man nun alle Buchstaben des Alphabets von links nach rechts und von oben nach unten ein:

Matrix der Polybius-Chiffre:

Polybius-Matrix

Für den Griechen Polybius war das in den lateinischen Schriftzeichen kein Problem. Für uns heute allerdings schon: Wir haben einen Buchstaben zu viel, das ‘J’. Da J und I jedoch fast das gleiche sind, kann man darüber hinwegsehen und sie einfach wie einen Buchstaben behandeln.

Nun zur eigentlichen Methode: Bei dieser Chiffre handelt es sich um eine bipartite Transposition. Das heißt: Jeder Klartextbuchstabe wird durch zwei andere Zeichen ersetzt. Im Falle der Polybius-Chiffre sind es zwei Zahlen, nämlich zeile (waagerecht) und Spalte (senkrecht). Möchte ich nun einen Buchstaben verschlüsseln, ersetze ich ihn einfach durch die Ziffer der Zeile in der er steht und der Ziffer der Spalte in der er steht.

Beispiel:

H = 23
A = 11
L = 31
L = 31
O = 34

Kleine Knobelfrage:

Was bedeutet dies: 241323231112152515243315112333453322

Die Polybius-Chiffre ist somit eine sehr simple Verschlüsselungsmethode. Sie ist einfach anzuwenden, aber leider auch noch einfacher zu knacken als die Cäsar-Chiffre.

Wie immer stelle ich auch ein Online-Tool samt PHP-Code zur Verfügung:

Zum Polybius-5-Chiffre-Tool

Aber Achtung: Bei der Verschlüsselung werden I und J gleich verschlüsselt. Bei der Entschlüsselung werden beide als I ausgegeben!

Die sog. Vigenère-Chiffre ist die erste, hier beschriebene, polyalphabetische Chiffre und eine der bekanntesten Chiffren, neben der Cäsar-Chiffre. Die Geschichte dieses Verschlüsselungsverfahrens jedoch beginnt mit einer anderen Person, welche irgendwann im 15. und 16. Jahrhundert lebte und deren Werk 1516 – nach ihrem Tod – veröffentlicht wurde. Es war das erste Werk über Kryptographie überhaupt. Diese Person war ein in Deutschland geborener Abt und war eine wohl recht … umstrittene Figur. Nichtsdesto Trotz hat er sie ihren Teil zur Kryptographie beigetragen. Der Name dieser Person war: Johannes Trithemius. In seinem Werk ‘Polygraphia’ beschreibt er folgende Methode:

Es sollte eine Tabelle angefertigt werden, welche in 26 Spalten und 26 Zeilen in jeder derselbigen das volle Standart-Alphabet mit 26 Buchstaben darstellt. Einfach ausgedrückt: In der ersten Zeile steht das normale Alphabet. In der Zeile darunter wird das Alphabet erneut geschrieben, allerdings um genau eine Stelle nach vorne (in der Draufsicht: links) verschoben. So beginnt das Alphabet in der zweiten Zeile also mit dem Buchstaben ‘b’, geht dann weiter wie gewohnt und endet auf ‘a’. Ähnlich der Cäsar-Chiffre.
In der dritten Zeile wurde das Alphabet nun um 2 Stellen verrückt, beginnt nun mit dem Buchstaben ‘c’. Dieses Verfahren wird bis zur letzten Zeile der Tabelle durchgeführt. So entstand die Trithemius-Tafel:

Thrithemius-Tafel

Trithemius-Beispiel: Klartext: Till

Das Ergebnis wäre: TJNO

Was aber hat das mit Vigenère zu tun?
Ganz einfach: Die Trithemius-Chiffre hat einen entscheidenden Nachteil: Jeder, der das Verfahren kennt, kann einen solchen Text leicht dechiffrieren. Nun tritt über 30 Jahre später eine neue Figur auf das Spielfeld: Blaise de Vigenère: Ein französischer Diplomat. Er befasste sich ca. 1549 (26 Jahre alt) zum ersten Mal mit Kryptographie. Er schrieb mehr als 20 Bücher und wurde ein berühmter Kryptograph. Er verfeinerte unteranderem das von Trithemius vorgeschlagene Verfahren: So sollte zur chiifrierung ein Schlüssel verwendet werden. Das heißt: Man sollte nicht die einzelnen Zeilen der Reihe nach verwenden, sondern den Schlüssel als Reihenfolge benutzen. Wäre also das Schlüsselwort: key, dann sollte man für den ersten Buchstaben, die Zeile benutzen, welche mit einem k beginnt, für den zweiten Buchstaben benutzt man dann die Zeile, die mit einem e beginnt, usw. Hat man alle Buchstaben des Schlüsselwortes verwendet, beginnt man einfach wieder von vorne. Für dieses Verfahren wird natürlich weiterhin die Trithemius-Tafel verwendet.

Beispiel:

Ich verfahre also wie folgt: Für einen Buchstaben suche ich in der Spalte des Klartextbuchstabens, die Zeile des jeweiligen Schlüsselbuchstabens. Für den ersten Buchstabens des Beispiels suche ich also in der Spalte g, die Zeile k und finde dort den Buchstaben q. Für den zweiten Buchstaben suche ich in der Spalte e, in der Zeile e und finden den Buchstaben i, usw.:

Vigenere-Beispiel, Klartext: geheimnis

Zur Entschlüsselung benötigt man nun den Schlüssel. Dann verfährt man folgendermaßen: Ich Suche in der Zeile des entsprechenden Schlüsselbuchstabens den jeweiligen verschlüsselten Buchstaben. So finde ich jeweils die Spalte, in der ganz oben mein (entschlüsselter) Buchstabe steht.

Beispiel in Tabellen-Form:

Die Vigenere-Chiffre ist eine der bekanntesten Chiffren. Sie lößte (mehr oder weniger) das Problem der Buchstabenhäufigkeit und galt lange Zeit als unknackbar. Natürlich ist sie das nicht. Wie sie sich knacken lässt, wird später in den Tutorials zur Kryptoanalyse besprochen (folgt später, ist in Arbeit).

Also, denkt dran:
-Wenn jemand meinen Code benutzt, wäre ein Link schon fair…
-Verbesserungsvorschläge bitte in den Kommentaren oder per Mail an mich
-Die Chiffre ist nicht unknackbar…
-Fragen werden unten in den Kommentaren beantwortet und zu den Toiletten gehts links hinaus!

Zum Vigenère-Chiffre-Tool

ROT-47 ist die letzte, der mir bekannten ROT-Chiffren. Sie verwendet alle ASCII-Zeichen³ von 33 (“!”) bis 126 (“~”), also insgesamt 94 Zeichen. Weiter gibt es zu dieser Chiffre auch nicht viel mehr zu sagen, außer dem Üblichen:
Spielt nicht mit Feuer, geht nicht mit Fremden mit und … ach egal! Schwachsinn. Ihr kennt den Trick:
Wenn ich ROT-47 zweimal auf denselben Text anwende, erhalte ich wieder meinen Klartext. Denn wenn ich die Werte aller Zeichen meines Klartextes einmal um 47 Stellen verschiebe, erhalte ich den chiffrierten Text, verschiebe ich sie erneut um 47 Stellen, lande ich bei einer Zeichenmenge von 47*2=94 Zeichen logischerweise wieder dort, wo ich angefangen habe: Bei meinem Klartext.
Wer das nicht so ganz versteht, sollte lieber die vorherigen Einträge durchsehen, angefangen bei ROT-13“>ROT-13.
Um die ROT-Chiffren jetzt auch schnell abschließen zu können, folgt hier nur noch die Tabelle⁴ und das entsprechende Tool:

Zum ROT-47-Tool

Die ROT-18-Chiffre ist eine abgewandelte Version von ROT-13 und somit ebenfalls mit der Cäsar-Chiffre verwandt. Jeder Buchstabe des Klartexts wird um k Stellen nach hinten verschoben. Das Ergebnis ist der verschlüsselte Text, welcher entschlüsselt wird, indem alle Buchstaben wieder um k Stellen nach vorne verschoben werden. Der Unterschied zu ROT-13 besteht in der Auswahl der Zeichen: Es sind nämlich sowohl Kleinbuchstaben, wie auch Großbuchstaben und Zahlen in Gebrauch. Bei ROT-13 gibt es ein wichtiges Problem: Wohin mit den Zahlen? Eine Möglichkeit wäre die seperate Verschlüsselung mit ROT-5, welche sich nur auf Zahlen begrenzt. ROT-18 ist die Alternative: Kleinbuchstaben werden wie von ROT-13 bekannt verschlüsselt, die Großbuchstaben hingegen kennen aber nun auch noch alle Ziffern, d.h.: Die Ziffern werden behandelt, wie Buchstaben und einfach hinten an das Alphabet in Großbuchstaben angehängt. Daher kommt auch der Name: ROT-18, wenn man nämlich nur die Großbuchstaben und Zahlen betrachtet, muss man jeweils zweimal 18 addieren, und schon ist man wieder dort, wo man angefangen hat. ROT-18 hat zwei große Nachteile gegenüber seinen Geschwistern:

1. Die Ver- bzw. Entschlüsselung im Kopf ist schwieriger, als bei ROT-13 oder ROT-5.
2. Sie ist kaum bekannt und wenig verbreitet und somit auch nicht immer gleich definiert!#

Heißt: Sollte jemand eine andere Definition finden: Auf jeden Fall Bescheid geben, dann kann ich meinen Artikel hier ergänzen

Wie immer habe ich auch zu dieser Chiffre ein kleines Online-Tool:
Zum ROT-18-Chiffre-Tool

Morgen gehts dann weiter mit der ROT-47 Chiffre, bis dann,
compufreak

ROT-5
Die ROT-5 Chiffre ist eine mögliche Lösung für das Probelm der Zahlenimplementierung. Was passiert mit den Zahlen in einer Rot-13-Verschlüsselung? Ganz einfach: Nichts. ROT-5 funktioniert genauso wie ROT-13. Allerdings behandelt statt Buchstaben die Ziffern 0-9: Es verschiebt sie um fünf Stellen. Da ROT-13 keine Möglichkeit für die Chiffrierung von Zahlen bietet, lässt sich für die Zahlen gut ROT-5 benutzen: Einfach Ganz normla mit ROT-18 verschlüsseln, und für alle Zahlen Rot-5 benutzen. Das ROT-5-Verfahren ist kaum bekannt und nur wenigen ein Begriff, gerade deshalb ist es aber ein wenig besser als sein Bruder ROT-18., welcher morgen vorgestellt wird.

Tabelle für ROT-5

Wie gewohnt gibts auch hierzu ein Tool: ROT-5

hier folgt der nächste Teil des Verschlüsselungs-Specials. Heute stelle ich euch ein nettes kleines Verfahren vor:

ROT-13

ROT-13 wird oft mit der Cäsar-Chiffre in einen Topf geworfen. Dann Deckel zu und ordentlich durchkochen Das hat auch einen guten Grund: Es ist die selbe Methode. Der einzige wirkliche Unterschied: ROT-13 arbeitet mit einem festen Key. Das heißt, dass das Klartext-Alphabet IMMER um GENAU 13 Stellen verschoben wird. So entspricht A, N und B, O usw.

Der grobe Unterschied ist also nicht wirklich berauschend, aber er ist eben da, wie eine lästige kleine Zwiebel auf meinem Döner, obwohl ich denselben ohne jene Zwiebel bestellte. Ich HASSE Zwiebeln. Egal. Jedenfalls ist diese Zwiebel, äh – dieser Unterschied vorhanden. Und genau dieser Unterschied hat ROT-13 berühmter gemacht, als die Cäsar-Chiffre und das aus folgenden Gründen:

1. Es ist ein bisschen einfacher und der Key lässt sich dank des Namens auch gut merken.

2. Der Name ist schön aus dem Englischen hergeleitet. (rot.=rotate=rotieren)

3. Es ist immer der gleiche Key…

… und genau das ist der wichtige Vorteil. Jeder benutzt den gleichen Key zum Ver- und Entschlüsseln. Das heißt, dass alle Programme den Code gleichermaßen knacken können, und dass man es sogar im Kopf problemlos auswendig lernen kann. Was genau bringt das? Dazu muss man sich die Herkunft der Chiffre ansehen. Sie kam aus Newsgroups und Foren. Sie wurde benutzt, um Leser vor dem unbeabsichtigten Lesen einiger Informationen, wie zum Beispiel den Pointen dreckiger Witze zu schützen. Das Prinzip ist ähnlich dem, welches von Zeitschriften benutzt wird. Diese schreiben Lösungen und Antworten ggf. auf dem Kopf.

Gerne wurde ROT-13 auch ab und zu zur Abschreckung von ‘noobs’ in diversen Kreisen benutzt. Ähnlich leetspeak.

Diese Chiffre hat es sogar geschafft, so berühmt und ‘wichtig’ zu werden, dass Newsreader und E-Mail-Programme manchmal (früher fast immer) über eingebaute Dechiffrierer verfügen.

Damit kommen wir zum wichtigsten Punkt überhaupt: Dem Entschlüsseln! Ein ROT-13-Code kann genauso entschlüsselt werden, wie er auch verschlüsselt wurde! Warum? Wegen der ‘magischen’ Zahl 13, welche unseren Key darstellt. Wir erinnern uns: Unser Alphabet hat 26 Buchstaben = 2*13 Buchstaben. Wenn wir einen Text verschlüsseln, und dann mit demselben Verfahren erneut bearbeiten, haben wir das Alphabet zweimal um 13 Stellen verschoben. Wmoit wir wieder beim Anfang wären! Und genau DAS ist der geniale Vorteil von ROT-13 gegenüber ganz normaler Cäsar-Chiffre. Wobei sich bei letzterer natürlich der gleiche Effekt einstellen würde, wenn man 13 als Key benutzt

Zur Sicherheit: Da aller Welt der Key bekannt ist, ist es ein leichtes solchen Code zu knacken. Er ist somit noch unsicherer als eine normale Cäsar-Chiffre. Einziges Problem: Woran erkenne ich Text, der mit ROT-13 verschlüsselt wurde? Das ist leider nicht einfach zu beantworten. Wir werden aber später drauf eingehen. Es sei nur soviel gesagt: Das Verschlüsselungsverfahren lässt sich mit einfachsten kryptoanalytischen Verfahren, wie zum Beispiel der Buchstabenhäufigkeit erkennen.

Natürlich habe ich auch für ROT-13 ein kleines Tool vorbereitet!

Zu finden ist es hier

In diesem Special, bestehend aus mehreren Einträgen, geht es um Verschlüsselung. Ich werden bekannte Verfahren der Reihe nach erklären und jeweils ein Tool im Bereich Tools > Verschlüsselung bereit stellen.

Teil 1: Die Cäsar-Chiffre

Die Cäsar-Chiffre ist ein monoalphabetisches monographisches monopartites Verschlüsselungsverfahren. Hört sich doof und kompliziert an, ist aber einfach! Das Verfahren geht angeblich auf Julius Cäsar zurück. Dieser soll seine Nachrichten mit einem einfachen System verschlüsselt haben:

Man verschlüsselt einen beliebigen Text indem man das normale Alphabet (Klartextalphabet) unter das Geheimtextalphabet schreibt, aber um x Stellen nach links oder rechts verschoben:

Beispiel für x=1:

In diesem Alphabet wurden alle Buchstaben um eine Stelle nach links verschoben. Das a wird hinten wieder angestellt. Dieser Tabelle zufolge entspricht also ein a nun einem b, ein b nun einem c usw.

Damit wird aus dem Wort: Hallo schlagartig: Ibmmp

Nicht mehr gut zu lesen, oder?

Diese Chiffrierung gehört zu den additiven Verschlüsselungsmethoden. D.h., dass zu dem Wert jedes Buchstabens einfach nur der Key (in dem Fall oben 1) addiert wird.

Beispiel:

b hat den Wert 2. Wir addieren unseren Key (1) hinzu: 3. Nun übersetzen wir den Wert zurück ins Alphabet: c. So verfahren wir mit allen Buchstaben einzeln und erhalten hinterher das verschlüsselte Wort.

Leider ist dieses Verfahren mit immerhin 26*25*24… = 26! = 403291461126605635584000000 Kombinationsmöglichkeiten recht einfach zu knacken. Warum klären wir später!

Das war die wohl einfachste Chiffre.

Hier ein Tool zum ausprobieren.