Die Caesar-Verschlüsselung ist eine der ältesten bekannten Verschlüsselungsmethoden. Sie ist jedoch sehr unsicher und kann sogar ohne Computerunterstützung schnell geknackt werden.

Vorgehen zum Verschlüsseln

Bei der Caesar-Verschlüsselung wird jeder Buchstabe der Nachricht um eine bestimmte Zahl im Alphabet weitergeschoben. Diese Zahl ist der geheime Schlüssel.

Wählt man zum Beispiel den Schlüssel 3, so wird aus einem A (1. Buchstabe im Alphabet) ein D (4. Buchstabe), aus einem B ein E, aus einem C ein F usw.

Gelangt man bei der Verschiebung über Z hinaus, so wird wieder bei A begonnen. Also wird in dem Beispiel mit dem Schlüssel 3 das X durch A, Y durch B und Z durch C ersetzt.

Caesar Verschlüsselung

Beispiel

Als Beispiel soll der Text "Mein Vater erklaert mir jeden Sonntag unseren Nachthimmel" mit dem Schlüssel 7 verschlüsselt werden

Man kann zuerst eine Tabelle erstellen, damit man die Buchstaben direkt ablesen kann:

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

Nun ersetzt man die Buchstaben entsprechend der Tabelle, also das M durch T, das E durch L usw.

Der Geheimtext ist somit: TLPU CHALY LYRSHLYA TPY QLKLU ZVUUAHN BUZLYLU UHJOAOPTTLS (Die Leerzeichen werden normalerweiße entfernt, um die Sicherheit zu erhöhen)

Übungsaufgabe zum Verschlüsseln (hier klicken)

Vorgehen zum Entschlüsseln

Zum Entschlüsseln verwendet man den geheimen Schlüssel und verschiebt alle Buchstaben im Geheimtext um diese Zahl im Alphabet zurück.

Übungsaufgabe zum Entschlüsseln (hier klicken)

Sicherheit

Das Verfahren ist sehr unsicher. Die eigentliche Sicherheit bestand früher darin, dass das Verfahren unbekannt war. Ein gutes / sicheres Verschlüsselungsverfahren sollte jedoch allein auf der Geheimhaltung des Schlüssels, nicht auf der Geheimhaltung des Algorithmus basieren. Bei der Beurteilung der Sicherheit geht man deswegen davon aus, dass man das Verschlüsselungsverfahren kennt, den Schlüssel jedoch nicht.

Sicherheit der Caesar Verschlüsselung

Da es nur 25 unterschiedliche Schlüssel gibt, kann man alle Möglichkeiten in relativ kurzer Zeit durchprobieren.

Meistens genügen auch bereits die ersten Buchstaben um zu erkennen, ob der Schlüssel richtig ist: Bei dem Geheimtext oben ist der Anfang "TLP", probiert man den Schlüssel 2 aus (2 Buchstaben zurück rotieren) ergiebt sich der Klartext "RJN". Dass der Text mit diesen Buchstaben anfängt ist nicht sehr wahrscheinlich und man kann den nächsten Schlüssel probieren.

Systematische Tests

Es gibt aber auch systematische Verfahren um den Schlüssel herauszufinden: Dadurch, dass die einzelnen Buchstaben beim Verschlüsseln immer durch den selben Buchstaben ersetzt werden, ändert sich die Häufigkeitsverteilung nicht. Im Deutschen ist der häufigste Buchstabe das E (ca. 18%), gefolgt von N (ca. 10%) und I (ca. 8%). In dem Geheimtext von oben ist der häufigste Buchstabe L %%(\frac{9}{50} = 18\%)%%, gefolgt von U %%(\frac{7}{50} = 14\%)%%. Nimmt man nun an, dass das L aus dem Geheimtext dem E im Klartext entspricht, kommt man auf eine Verschiebung von 7, was genau der Schlüssel von oben ist.

Anmerkungen

  • Man kann den Schlüssel statt als Zahl auch als Buchstaben angeben, wobei da nicht ganz eindeutig ist, welcher Buchstabe welche Verschiebung anzeigt. Möglichkeit 1: A=1, B=2, C=3… Möglichkeit 2: A=0 (keine Verschiebung), B=1, C=2… Diese zweite Möglichkeit wird vor allem auch für die verwandte Vigenère-Verschlüsselung verwendet.

  • In Rätseln wird häufig als Schlüssel die 13 verwendet, diese Methode heißt auch ROT-13 (für Rotation). Da dann egal ist, ob man die Buchstaben im Alphabet 13 Stellen nach vorne oder zurück rotiert, gibt es dadurch keinen Unterschied mehr zwischen Ver- und Entschlüsselung.

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