Kryptologie Geschichte der Zylinder-Chiffriergeräte

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Motivation

• Polyalphabetische Chiffrierung mit unabhängigen Alphabeten und trotzdem leichter, fehlerunanfälliger Handhabung.
• Drehscheiben (und dazu äquivalente Schieber) sind handlich, geben aber nur »Begleitalphabete« des Primäralphabets her.
• Tabellen sind unhandlich in der Herstellung und erfordern hohe Konzentration bei der Verwendung.

Als Schlüssel wird die Reihenfolge der Scheiben verwendet. Der Schlüsselraum besteht also aus allen Permutationen der Scheiben, eventuell sogar aus Auswahlen einer bestimmten Anzahl aus einer größeren Menge an vorhandenen Scheiben.

Der Schlüsselraum ist also leicht ziemlich groß zu machen.

Nicht als Teil des Schlüssels geeignet sind die einzelnen verwendeten Alphabete. Sie

• können dem Gegner durch Erbeutung eines Geräts in die Hände fallen
• und sind nicht leicht zu ändern.

Historische Daten

Chiffrierzylinder sind grob gesprochen eine Erfindung des 19. Jahrhunderts und wurden im 20. Jahrhundert bis zum 2. Weltkrieg beim Militär eingesetzt.

Vergessene Vorläufer:

• Fredrik GRIEPENSTIERNA (1728-1804) baute 1786 ein Zylinder-Chiffriergerät mit 57 Scheiben für König Gustav III. von Schweden. (Dies weicht aber vom hier beschriebenen System etwas ab. Vor allem hatte es keine Einstellmöglichkeiten, oder anders ausgedrückt, nur einen festen Schlüssel.) Die Idee dazu hatte er wahrscheinlich von seinem Großvater Christopher POLHEM geerbt.
• Thomas JEFFERSON (1743-1826) [Bild, Bild] - 3. Präsident der USA 1801-1809 - entwarf ca. 1795 ein Gerät mit 36 Scheiben, das allerdings nie benutzt wurde.

Wirklich aktuell wurde die Idee erst, nachdem KASISKI gezeigt hatte, wie leicht periodische polyalphabetische Chiffren bei kurzer Periode zu brechen sind, und KERCKHOFFS, wie leicht man die Abhängigkeit der Alphabete ausnutzen kann.

Weitere Daten:

• Étienne BAZERIES (1846-1931) [Bilder] konstruierte 1891 ein Gerät mit 20 Scheiben, das er zur Verwendung in der französischen Armee vorschlug. Da DE VIARIS es kurz darauf brach, wurde es nicht eingeführt.
• Arthur HERMANN schlug 1893 die Verwendung von äquivalenten Streifengeräten vor; solche Geräte wurden ab dem 1. Weltkrieg von der US Army benutzt.
• 1922 wurde bei der US-Army das Gerät M-94 mit 25 Scheiben auf Vorschlag von FRIEDMAN eingeführt, in verschiedenen Variationen und Weiterentwicklungen (z. B. als M-138-A mit 30 Streifen aus einem Vorrat von 100) bis zum Ende des 2. Weltkriegs benutzt und zum Teil von den Deutschen (ROHRBACH) gebrochen.

Weiterführende Verweise

• Cipher Clerk (Simulation von Zylinder-Chiffren u. a., von Wilhelm Plotz).