Kryptologie: Hilfsmittel für die polyalphabetische Substitution

Zur Unterstützung der polyalphabetischen Verschlüsselung im »vormaschinellen« Zeitalter gibt es drei einfache Hilfsmittel:

Alphabet-Tafeln

Wie die BELASO-Chiffre mit Hilfe der TRITHEMIUS-Tafel (»VIGENÈRE«) funktioniert, wurde bereits beschrieben.

Für eine PORTA-Chiffre sieht die entsprechende Tafel allgemeiner so aus (Beispiel):

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
---------------------------------------------------
Q W E R T Z U I O P A S D F G H J K L Y X C V B N M
W E R T Z U I O P A S D F G H J K L Y X C V B N M Q
E R T Z U I O P A S D F G H J K L Y X C V B N M Q W
R T Z U I O P A S D F G H J K L Y X C V B N M Q W E
T Z U I O P A S D F G H J K L Y X C V B N M Q W E R
Z U I O P A S D F G H J K L Y X C V B N M Q W E R T
U I O P A S D F G H J K L Y X C V B N M Q W E R T Z
I O P A S D F G H J K L Y X C V B N M Q W E R T Z U
O P A S D F G H J K L Y X C V B N M Q W E R T Z U I
P A S D F G H J K L Y X C V B N M Q W E R T Z U I O
A S D F G H J K L Y X C V B N M Q W E R T Z U I O P
S D F G H J K L Y X C V B N M Q W E R T Z U I O P A
D F G H J K L Y X C V B N M Q W E R T Z U I O P A S
F G H J K L Y X C V B N M Q W E R T Z U I O P A S D
G H J K L Y X C V B N M Q W E R T Z U I O P A S D F
H J K L Y X C V B N M Q W E R T Z U I O P A S D F G
J K L Y X C V B N M Q W E R T Z U I O P A S D F G H
K L Y X C V B N M Q W E R T Z U I O P A S D F G H J
L Y X C V B N M Q W E R T Z U I O P A S D F G H J K
Y X C V B N M Q W E R T Z U I O P A S D F G H J K L
X C V B N M Q W E R T Z U I O P A S D F G H J K L Y
C V B N M Q W E R T Z U I O P A S D F G H J K L Y X
V B N M Q W E R T Z U I O P A S D F G H J K L Y X C
B N M Q W E R T Z U I O P A S D F G H J K L Y X C V
N M Q W E R T Z U I O P A S D F G H J K L Y X C V B
M Q W E R T Z U I O P A S D F G H J K L Y X C V B N

Hier ist es natürlich nützlich, das Standard-Alphabet extra oben über das Primäralphabet zu schreiben. Die Verwendung einer solchen Tafel (mit anderem Primäralphabet) wurde bereits vorgeführt, wobei nur der relevante Teil der Tabelle wiedergegeben wurde. Es handelt sich aber tatsächlich um eine PORTA-Chiffrierung.

Achtung: In der Literatur wird unter »PORTA-Chiffre« meist nur ein Spezialfall verstanden.

Chiffrierscheiben

Da das Erstellen einer Alphabet-Tafel, besonders bei handschriftlicher Ausführung, etwas mühsam ist, griff PORTA die schon von ALBERTI (mit etwas anderem Hintergrund und weniger systematisch) eingeführte Idee der Drehscheibe wieder auf - für die PORTA-Chiffre, d. h., die Verwendung eines Primäralphabets mit verschobenen Begleitalphabeten. Eine solche Drehscheibe trägt (z. B.) auf einem äußeren Ring das Standardalphabet, auf einem inneren das (permutierte) Primäralphabet. Die verschobenen Begleitalphabete werden einfach durch Drehen des inneren Rings hergestellt: Der aktuelle Schlüsselbuchstabe wird auf das Klartext-»a« eingestellt (bzw. allgemein auf den ersten Buchstaben des verwendeten Standard-Alphabets). Abbildungen:

Dem Vorteil der leichteren Benutzung einer Chiffrierscheibe gegenüber einer Alphabettafel steht ein Nachteil entgegen: Die Anwendung ist deutlich fehleranfälliger - man vertut sich leicht einmal beim Drehen der Scheibe.

Chiffrierschieber

Äquivalent zu einer Chiffrierscheibe, weniger elegant, aber leichter herzustellen und handzuhaben, ist der Chiffrierschieber. Er besteht aus zwei gegeneinander verschiebbaren Zeilen, die auf Papierstreifen oder Holzbrettchen aufgebracht werden. In der ersten steht das Standard-Alphabet, in der zweiten das Primäralphabet, bis auf einen Buchstaben verdoppelt, Beispiel:

Dieses Hilfsmittel ist schon um 1600 in England nachweisbar, wurde aber anscheinend zuerst beim französischen Militär im 19. Jahrhundert systematisch verwendet (»St.-Cyr-Schieber«). Abbildung: