Kryptologie Verschiebechiffren (CAESAR)

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Jeder Buchstabe des Alphabets wird durch einen ersetzt, der eine bestimmte Zahl, k, Stellen weiter hinter im Alphabet steht.

Beispiele

1.) Original-CAESAR: Hier ist S = {A,...Z} = Z₂₆, also A « 0, B « 1, ..., Z « 25. Verwendet wurde von Caesar k = 3, also nur ein fester Schlüssel. Die Verschlüsselung sieht dann im Beispiel so aus:

      C A E S A R  | +3  (Klartext)
      -----------
      F D H V D U

[In Wirklichkeit benutzten die Römer allerdings ein kleineres Alphabet ohne J, U und W.]

2.) ROT13.

3.) XOR.

4.) Dass solch einfache Chiffren auch noch im täglichen Leben verwendet werden, zeigt die abstruse Geschichte des Mafia-Bosses Bernardo Provenzano [extern].

Allgemeine mathematische Beschreibung

Das Alphabet S sei eine endliche Gruppe G mit Gruppenoperation *. Als Schlüsselraum wird ebenfalls K = G genommen. Für k Î K sei

f_k : S^* ® S^*

f_k(a₁,...,a_r) : = (a₁*k,...,a_r*k)  für  a = (a₁,...,a_r) Î S^r.

Effektive Schlüssellänge: d(F) = ²log(n).

Der Schlüsselraum ist also ziemlich klein und kann leicht vollständig durchsucht werden - Beispiel folgt.

Codes und Chiffren

Eine solche »Vorbehandlung« wie die Zuordnung A « 0 usw., die nicht geheim ist, gibt es bei so gut wie allen Verschlüsselungsverfahren; modernes Beispiel ist die Wiedergabe von Dateien durch Bit- oder Bytefolgen. Eine derartige Transformation, die insbesondere nicht von einem Schlüssel abhängt, wird Codierung genannt.

Es gibt allerdings auch Chiffrierung mit Hilfe eines Codebuchs, das geheimgehalten wird. Auch für diesen Fall sollte der begrifflichen Klarheit halber nicht die Bezeichnung »Codierung« verwendet werden, sondern etwa »Codebuch-Chiffre«.

[Der Sprachgebrauch ist, auch in der kryptologischen Literatur, nicht ganz einheitlich; oft werden Chiffren als Codes bezeichnet, manchmal als »geheime Codes«. Im »Alltagssprachgebrauch« (Presse, Literatur) werden die Begriffe »Codierung« und »Chiffrierung«, ebenso »Code« und »Chiffre« bunt durcheinandergemischt.]

Wir merken uns:

Chiffre oder Verschlüsselung: Transformation, die von einem geheimen Schlüssel abhängt und daher nur von genau bestimmten Zielpersonen rückgängig gemacht werden kann.

Codierung: Transformation, die nicht geheim ist und daher von jedem rückgängig gemacht werden kann.