Caesar-Chiffrierung
Die Caesar-Chiffrierung ist wahrscheinlich das einfachste Verfahren zum Verschlüsseln von Nachrichten. Sein Name rührt von dem römischen Kaiser Julius Caesar her, der dieses Verfahren bereits verwendet hat.
Die Caesar-Chiffrierung ist eine monoalphabetische Substitution. Dies bedeutet, daß jedem Buchstaben eines Textes ein anderer eindeutiger Buchstabe zugeordnet wird. (Abbildung des Alphabets auf sich selbst = Permutation). Beim Caesar-Chiffre ist diese Zuordnung allerdings nicht willkürlich, sondern basiert auf zyklischer Rotation des Alphabets um k Zeichen. Dieses k ist der Schlüssel, mit dem verschlüsselt wird.
Beispiel: Gegeben sei die Zeichenfolge
s = DIESISTEINSATZ.
Der Schlüssel sei
k = 3.
Somit ergibt sich das Chiffre mit
c = GLHVLVWHLQVDWC.
Begründung: Jeder Buchstabe von s wird um k Zeichen weitergerückt. Somit wird aus 'D' ein 'G', aus 'I' ein 'L' und so weiter. Da es sich um eine zyklische Rotation handelt, fängt das Alphabet nach dem 'Z' wieder von vorne an; somit wird aus dem 'Z' ein 'C'.
Mathematisch betrachtet: Jedem Buchstaben wird ein Wert zugewiesen, entsprechend seiner Position im Alphabet. ('A' = 0, 'B' = 1, ..., 'Z' = 25.) Somit ergibt sich das Chiffre mit
c = (s + k) mod 26.
s bezeichnet dabei einen beliebigen Buchstaben des Klartextes. Achtung: Es ist wichtig, daß die Numerierung der Buchstaben mit 0 beginnt und nicht mit 1!
Schwachstellen: Da jedem Klartextbuchstaben ein eindeutiger Chiffrebuchstabe zugewiesen ist, ändert sich die Verteilung der Häufigkeiten der Buchstaben nicht. Somit ist es möglich, eine statistische Analyse vorzunehmen, anhand derer sich der Schlüssel ermitteln läßt. Das 'e' ist der häufigste Buchstabe in der deutschen Sprache (er besitzt einen Anteil von 13,17%). Um das dem 'e' entsprechende Zeichen im Chiffre zu finden, muß man also das häufigste Zeichen ermitteln – dies ist dann mit großer Wahrscheinlichkeit das 'e'. Anschließend muß man nur noch die Differenz zwischen diesem Buchstaben und dem 'e' bilden – schon hat man den Schlüssel n. Dies funktioniert desto besser, je länger der Text ist.
TR