Skytale



Das Wort Skytale kommt aus dem Altgriechischen und bedeutete zunächst "Stab", "Stock". Später bekam es dann auch die Bedeutung "Nachricht" oder "Botschaft". Sogar eine Schlangenart wurde damit bezeichnet. Dieser Bedeutungswandel kam durch die Verwendung eines Holzstabes bei der Verschlüsselung geheimer militärischer Botschaften im Stadtstaat Sparta zu Stande. Auf die folgende Weise schickten etwa die Ephoren mit der Skytale verschlüsselte Botschaften an Staatsbeamte und Feldherren im Ausland.

Um einen Holzstab jeweils festgelegter Dicke wurde ein schmaler Pergament- oder Lederstreifen gewickelt, auf dem der Text der Botschaft in Richtung des Stabes aufgeschrieben wurde. Wegen der geringen Breite des Streifens stand immer nur ein Buchstabe des Klartextes in einer "Zeile". Nebeneinanderliegende Buchstaben des Klartextes waren daher stets durch eine volle Umwicklung des Stabes voneinander entfernt, wodurch ein wesentliches Ziel der Verschlüsselung durch Transposition erreicht wurde. Dieses Prinzip der Verschlüsselung wurde also bereits in der Antike klar erkannt, wie auch im unten zitierten Text deutlich wird!

Auf dem abgewickelten Streifen standen die Buchstaben dann untereinander, aber benachbarte Buchstaben gehörten nicht zum selben Wort. Erst wenn der Streifen wieder um einen Stab gleicher Dicke gewickelt wurde, ließ sich der Text mühelos entziffern. Die Dicke des Stabes, und damit der Abstand zusammengehöriger Buchstaben, stellte also einen Schlüssel dar. Dieser war daher in gewissen Grenzen variabel. Die Boten konnten den Lederstreifen auch als Gürtel mit sich tragen, wodurch der Geheimtext selbst nochmals versteckt war, also ein zusätzlicher steganographischer Effekt erzielt wurde.


Der griechische Geschichtsschreiber Plutarch (um 45 - um 125 n. Chr.) berichtet in der Parallelbiographie[1] des spartanischen Heerführers Lysander (? - 395 v. Chr.) mit dem römischen Feldherrn Sulla, daß Lysander mit Hilfe der Skytale während des Peloponnesischen Krieges im Jahr 404 v. Chr. über die Angriffspläne der Perser unter dem Statthalter Pharnabazos informiert wurde. Die Spartaner konnten sich daher vorbereiten und den Angriff abwehren.






"...dem Lysander selbst schickten sie eine sogenannte Skytale mit dem Befehle zur Umkehr. Mit der Skytale hatte es folgende Bewandtniß. Wenn die Ephoren einen Admiral oder General aussenden, so lassen sie zwei runde Stäbe von einer bis aufs Genaueste gleichen Länge und Dicke anfertigen, und zwar so, daß beide an dem Schnitt an einander passen. Den einen behalten sie selbst, den anderen geben sie dem Abgehenden. Diese Stäbe heißt man Skytalen. Wenn sie nun etwas Geheimes und Wichtiges mitzutheilen wünschen, bringen sie ein Stück Bybluspapier in die Form eines langen schmalen Riemens, um wickeln damit die bei ihnen befindliche Skytale so, daß kein Zwischenraum übrig bleibt, sondern überall im Kreise herum seine Oberfläche mit dem Papier bedeckt erscheint. Ist dieß geschehen, so schreiben sie nach Belieben alles auf das Papier gerade so, wie das Papier an der Skytale sich herumzieht. Sind sie mit dem Schreiben fertig, so nehmen sie das Papier wieder ab und schicken es ohne den Stab an den Feldherrn. Der Empfänger ist nun außer Stande, irgendwie den Inhalt zu lesen, da die Buchstaben gar keinen Zusammenhang haben, sondern auseinander gerissen sind. Aber jetzt nimmt er seine eigene Skytale und zieht das Stück Papier rings an derselben auf, so daß die Windung wieder in die gleichmäßige Ordnung kommt, das Zweite sich an das Erste anschließt und hiedurch das Auge in den Stand gesetzt ist, ringsherum im Kreise das Zusammengehörige aufzufinden. Das Papier trägt mit dem Stabe ganz den gleichen Namen: Skytale, - wie man auch sonst den Inhalt eines Maßes mit dem Maße selbst gleich zu benennen pflegt."[2]


Auch der römische Geschichtsschreiber Cornelius Nepos (um 100 - nach 28 v. Chr.) berichtet in der Biographie des spartanischen Heerführers Pausanias (? - um 467 v. Chr.), daß dieser, als er sich 478 v. Chr. beim Heer in Byzantion (Kleinasien) befand, durch einen Befehl, der mittels Skytale verschlüsselt war, unter Androhung der Todesstrafe nach Sparta zurückbeordert wurde:

"id postquam Lacedaemonii rescierunt, legatos cum clava ad eum miserunt, in qua more illorum erat scriptum: nisi domum reverteretur, se capitis eum damnaturos." (Pausanias 3.4)[3]




In der folgenden Realisierung dieser Verschlüsselung (ohne Stab und Lederstreifen) werden gegenüber der ursprünglichen Skytale die Rollen von Zeilen und Spalten vertauscht. Dies kommt unserer üblichen Schreibrichtung auf einem Blatt Papier von links oben nach rechts unten mehr entgegen. Die "unbegrenzte" Richtung eines Blattes Papier ist unten, während die unbegrenzte Richtung einer Skytale rechts ist!

Man wählt zunächst eine Blocklänge n=2,3,4,... als festen Schlüssel und schreibt den Klartext in Blöcken der Länge n untereinander. Dann schreibt man die n entstandenen Spalten hintereinander als Geheimtext. (Ein Auffüllen der eventuell unvollständigen letzten Zeile durch zusätzliche, zufällig gewählte Buchstaben, sogenannte Blender, empfiehlt sich nicht, da sonst der verwendete Schlüssel immer ein Teiler der Geheimtextlänge ist, was das Brechen des Codes sehr erleichtert.)

Beispiel

Zunächst wird der Schlüssel gewählt, was der Wahl der Dicke des Stabes der Skytale entspricht.

n=3

DIESER KLARTEXT IST JETZT ZU VERSCHLUESSELN


Zur Verschlüsselung wird der Text in Blöcke der Länge n eingeteilt, die zeilenweise geschrieben werden:

DIE
SER
KLA
RTE
XTI
STJ
ETZ
TZU
VER
SCH
LUE
SSE
LN

Damit ergibt sich spaltenweise der Geheimtext

DSKRXSETVSLSLIELTTTTZECUSNERAEIJZURHEE

Zum Entschlüsseln des Geheimtextes ist dieser nur in n Spalten der richtigen Länge einzutragen und zeilenweise zu lesen. Diese richtige Länge erhät man dabei durch eine Division mit Rest.

Da die Geheimtextläge im Beispiel 38 beträgt, sind die Spaltenlängen beim verwendeten Schlüssel n=3 wegen

38 = 12*3 + 2 = 12 + 12 + 12 + 1 + 1 = (12+1) + (12+1) + 12
also 13, 13 und 12, was wieder das obige Bild ergibt.

Zum Brechen des Codes sind lediglich entsprechende Versuche mit den möglichen Werten für n=2,3,4,... zu machen, bis sich zeilenweise ein verständlicher Text ergibt. Bei n=2 ergäben sich die Spaltenlängen 19 und 19, bei n=4 dagegen 10, 10, 9 und 9, was aber natürlich nicht zu sinnvollen Zeilen führt.


Blockvarianten der Skytale

Bei längeren Texten wird man bei der realen Skytale allerdings auf ein Problem gestoßen sein:

Der benötigte Streifen wird zu lang, als daß er sich überlappungsfrei um den Stab wickeln ließe. Man war dann wohl gezwungen, die Nachricht auf mehrere Streifen zu verteilen. Auch bei der oben angegebenen Realisierung ist es sehr zweckmäßig, den Klartext in Blöcke der Länge m*n mit einem geeignet gewählten m einzuteilen und die einzelnen Blöcke nacheinander (mit derselben Skytale) zu verschlüsseln. Dann haben alle Spalten (bis auf die des letzten Blockes) dieselbe Länge m. Der Schlüssel besteht in diesem Fall aus dem Paar (m,n).

Natürlich kann man Varianten der Skytale erhalten, indem man andere Schreib- bzw. Leserichtungen für die Zeilen oder Spalten verabredet. Diese erhöhen die Sicherheit der Skytale aber zunächst nicht wesentlich. Größere Sicherheit erreicht man erst, wenn man beispielsweise Spaltenvertauschungen ins Spiel bringt, weil dann die Anzahl der möglichen Schlüssel stark ansteigt.


[1] Konrat Ziegler, Hans Gärtner (Hrsg.), Plutarchi vitae parallelae, Band 3 Fasc.2, Teubner, Leipzig.

[2] Eduard Eyth (Übersetzer), Plutarchs ausgewählte Biographien, XXI. Lysander, Cap. 19, S. 66/67, Hoffmannsche Verlags-Buchhandlung, Stuttgart 1857. (Digitalisiert von Google)

[3] http://www.gottwein.de/Lat/nepos/paus01.php

Autor: Udo Hebisch
Datum: 07.04.2010