1.1 Monoalphabetische (Substitutions-) Verschlüsselung


Die monoalphabetische Verschlüsselung, ein Meilenstein in der Geschichte der Kryptographie, gelang Julius Caesar.
Das von ihm entwickelte Verfahren bestand darin, jeden Buchstaben im Alphabet durch einen anderen zu ersetzen.
Das ihm dieser Umstand in vielen Schlachten einen entscheidenen Vorteil bot, lässt sich durch historisches Material mehrfach belegen.




Für diese Verschlüsselungsmethode benötigte man einen Schlüssel, um zu wissen, in welchem Abstand die Buchstaben ersetzt wurden. Lautete der Schlüssel zum Beispiel k=3, so wurde aus dem Buchstaben A nach Verschlüsselung ein D, aus B ein E usw. Wenn man "Tafel" mit diesem Verfahren verschlüsselt, würde man etwa "Wdiho" erhalten. Dies ist eine sogenannte monoalphabetische Verschlüsselung, da für jeden Buchstaben nur jeweils ein anderer Buchstabe steht.
Neben Verschiebung nach Zahlen wurden auch Drehscheiben als Schlüssel benutzt, auf denen man deutlich sehen kann, wie ein Buchstabe einem anderen gegenüber steht. Ein entscheidener Nachteil dabei war nur, dass es dann einen Gegenstand gab der dem Feind in die Hände fallen könnte. Nun gab es zwar genügend Kryptographen, die dieses System verwendeten, doch es gab jahrhundertelang niemanden, der diese Verschlüsselung knacken konnte. Auch die Araber verwendeten dieses System, und sie waren auch diejenigen, die sich zum ersten mal mit Kryptoanalyse beschäftigte. Während sich Kryptographie mit der Verschlüsselung von Texten beschäftigt, widmet sich die Kryptoanalyse der Entschlüsselung von Texten ohne Kenntnis des Schlüssels. Und so waren auch die arabischen Kryptoanalytiker diejenigen, denen es gelang, ein Verfahren zu entwickeln, um die monoalphabetische Verschlüsselung zu knacken.
Sie erkannten, dass einige Buchstaben im Geheimtext öfter vorkommen als andere. Daraus schlossen sie, dass dies Buchstaben sein mussten, die in der Sprache, in der der Klartext geschrieben war, am häufigsten vorkommen. Also führten sie eine Häufigkeitsanalyse durch. In der deutschen Sprache kommt zum Beispiel der Buchstabe E am weitaus häufigsten vor, also kann man daraus schliessen, dass der Buchstabe, der im Geheimtext am häufigsten vorkommt, für ein E steht.
Dass bedingt natürlich, das der Geheimtext auch lang genug ist, so dass eine Häufigkeitsanalyse auch Sinn macht. Wenn man zum Beispiel nur das verschlüsselte Wort für "Hallo" hat, so wäre es falsch, anzunehmen, das der Buchstabe, der im Geheimtext am häufigsten vorkommt, für E steht.
Auch Maria Stuart wandte diese Art der Verschlüsselung an, um mit einigen Komplizen ein Komplott auszuhecken um Elisabeth I. zu ermorden und den Thron an sich zu reissen. Doch leider wurden die Briefe, mit denen Maria Stuart aus dem Gefängnis mit ihren Komplizen Kontakt aufnahm, abgefangen und entschlüsselt, und Maria Stuart wurde wie ihre Komplizen zum Tode verurteilt.
Nun mussten sich die Kryptographen wiederum auf die Suche nach einem neuen Verschlüsselungsverfahren machen.


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