Der Morsecode



  

Bei der Übertragung von Texten per Funk oder Kabel wurde seit den Anfängen der Telegraphie oft die Codierung der Zeichen durch den Morsecode benutzt. Dieser wurde von Samuel Morse (1791 - 1872) am 24. Mai 1844 erstmals eingesetzt, um die folgende elektronische Nachricht über eine Distanz von 60 km von Baltimore Maryland nach Washington D. C. zu übertragen.

.--  ....  .-  -    ....  .-  -  ....    --.  . .  -..    .--  . ..  . .  ..-  --.  ....  -  ..--..

Dabei wurde jedes Zeichen durch eine ganz bestimmte Folge kurzer oder langer elektromagnetischer Impulse übertragen, wobei die kurzen Impulse üblicherweise durch einen Punkt und die langen Impulse durch einen Strich notiert werden. Zwischen diesen Impulsen wird jeweils eine genau bemessene Pause gelassen, in denen nichts übertragen wird. Der Morsecode ist also kein Binärcode sondern ein Ternärcode, da das Pausenzeichen mit zum Alphabet zu rechnen ist. Insgesamt sollen nach heutigem internationalen Standard folgende Regeln gelten:

1. Es wird eine ganz bestimmte feste Zeiteinheit gewählt.
2. Die Länge eines Punktes dauert eine Zeiteinheit.
3. Die Länge eines Striches dauert drei Zeiteinheiten.
4. Die Punkte bzw. Striche, die jeweils ein Zeichen darstellen, werden durch eine Pause von einer Zeiteinheit getrennt.
5. Die Pause zwischen den Darstellungen zweier verschiedener Zeichen beträgt drei Zeiteinheiten.
6. Die Pause zwischen Zeichensequenzen, die zwei verschiedene Wörter darstellen, beträgt 7 Zeiteinheiten.
7. Um den Empfänger aufzufordern, das zuletzt gesendete Wort als fehlerhaft zu löschen, werden 8 Punkte gesendet.

Morse selbst stellte die Striche durch Impulse der Dauer 2 dar mit einer Ausnahme: Für das "L" verwendete er einen Impuls der Dauer 4.

Konkret werden die Buchstaben des lateinischen Alphabetes gemäß folgender Tabelle codiert. In der letzten Zeile ist die Gesamtdauer für das jweilige Zeichen einschließlich der Pause zum nächsten Zeichen angegeben.

Die Zuordnungen der Sequenzen aus Punkten und Strichen erfolgte von Morse nicht willkürlich, sondern er benutzte für häufiger vorkommende Buchstaben der englischen Sprache kürzere Sequenzen als für seltenere. Daher wird das "E" durch einen einzelnen Punkt dargestellt, das etwas weniger häufige "T" durch einen Strich, usw. Hierdurch wird versucht, die mittlere Übertragungsdauer und damit die Kosten der Übertragung zu minimieren. Der Morsecode ist in dieser Hinsicht aber nicht optimal, da die beiden Sequenzen ..-- und .-.- der Dauer 14 nicht verwendet wurden, dafür aber zwei Sequenzen der Dauer 16, etwa für "Y" und "J". In dem unten angegebenen Baumdiagramm sind die beiden nicht verwendeten Sequenzen rot markiert.

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
.- -... -.-. -.. . ..-. --. .... .. .--- -.- .-.. -- -. --- .--. --.- .-. ... - ..- ...- .-- -..- -.-- --..
8 12 14 10 4 12 12 10 6 16 12 12 10 8 14 14 16 10 8 6 10 12 12 14 16 14

Die Ziffern und gebräuchlichsten Sonderzeichen besitzen dagegen die folgenden Codierungen

1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 . , ? : ;   / "
.---- ..--- ...-- ....- ..... -.... --... ---.. ----. ----- .-.-.- --.-- ..--.. ---... -.-.-. -...- -..-. .-..-.

Bei der Decodierung des Morsecodes ist das folgende Baumdiagramm hilfreich:

Beispiele für die Verwendung des Morsecodes in Postkarten-Kryptogrammen findet man hier und hier.


Für den originalen Morsecode galt dagegen die folgende Tabelle (man beachte die Zwischenräume innerhalb der Sequenzen für die Buchstaben C, O, R, Y und Z, sowie die oben gemachte Bemerkung zur Länge des L, das dadurch vom T unterschieden werden kann):

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
.- -... .. . -.. . .-. --. .... .. -.-. -.- - -- -. . . ..... ..-. . .. .... - ..- ...- .-- .-.. .. .. ... .
7 11 9 9 4 9 10 10 6 12 10 7 8 7 7 12 11 9 8 5 9 11 10 11 11 11

Verlängert man die Striche im Originalcode von 2 auf die heute übliche Dauer von 3 Zeiteinheiten, so erkennt man, daß dieser Originalcode eine kürzere Übertragungsdauer besitzt als der heute benutzte Morsecode.

Natürlich war auch im Originalcode die Übertragung von Ziffern und einigen Sonderzeichen vorgesehen.[1]

Ein Beispiel für die Verwendung dieses originalen Morsecodes in einem Postkarten-Kryptogramm findet man hier.


Die Entschlüsselung der oben angegebenen ersten Nachricht Morses lautet daher

What hath God wrought?

In deutscher Übersetzung also: "Was hat Gott geschaffen?"


Man kann den Morsecode durch eine einfache monoalphabetische Substitution aus seinem dreielementigen Alphabet {Punkt, Strich, Zwischenraum} natürlich in jedes Alphabet abbilden, beispielsweise in das lateinische Alphabet oder das Alphabet der Dezimalziffern. Dabei braucht man zunächst natürlich nur jeweils drei Zeichen aus diesen Alphabeten. Nutzt man hierbei die Möglichkeit aus, die restlichen Zeichen als Homophone einzusetzen, so spricht man von einem Pollux-Code[2]. Hierunter versteht man also eine Überchiffrierung des Morse-Codes, beispielsweise um die Häufigkeiten der Klartextzeichen anzugleichen.

Mögliche Pollux-Verschlüsselungen wären also

Morsezeichenhomophone Ziffernhomophone Buchstaben
Strich1, 5, 9B, C, H, M, O, S, X, Z
Punkt2, 3, 6, 8A, E, I, K, L, P, R, T, U, W
Zwischenraum0, 4, 7D, F, G, J, N, Q, V, Y

Hierbei steht "Zwischenraum" für den Zwischenraum der Länge 3 zwischen den Morsezeichen für unterschiedliche Buchstaben. Der Zwischenraum zwischen den Punkten und Strichen eines Morsezeichens ist nicht mehr nötig, da er bei der Entschlüsselung nach jedem Geheimtextzeichen automatisch erzeugt werden kann, der Zwischenraum zwischen den Wörtern wird fortgelassen, um die kryptographische Sicherheit der Verschlüsselung zu erhöhen.

Will man nun den bekannten Notruf "SOS", also im Morsecode ... --- ..., hiermit verschlüsseln, so kann man im Pollux-Zifferncode beispielsweise "38309157822" wählen, im Pollux-Buchstabencode beispielsweise "TEIGMOSYLAU".


[1] http://en.wikipedia.org/wiki/Morse_code
[2] http://fr.wikipedia.org/wiki/Chiffre_Pollux


Autor: Udo Hebisch
Datum: 06.05.2011