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  Caesar-Chiffre - Verschiebeschiffren 3f7070887c50f5019d0678c093bb5c91





Additive Chiffren sind monoalphabetische Chiffren und werden auch Verschiebechiffren oder einfach Caesar-Chiffren, nach ihrem prominentesten Benutzer, genannt. Das Grundprinzip dabei ist eine einfache Alphabetrotation.

Bei dem schon von Caesar eingesetzten Verschlüsselungsverfahren werden nur die Zeichen aus dem Alphabet verschlüsselt.

Zeichen, die nicht zum Alphabet gehören, werden normalerweise im verschlüsselten Text weggelassen, so dass nach der Entschlüsselung diese Zeichen aus dem Textzusammenhang eingefügt werden müssen. Dies gilt für Satz- und Sonderzeichen (insbesondere Leerzeichen als Trennung zwischen zwei Wörtern).

Beim Caesar-Verschlüsselungsverfahren wird ein Zeichen aus dem Alphabet als Schlüssel verwendet. Entsprechend der Position des Buchstabens werden die Buchstaben des Klartextes zyklisch verschoben. Falls das Alphabet nur die Großbuchstaben sind (das ist der klassische Fall), findet die zyklische Verschiebung um ein Zeichen für "A", zwei Zeichen für "B", ..., 26 Zeichen für "Z" statt. Zur Entschlüsselung wird der verschlüsselte Text einfach in die andere Richtung verschoben.

Ein Sonderfall der Caesar-Verschlüsselung ist die manchmal in Chat-Rooms und Newsgroups verwendete ROT13-Verschlüsselung. Dabei werden die Buchstaben um 13 verschoben, bzw. mit dem Schlüssel "M" verschlüsselt, alle anderen Zeichen beibehalten. Zweimal hintereinander angewendet ergibt sich also wieder der Klartext. Diese Einstellung ist in der Literatur bekannt als die hebräische Albam-Chiffre bekannt. Da das hebräische Alphabet allerdings nur 22 Buchstaben hat würde konsequenterweise der analoge Name ROT11 lauten.

Beispiel (ROT13):



KA:abcdefghijklmnopqrstuvwxyz
GA:nopqrstuvwxyzabcdefghijklm

Alphabet für Klartext(KA), Geheimtext(GA)


Beispiel (Caesar):



KA:abcdefghijklmnopqrstuvwxyz
GA:cdefghijklmnopqrstuvwxyzab

Alphabet für Klartext(KA), Geheimtext(GA)


Das Caesar-Verschlüsselungsverfahren kann ohne großen Aufwand mit einem Ciphertext-only-Angriff gebrochen werden.

Technische Anmerkung zu Verschiebechiffren

Je nach Implementierung kann es vorkommen, daß anstatt "C" der Schlüssel "B" verwendet wird. Dies ist lediglich eine Folge der Implementierung über Arrays, wo das erste Zeichen den Index 0 hat. Die Verwendung der 0 als erste Zahl ist eine Folge aus der unterschiedlichen Definition der Natürlichen Zahlen als N(ohne 0) bzw. N+(mit 0). Die Implementierung mit 0 hat den Reiz dass sie einfacher mathematisch zu handhaben ist:



1 mod 26 = 1                 
2 mod 26 = 2          aber   
        ...                 26 mod 26 = 0
25 mod 26 = 25                 


D.h. der der kleinste Rest den der Modulo-Operator bei der Restdivision liefert ist "0" und der größte ist "25". Demzufolge ist es logisch das "A" mit 0 und das "Z" mit 25 zu implemetieren. Die Bedeutung der "0" in der Rechentechnik geht auf Gottlob Frege zurück (Grundlagen der Arithmetik) und stammt daher erst aus dem 19 Jahrhundert und hatte damit für Ceasar sicher keine Bedeutung.



Es gibt folgende Grundrechenoperationen
mit dem Modulo-Operator:

a ⊕ b ≡ (a + b) modulo n
a ⊖ b ≡ (a - b) modulo n
a ⊗ b ≡ (a * b) modulo n


Um Verwirrungen vorzubeugen hat der Autor beim (De-)Kodieren darauf verzichtet, Buchstaben anzugeben und hat statt dessen lediglich die Verschiebung als Zahl vorgesehen. Dies ist vorallem deshalb sinnvoll, da bis ins 19. Jahrhundert auch andere als Caesar diese Chiffre verwendet haben und trotzdem der grundlegende Algorithmus (die Verschiebung) immer der gleiche ist.


Signatur: Marcel Brätz 20080309 2.0

I: Quelle: CrypTool Skript 1.3.0.5, Vorlesungsskript
I: Programmierung: März 2008, Marcel Brätz
I: Release v1.0 20040327: erste Version
I: Release v2.0 20080309: zweite Version, schicke Bedienelemente und elegantere Programmierung ;)




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