Transposition/Gartenzaun

Prinzipiell werden in der Kryptologie zwei Hauptmethoden unterschieden: Substitution und Transposition. Substitution haben wir bereits kennengelernt. Bei der Transposition werden im Unterschied zu dieser die einzelnen Buchstaben nicht verändert. Stattdessen wird ihre Position verändert. Selbstverständlich werden oft auch beide zugleich angewendet.
Eine einfache Transpositionschiffre ist der sogenannte "Gartenzaun" (Übersetzung aus dem Englischen "Rail Fence Cipher"). Man schreibt die Buchstaben in Zickzack-Muster (was mit etwas Fantasie wie ein Zaun aussieht und liest sie in waagrechten Linien ab.
Wird zum Beispiel der Text TRANSPOSITION verschlüsselt, schreiben wir folgendes auf:

T  A  S  O   I    I   N

  R  N  P  S  T  O 

Daraus lesen wir den Geheimtext TASOIINRNPSTO ab. Selbstverständlich kann man es auch in mehr als zwei Zeilen schreiben,

T      S         I      N

  R  N  P  S  T O

   A       O       I

womit wir den Geheimtext TSINRNPSTOAOI erhalten.
Zur Entschlüsselung kann man zum Beispiel einen Kette derselben Länge aus lauter Quadraten erstellen, diese ebenfalls in Zickzack-Muster aufschreiben und dann den Text horizontal in die Quadrate schreiben.

Selbstverständlich ist diese  Art von Verschlüsselung eher schwach. Es gibt allerdings auch stärkere Transpositionschiffren.

JAVIRTEHBHIELEWETTECEZEVEDZIRNN 

Das Polybius-Quadrat

Das Polybius-Quadrat ist eine monoalphabetische, monographische, bipartite Verschlüsselung. (Jedem Buchstaben werden zwei Zeichen zugeordnet). Sie gilt als eine der ersten Verschlüsselungen überhaupt und wurde bereits vom Polybios (2. Jh. vor Christus) beschrieben, daher der Name (Latinisierung des griechischen Namens).

Beim klassichen Polybius-Quadrat werden die 25 Buchstaben des Alphabets (I=J, U=V, V=W, kein Q,...) in ein 5x5-Raster eingeteilt. Das Kryptogramm eines Buchstabens ist dann die Kombination aus seiner Zeilen und Spaltennummer.
Es gibt verschiedene Varianten des Polybius-Quadrats:
Die Verschlüsselung mit Codewort: Statt die Buchstaben in ihrer natürlichen Reihenfolge aufzuschreiben, wird ein Codewort gewählt (mehrfach vorkommende Buchstaben werden gestrichen) und aufgeschrieben. Dann folgt das restliche Alphabet. (Zum Beispiel Codewort "Polybius-Quadrat":

POLYBIUSQADRTCEFGHK...)

Das 6x6-Quadrat: Statt 25 Buchstaben werden alle 26 Buchstaben und die Zahlen von 0-9 ins Quadrat geschrieben. Wahlweise mit oder ohne "Passwort".

<> </>

klassisches Polybius-Quadrat

Original-Polybius-Quadrat

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Cryptology: mp/mg/ma-Verschlüsselung, Atbash, Caesar-Verschlüsselung, Polybius-Quadrat, Binär-Chiffre
SCWB: mp/mg/ma-Verschlüsselung
MorseCode: Also echt jetzt, was hat's da wohl drin?

Die Beaufort-Chiffre

Die Beaufort-Verschlüsselung wurde von Sir Francis Beaufort entwickelt. Sie entspricht im wesentlichen der Vigenère-Verschlüsselung, nur ist das Geheimalphabet rückwärts geschrieben.
Diese Änderung führt dazu, dass die Verschlüsselung genau der Entschlüsselung entspricht. Um also den Geheimbuchstaben F mit dem Schlüsselbuchstaben L zu entschlüsseln, reicht es, F mit L zu verschlüsseln.

KRYPTOS:
KGGBQOAORHMFMLBNFQAISXSUHGJSIKKMPX

Die Vigenère-Chiffre

Die Vigenère-Verschlüsselung, auch als Vigenère-Quadrat bekannt, gilt als die erste polyalphabetische Verschlüsselung. Tatsächlich wurden schon davor von Alberti und Trithemius entsprechende Techniken entdeckt. Die Vigenère-Verschlüsselung ist grundsätzlich nichts anderes als eine Cäsar-Verschlüsselung. So wird jeder Buchstabe um eine Anzahl Stellen im Alphabet verschoben (monopartit und monographisch). Allerdings ist es, anders als bei der Cäsar-Verschlüsselung, nicht immer dieselbe Anzahl Stellen. Konkret läuft die Chiffrierung so ab. Man wählt ein Codewort, zum Beispiel LOGOS und verschlüsselt den ersten Buchstaben mit L, den zweiten mit O, usw. Der sechste wird dann wieder mit L verschlüsselt. Wenn man das sogenannte Vigenère-Quadrat benutzt, sucht man sich die Zeile, die mit L beginnt und die Spalte, in der der zu verschlüsselnde Buchstabe zuoberst steht. Der Kreuzungspunkt der Spalte und der Zeile bezeichnet den Geheimbuchstaben. Die Dechiffrierung läuft umgekehrt ab. Man fährt in der Zeile L bis zum Geheimbuchstaben und schaut nach, welcher Buchstabe in der Spalte zuoberst steht.

Die Vigenère-Chiffre ist nicht besonders sicher. Näheres zur Analyse eines mit Vigenère verschlüsselten Textes später.

LOGOS:
OWKQZTTLFWHIXRWGCTPDLWYSVPJOUWYSXWYHCWUVARH

Atbasch und Albam

Zwei ursprünglich hebräische Verschlüsselungen. Die Atbasch-Verschlüsselung kommt schon im alten Testament vor und ist sogar noch älter als die Caesar-Verschlüsselung. Der Name Atbasch setzt sich aus den Anfangsbuchstaben des ersten und letzten (Aleph und Taw, wobei Aleph nicht als A ausgesprochen wird), sowie des zweiten und zweitletzten (Beth und Schin) zusammen. Damit ist die Verschlüsselung eigentlich schon klar. Als Geheimalphabet wird das normale Alphabet, nur rückwärts verwendet. A wird zu Z, B zu Y, C zu X, ...
Der Name Albam wird eigentlich gleich gebildet: Aleph, Lamed, Beth und Mem. Als Geheimalphabet dient das normale Alphabet, nur um 11 Stellen verschoben, im Deutschen um 13. A wird zu N, B zu M, C zu O,... Die Albam-Verschlüsselung ist auch als ROT13 bekannt.

WRVZGYZHXSEVIHXSOFVHHVOFMTRHGELMWVIHRXSVISVRGSVIZYHLOFGVIJFZGHXS

HAQQVRNYONZIREFPUYHRFFRYHATVFGNHPUAVPUGORFFRE

Die Caesar-Verschlüsselung



Die Caesar-Verschlüsselung, oft auch Caesarscheibe genannt, gilt als eine der ersten mp/mg/ma-Verschlüsselung. (Das Polybius-Quadrat war zum Beispiel bipartit). Vom heutigen Standpunnkt aus gesehen ist die Chiffre relativ primitiv, aber da musste man erst mal auf die Idee kommen!

Das Alphabet wird um eine gewisse Anzahl Stellen im Alphabet verschoben. In Caesars ursprünglicher Verschlüsselung um drei, Augustus verwendete später ein Alphabet, das um eine Stelle verschoben war.
Bei Caesar wird das A also zum D, das B zum E, das C zum F und so weiter.
Eine Caesar-Verschlüsselung um 13 Stellen nennt man auch ROT13.

DOVRZHQQLKUGDVQLFKWHQWVFKOXHVVHOQNRQQWHWNDQQPDQHXFKHFKWQLFKWPHKUKHOIHQ