Historische Cipher (Caesar Cipher bis Rot13)
historische Chipher und deren Funktionsweise
Der grundlegende Überbegriff zu all den, in den kommenden Abschnitten beschriebenen, Chiffren sind die Substitutionschiffren. Substitutions-Chiffren verschlüsseln einen Klartext, indem sie jeden Buchstaben oder jedes Symbol im Klartext, gemäß den Anweisungen des Schlüssels und desjenigen Chiffre durch ein anderes Symbol ersetzen. Der Empfänger der Nachricht kann dann wieder mit Hilfe des Chiffre und des passenden Schlüssels diese Substitutionen wieder rückgängig machen und erhält somit den originalen Klartext. Der Schlüssel zum Ver- und Entschlüsseln muss logischerweise dem Sender und auch dem Empfänger bekannt sein. “Rotationcipher“ und “Shiftcipher“ sind im Umkehrschluss auch Arten von Substitutions-Chiffren. Ganz im Gegensatz dazu gibt es noch eine zweite Kategorie an Chiffren, die Transpositionschiffren, bei welchen die Einheiten des Klartextes in einer anderen und meist recht komplexen Reihenfolge neu angeordnet werden, die einzelnen Buchstaben bzw. Symbole selbst aber unverändert bleiben.
Caesar Cipher
Einer der ersten Substitutionschiffren (oder auch Shift-Chiffre) war der Caesar-Chiffre (Caesar Cipher). Hierbei werden alle Buchstaben der zu übertragenden Nachricht einzelnd um eine gewisse Anzahl an Stellen im Alphabet verschoben. Um das in einem simples Beispiel darzustellen, wurde der Abbildung der Text “Veni Vidi Vici“ um 5 Stellen im Alphabet verschoben. Der Empfänger der Nachricht verschiebt dann die Buchstaben um den Schlüssel bzw. die gleiche Anzahl an Stellen zurück, um die ursprüngliche Nachricht zu erhalten. ¨ Bei dem Caesar-Chiffre handelt es sich um einen monoalphabetischen Substitutionsalgorithmus, da nur ein einziges Schlüsselalphabet verwendet wird.
Rot-N/Rot13
Erweiterte Varianten des Caesar-Chiffre findet sich in den ROT-N-Chiffre. Rot-N ist in diesem Zusammenhang nur ein Synonym für den Caesarchiffre. Es wird genauso ein jedes Zeichen um eine gewisse Anzahl im Alphabet geshifted. Rot steht hierbei für “rotate“ und N für die Anzahl an Stellen um die verschoben werden soll - geschlossen übersetzt also “Rotate by N“. Ein besonderer Anwendungsfall von Rot-N ist die Rot13 Verschlüsselung. Hierbei wird, wie zuvor beschrieben, ein jedes Zeichen um genau 13 Stellen im Alphabet nach hinten verschoben. Daraus ergibt sich, dass, wie in der Tabelle 2.1 (Chiffrier-Tabelle zu Rot13) aufgezeigt, unter anderem ein ‘A‘ zu einem ‘N‘, ein ‘B‘ zu einem ‘O‘ und ein ‘Z‘ zu einem ‘M‘ wird.
Die Besonderheit hinter dem Rot13 Algorithmus ist, dass das Verschlüsseln und Entschlüsseln mit dem selben Schlüssel absolut ident funktionieren. Da unser Alphabet genau aus 26 Buchstaben besteht, wird aus einem jeden Buchstaben nach 2-facher Anwendung der Verschiebung um 13 Stellen im Alphabet, wieder der Ausgangs-Buchstabe. Beispielhaft wird aus einem ‘A‘ nach einmaliger Anwendung von Rot13 ein ‘N‘, aus welchem wiederum nach erneutem Einsatz wieder das ‘A‘ wird. Darüber hinaus gibt es auch noch weitere Varianten, welche die selben Eigenschaften besitzen. Unter anderem Rot18, hierbei werden zu den 26 Buchstaben auch noch die Ziffern 0-9 hinzugezogen bzw. die Variante Rot47, welche auf den ASCII Zeichen 33-126 basiert.