Dipl.-Inform. Carsten Eilers

diesistderklartext
AFRWJIVTQYMODWEBKSCLKRGBZUWBDXZ

Wie schon bei der Cäsar-Chiffre werden übereinander stehende Zeichen addiert (Schlüssel und Geheimtext wieder in Groß-, Klartext in Kleinbuchstaben) und ergeben den Geheimtext:

d + A =  3 +  0 mod 26 =  3 = D
i + F =  8 +  5 mod 26 = 13 = N
e + R =  4 + 17 mod 26 = 21 = V
s + W = 18 + 22 mod 26 = 14 = O
i + J =  8 +  9 mod 26 = 17 = R
s + I = 18 +  8 mod 26 =  0 = A
t + V = 19 + 21 mod 26 = 14 = O
d + T =  3 + 19 mod 26 = 22 = W
e + Q =  4 + 16 mod 26 = 20 = U
r + Y = 17 + 24 mod 26 = 15 = P
k + M = 10 + 12 mod 26 = 22 = W
l + O = 11 + 14 mod 26 = 25 = Z
a + D =  0 +  3 mod 26 =  3 = D
r + W = 17 + 22 mod 26 = 13 = N
t + E = 19 +  4 mod 26 = 23 = X
e + B =  4 +  1 mod 26 =  5 = F
x + K = 23 + 10 mod 26 =  7 = H
t + S = 19 + 18 mod 26 = 11 = L

Klartext:    diesistderklartext
Schlüssel:   AFRWJIVTQYMODWEBKSCLKRGBZUWBDXZ
Geheimtext:  DNVORAOWUPWZDNXFHL

Statt buchstabenweise wird im Computer bitweise verschlüsselt. Dies hat zwei Vorteile: XOR ist eine Grundoperation von Mikroprozessoren, die Rechenoperation für den Computer also sehr einfach durchzuführen, und es lassen sich beliebige Datenströme chiffrieren statt nur Texte ohne Sonderzeichen.

Warum ist dieses Verfahren absolut sicher, während die Vernam-Chiffre doch unsicher ist? Der entscheidende Faktor ist der Schlüssel: Da er nur einmal verwendet wird und nichts über ihn bekannt ist, könnte jeder Klartext mit gleicher Wahrscheinlichkeit den zu analysierenden Geheimtext ergeben haben. Während die anderen vorgestellten Verfahren Schlüssel fester Länge verwenden und dadurch zwangsläufig Gesetzmäßigkeiten entstehen, gibt es beim One-Time-Pad keine.

Zwei Probleme erschweren den Einsatz des One-Time-Pads:

1. Es muss ein 'echt zufälliger' Schlüssel verwendet werden, der keinerlei Gesetzmäßigkeit aufweist. Die von einem Computer erzeugten Pseudozufallszahlen werden durch Algorithmen erzeugt, enthalten also zwangsläufig Gesetzmäßigkeiten. Und darüber ist dann womöglich doch wieder eine Entschlüsselung möglich, je nachdem, wie häufig die Muster im Schlüssel auftreten und wie lang der Klartext und damit auch der Geheimtext ist.
   Ein Spezialfall muss inzwischen leider auch berücksichtigt werden: Wenn der Pseudozufallszahlengenerator manipuliert wurde, kann der Manipulateur das Ergebnis mit hoher Wahrscheinlichkeit voraussagen oder sogar korrekt berechnen und dadurch auch den Geheimtext entschlüsseln. Zumindest von der NSA ist bekannt, dass sie einen Generator manipuliert hat.
2. Der Schlüssel muss sicher zwischen Sender und Empfänger ausgetauscht werden, und der Schlüssel ist genau so lang wie der Klartext. Um also zum Beispiel 5.000 Zeichen Klartext zu verschlüsseln müssen vorher 5.000 Schlüsselzeichen sicher ausgetauscht worden sein. Dann kann man aber auch den Klartext direkt austauschen.

Hiermit endet die Vorstellung klassischer Verfahren. Ab der nächsten Folge geht es um die Vorläufer aktuell eingesetzter Systeme.

Carsten Eilers