Informatik am Johanneum/eigene Verfahren/15jojo

My name is the key

Der Name des Verfahrens „my name is the key“ gibt den Grundbaustein der Methode bereits her: Als Schlüssel zur Ver- und Entschlüsselung fungiert der Name des Absenders.

Nach klassischer Substitutionsart wird so der Originaltext verschlüsselt.

Verschlüsselung

Der Name wird in die erste Zeile einer 9x3 Felder großen Tabelle eingetragen. Kommt ein Buchstabe mehrmals vor, so wird die Dopplung natürlich weggelassen. Allerdings ist zu beachten, dass wenn eine Dopplung auftaucht, die Tabelle bis zu dem Feld, in dem der Name enden würde, würde er normal ausgeschrieben werden, mit dem Buchstaben 'A' beginnend, aufgefüllt wird. Taucht das 'A' bereits im Namen auf, so wird offensichtlich das 'B' eingetragen.

Dies lässt sich an einem Beispiel gut darstellen:

Beispielschlüssel 'Claas'

C	L	A	S	B	T	U	V	W
X	Y	Z	D	E	F	G	H	I
J	K	M	N	O	P	Q	R	/

Legende zur Tabelle:

Fett hervorgehoben → im Namen vorkommende Buchstaben

Fett bzw. kursiv hervorgehoben → eigentliche Länge des Namens, mit aufgefüllten Buchstaben

Erklärung des Beispielschlüssels:

Als Beispiel eignet sich der Name Claas.

Der Name hat 5 Buchstaben und beinhaltet eine Buchstabendopplung. Da das ‚A‘ schon im Namen vorkommt, wird mit dem nächsten Buchstaben, dem ‚B‘ aufgefüllt.

Der Rest der Tabelle wird nach normaler rechtsläufiger Schreibweise gefüllt, beginnend mit dem Buchstaben, der im Alphabet nach dem letzten Buchstaben des Namens kommt, im Falle des Beispiels also das ‚T‘.

Prozess der Verschlüsselung:

Um einen Text nun zu verschlüsseln, benötigt man eine weitere Tabelle, in der das Alphabet in der richtigen Reihenfolge steht:

Klartabelle

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	/

Zur Kodierung ‚legt‘ man die Tabellen nun übereinander. Als kodierter Buchstabe gilt nun der Buchstabe, der im gleichen Feld liegt, wie der Buchstabe im Klaralphabet, das ‚C‘ ersetzt im Beispiel also das ‚A‘, das ‚L‘ ersetzt das ‚B‘, etc.

Entschlüsselung

Zur Entschlüsselung ist es nun essenziell, dass der Empfänger den Namen des Absenders kennt.

Als Empfänger erstellt man sich nun ebenso zwei Tabellen, eine mit dem Klaralphabet und eine Ver- bzw. Entschlüsselungstabelle.

Ist einem der Name des Absenders nun bekannt und ist man mit dem Verfahren vertraut, so sollte es einem leicht fallen, die Tabellen zu erstellen.

Im Anschluss ersetzt man, um der Verschlüsselung entgegenzuwirken, nun das ‚C‘ mit dem ‚A‘, das ‚L‘ mit dem ‚B‘, etc. (siehe Beispielschlüssel 'Claas'), bis man den gesamten Text entschlüsselt hat.

Beispiel

Verschlüsselung

Würde der Absender nun wirklich Claas heißen, so ließe sich der vorgegebene Beispielsatz folgender Weise verschlüsseln:

Klartabelle

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	/

Der Beispielsatz lautet: 'Ein Verschlüsselungsverfahren sollte auch einfach anzuwenden sein."

Code-Tabelle

C	L	A	S	B	T	U	V	W
X	Y	Z	D	E	F	G	H	I
J	K	M	N	O	P	Q	R	/

In der Verschlüsselung werden nun die Buchstaben aus der Klartabelle mit denen aus dem gleichen Feld in der Code-Tabelle ersetzt:

So lautet der verschlüsselte Beispielsatz also:

"Bwe Nbijavzmbjjbzmeujnbitcvibe jfzzkb cmav bwetcav cermobesbe jbwe."

Entschlüsselung

Der verschlüsselte Beispielsatz lautet: "Bwe Nbijavzmbjjbzmeujnbitcvibe jfzzkb cmav bwetcav cermobesbe jbwe."

In der Entschlüsselung werden nun die Buchstaben aus der Code-Tabelle mit denen aus dem gleichen Feld in der Klartabelle ersetzt:

So lautet der entschlüsselte Beispielsatz also:

"Ein Verschluesselungsverfahren sollte auch einfach anzuwenden sein."

Sicherheitsbewertung

• Anzahl der Schlüssel ist nahezu unendlich → Entschlüsselung ohne den Namen des Absenders ist nur mit Brute Force oder einer Häufigkeitsanalyse möglich
• Entschlüsselung durch Häufigkeitsanalyse ist möglich, da es sich um ein reines Substitutionsverfahren handelt und sich so nur der Buchstabe zur zugehörigen Wahrscheinlichkeit ändert und nicht die Wahrscheinlichkeit an sich
• Schwachpunkt des Verfahrens liegt darin, dass wenn der Name des Absenders bekannt ist, der Text schnell und einfach zu entschlüsseln ist
• zusätzliche Schwierigkeit durch 'Auffüllen' bis zum eigentlichen Ende des Namens
• auf lange Zeit eher unsicher, da in eine Senderichtung immer der gleiche Schlüssel (der eigene Name) benutzt wird
• je kürzer die Nachricht ist bzw. je weniger verschiedene Buchstaben im Text vorkommen, desto sicherer ist die Verschlüsselung (geringere Erfolgschancen bei der Häufigkeitsanalyse)

Voraussetzungen für die maximale Sicherheit:

• der Name des Absenders ist unbekannt und/oder sehr selten, kompliziert oder lang
• die Nachricht ist verhältnismäßig kurz (geringe Buchstabendiversität)
• der Mitleser / der Dritte ist mit dem Verfahren nicht vertraut
• die Nachricht ist die erste mitgelesene bzw. abgefangene Nachricht (der Dritte hat 'noch' eine geringere Wahrscheinlichkeit, eine Häufigkeitsanalyse erfolgreich durchzuführen)