2.2 – Historische monoalphabetische Substitutionsverfahren

 

Substitutionsverfahren sind Verfahren, bei denen Zeichen oder Strings des Klartextes durch andere Zeichen ersetzt werden.

Sei \left( {\mathcal{P},\mathcal{C},\mathcal{K},\mathcal{E},\mathcal{D}} \right) eine Substitutionschiffre. Wird jedem Klartextzeichen genau ein Geheimtextzeichen zugeordnet, dann nennt man das Kryptosystem monoalphabetisch.

2.2.1 Caesar-Chiffre

Jeder Buchstabe wird im Alphabet um eine feste Anzahl an Stellen rotiert, z.B. 3:

\begin{array}{*{20}{c}}{p = } & {A\:\:B\:\:C\:\:D\:\:E\:\:F\:\:G\:\:H\:\:I\:\:K\:\:L\:\:M\:\:N\:\:O\:\:P\:\:Q\:\:R\:\:S\:\:T\:\:V\:\:X} \\ \hline{c = } & {D\:\:E\:\:F\:\:G\:\:H\:\:I\:\:K\:\:L\:\:M\:\:N\:\:O\:\:P\:\:Q\:\:R\:\:S\:\:T\:\:V\:\:X\:\:A\:\:B\:\:C} \\ \end{array}

Beispiel:

\begin{array}{*{20}{c}}{p = } & V & E & N & I & V & I & D & I & V & I & C & I \\ \hline{c = } & B & H & Q & M & B & M & G & M & B & M & F & M \\ \end{array}

2.2.2 Atbasch-Chiffre

Bei dieser Chiffre werden die Buchstaben wie folgt ersetzt:

\begin{array}{*{20}{c}}{p = } & {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} \\ \hline{c = } & {Z\:\:Y\:\:X\:\:W\:\:V\:\:U\:\:T\:\:S\:\:R\:\:Q\:\:P\:\:O\:\:N\:\:M\:\:L\:\:K\:\:J\:\:I\:\:H\:\:G\:\:F\:\:E\:\:D\:\:C\:\:B\:\:A} \\ \end{array}

Wie wir später sehen werden, kann dies auch mathematisch formuliert werden (Verschlüsselungsvorschrift als Funktion).

2.2.3 Friedhofchiffre

Hier werden die Buchstaben des Klartextes wie folgt durch Zeichen ersetzt:

friedhof-chiffre-alphabet-geheimtext

Der Klartext zu diesem Geheimtext lautet: REMEMBERDEATH

Wenn das Alphabet \Sigma = \left\{ {A, \ldots ,Z} \right\} ist, gibt es 26! Möglichkeiten, die Buchstaben zu ersetzen. Dies ist schon ein recht mächtiger Schlüsselraum, die Sicherheit der Verfahren wird später noch untersucht werden.