Polyalphabetische Verschlüsselungsverfahren: Vigenère ...klembals/Vigenere_Verfahren.pdf · jedes...
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MSG-Zirkel 8 Schuljahr 2004/05 Polyalphabetische Verschlüsselungsverfahren: Vigenère-Verschlüsselung Aufgaben: 1. Lies den folgenden Text aufmerksam durch! 2. Fasse mit eigenen Worten zusammen, wie die Vigenére-Verschlüsselung funktioniert! 3. Verschlüssele den folgenden Text! Nutze dabei als Schlüsselwort „VENUS“: Einst stand einmal ein kleiner Stern am blauen Himmel so weit fern. Es fühlte sich so sehr allein und wollte nicht mehr traurig sein. Die anderen Sterne ringsumher, die glitzerten wie Gold so sehr. Geschichtliches zur Vigenère-Chiffre Bis in das 16. Jahrhundert hinein wurden im wesentlichen monoalphabetische Verschlüsselungsmethoden verwendet. Bei der monoalphabetischen Verschlüsselung wird jedes Zeichen des Klartextes immer genau durch dasselbe Code-Zeichen ersetzt. Der französische Diplomat Blaise de Vigenère (1523 - 1596) entwickelte die nach ihm benannte Verschlüsselungsmethode, um die Schwächen monoalphabetischer Verfahren zu überwinden. Statt nur eines Alphabetes werden bei der Vigenère-Chiffrierung mehrere (meist 26) Alphabete verwendet, die dadurch entstehen, dass man das Ausgangsalphabet jeweils zyklisch um eine Stelle verschiebt und die so entstandenen Alphabete im sogenannten Vigenère-Quadrat untereinander schreibt. Durch ein Schlüsselwort wird bestimmt, mit Hilfe welches Alphabets jeweils ein Zeichen substituiert wird. Tritt ein Buchstabe im Klartext mehrfach auf, so wird er im verschlüsselten Text in der Regel in unterschiedliche Buchstaben "übersetzt". Verschlüsselungsmethoden mit dieser Eigenschaft bezeichnet man als "polyalphabetisch". Das Verschlüsselungsverfahren - ein konkretes Beispiel 1. Ein Schlüsselwort (im Beispiel ist es das Wort KARLSRUHE) wird festgelegt und auf einem besonders sicheren Kanal an den Empfänger der Botschaft übermittelt. 2. Das Schlüsselwort wird, ggf. wiederholt, über den Klartext geschrieben, bis es den Klartext Zeichen für Zeichen völlig überdeckt. Verschlüsselung: Vorbereitung Schlüsselwort: ---> K A R L S R U H E K A R L S R U H Klartext: ---> d o n a u s c h i f f f a h r t 3. Die Verschlüsselung erfolgt nun mit Hilfe des Vigenère-Quadrates (s.u.). Sie wird zeichenweise vorgenommen. Der über dem Klartext-Buchstaben stehende Buchstabe des Schlüsselwortes legt dabei jeweils die Zeile des Vigenère-Quadrats fest, die bei diesem Buchstaben zur Verschlüsselung herangezogen wird. Der dem Klartext-Buchstaben entsprechende verschlüsselte Buchstabe steht im Schnittpunkt der so festgelegten Zeile mit der Spalte, welche den Klartext-Buchstaben in der Kopf-Zeile enthält. Im obigen Fall führt die Verschlüsselung des Klartexts "donaudampfschifffahrt" zum verschlüsselten Text "NOELMUUTTPSTSAWZHLBT".
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MSG-Zirkel 8 Schuljahr 2004/05
Polyalphabetische Verschlüsselungsverfahren: Vigenère-Verschlüsselung
Aufgaben: 1. Lies den folgenden Text aufmerksam durch!2. Fasse mit eigenen Worten zusammen, wie die Vigenére-Verschlüsselung funktioniert!3. Verschlüssele den folgenden Text! Nutze dabei als Schlüsselwort „VENUS“:
Einst stand einmal ein kleiner Stern am blauen Himmel so weit fern. Es fühlte sich so sehr allein und wollte nicht mehr traurig sein. Die anderen Sterne ringsumher, die glitzerten wie Gold so sehr.
Geschichtliches zur Vigenère-Chiffre
Bis in das 16. Jahrhundert hinein wurden im wesentlichen monoalphabetische Verschlüsselungsmethoden verwendet. Bei der monoalphabetischen Verschlüsselung wird jedes Zeichen des Klartextes immer genau durch dasselbe Code-Zeichen ersetzt. Der französische Diplomat Blaise de Vigenère (1523 - 1596) entwickelte die nach ihm benannte Verschlüsselungsmethode, um die Schwächen monoalphabetischer Verfahren zu überwinden. Statt nur eines Alphabetes werden bei der Vigenère-Chiffrierung mehrere (meist 26) Alphabete verwendet, die dadurch entstehen, dass man das Ausgangsalphabet jeweils zyklisch um eine Stelle verschiebt und die so entstandenen Alphabete im sogenannten Vigenère-Quadrat untereinander schreibt. Durch ein Schlüsselwort wird bestimmt, mit Hilfe welches Alphabets jeweils ein Zeichen substituiert wird. Tritt ein Buchstabe im Klartext mehrfach auf, so wird er im verschlüsselten Text in der Regel in unterschiedliche Buchstaben "übersetzt". Verschlüsselungsmethoden mit dieser Eigenschaft bezeichnet man als "polyalphabetisch".
Das Verschlüsselungsverfahren - ein konkretes Beispiel
1. Ein Schlüsselwort (im Beispiel ist es das Wort KARLSRUHE) wird festgelegt und auf einem besonders sicheren Kanal an den Empfänger der Botschaft übermittelt.
2. Das Schlüsselwort wird, ggf. wiederholt, über den Klartext geschrieben, bis es den Klartext Zeichen für Zeichen völlig überdeckt.
Verschlüsselung: VorbereitungSchlüsselwort: ---> K A R L S R U H E K A R L S R U H
Klartext: ---> d o n a u s c h i f f f a h r t
3. Die Verschlüsselung erfolgt nun mit Hilfe des Vigenère-Quadrates (s.u.). Sie wird zeichenweise vorgenommen. Der über dem Klartext-Buchstaben stehende Buchstabe des Schlüsselwortes legt dabei jeweils die Zeile des Vigenère-Quadrats fest, die bei diesem Buchstaben zur Verschlüsselung herangezogen wird. Der dem Klartext-Buchstaben entsprechende verschlüsselte Buchstabe steht im Schnittpunkt der so festgelegten Zeile mit der Spalte, welche den Klartext-Buchstaben in der Kopf-Zeile enthält. Im obigen Fall führt die Verschlüsselung des Klartexts "donaudampfschifffahrt" zum verschlüsselten Text "NOELMUUTTPSTSAWZHLBT".
Ganz konkret zur Verschlüsselung des ersten Buchstaben "d": Über dem "d" steht der Buchstabe "K" des Schlüsselworts. Im Schnittpunkt der "d"-Spalte und der "K"-Zeile steht das Verschlüsselungsergebnis "N".
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
A 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
B 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 a
C c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z a b
D d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z a b c
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S s t u v w x y z a b c d e f g h i j k l m n o p q r
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X x y z a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w
Y y z a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x
Z z 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
Schlüsselwortbuchstabe
Klartextbuchstabe
