Cäsar Verschlüsselung
Die Cäsar Verschlüsselung ist ein einfaches Verschlüsselungsverfahren. Es dient dazu, Textnachrichten zu codieren, um den Inhalt vor nicht-wissenden Personen geheim zu halten.
Der Name der Verschlüsselung geht auf Julius Cäsar zurück, der ein Verschlüsselungsverfahren verwendet hat, um Befehle an seine Feldherren zu verschicken. Das verschaffte seiner Armee den Vorteil, dass die Gegner abgefangene Nachrichten nicht lesen und somit die Pläne nicht vereiteln konnten.
Die Texte wurden dahingehend verändert, dass die Buchstaben des Alphabetes um zwei Buchstaben verschoben wurden. So wird aus einem A ein C, aus einem B ein D, aus einem C ein E usw. Wird das Ende des Alphabets erreicht, beginnt es wieder von vorn, wie in der Abbildung zu sehen. So wird aus X ein Z, aus Y ein A und aus Z ein B.
Die Cäsar Verschlüsselung kann mit ihrer Buchstabenverschiebung auch noch modifiziert und somit komplizierter werden.
Charakteristika und Eigenschaften der Cäsar Verschlüsselung
Die Cäsar Verschlüsselung gehört zu den symmetrischen Verschlüsselungsverfahren. Das Verschieben der Buchstaben wird auch als monographische und monoalphabetische Substitution bezeichnet. Das Verfahren ist einfach, aber auch unsicher.
Daher wird das Cäsar Verschlüsselungsverfahren hauptsächlich als Einstiegsbeispiel für die Verdeutlichung der Grundprinzipien der Kryptologie verwendet. Aus diesem Grund werden oft nur 26 Buchstaben des lateinischen Alphabets genutzt, ohne die Unterscheidung von Groß- und Kleinbuchstaben.
Das Alphabet für Klartext und Geheimtext ist daher vereinfacht. Sprachspezifische Zeichen, Sonderzeichen, Satzzeichen usw. werden meist nicht berücksichtigt, da sie eine klare Rangfolge bzw. Ordnung bräuchten.
Exkurs - Verschlüsselungsverfahren
Symmetrische Verschlüsselungsverfahren
In symmetrischen Verschlüsselungsverfahren wird derselbe Schlüssel für das Verschlüsseln und Entschlüsseln einer Nachricht verwendet. Dazu benötigen sowohl der Sender als auch der Empfänger den Schlüssel der Nachricht.
Der Schlüssel muss gegenüber Dritten geheim bleiben, um den Nachrichteninhalt zu schützen. Die Übergabe bzw. der Zeitpunkt der Vereinbarung des Schlüssels ist daher wichtig.
Bei der Cäsar Verschlüsselung ist der Schlüssel zur Entschlüsselung der Nachricht das Wissen, dass die Buchstaben um zwei Stellen verschoben sind.
Asymmetrische Verschlüsselungsverfahren
Um Nachrichten und geheime Schlüssel besser zu schützen, wurden asymmetrische Verschlüsselungsverfahren entwickelt. Hierbei wird für die Ver- und Entschlüsselung jeweils ein eigener Schlüssel verwendet.
Die beiden Schlüssel unterteilen sich in öffentlichen Schlüssel, der allen zugänglich ist, und einen privaten Schlüssel, der geheim zu halten ist. Der Zusammenhang der beiden Schlüssel erfolgt über eine mathematische Berechnung. Wird ein Text verschlüsselt, wird der öffentliche Schlüssel verwendet. Der Text kann anschließend nur mit dem privaten Schlüssel wieder entschlüsselt werden.
Der öffentliche Schlüssel muss nicht geheim gehalten werden. Es ist jedoch sicherzustellen, dass der Schlüssel wirklich zum Empfänger gehört. Dies wird in der Regel über eine Authentifizierungsstelle sichergestellt.
Cäsar Verschlüsselungsalgorithmus
In der Cäsar Verschlüsselung wird jeder Buchstabe des Klartexts auf einen Geheimtextbuchstaben abgebildet. Der Beginn der Verschiebung kann beliebig gewählt werden.
Die Abbildung ergibt sich, wenn man die Zeichen eines geordneten Alphabets um eine bestimmte Anzahl zyklisch nach rechts verschiebt. Zyklisch meint, dass bei jedem Verschieben über Z hinaus wieder bei A begonnen wird weiterzuzählen.
Die Anzahl der verschobenen Zeichen bildet den geheimen Schlüssel, der für die gesamte Verschlüsselung unverändert bleibt. Eine Verschiebung um drei Zeichen ist in der folgenden Abbildung zu sehen.