Das Voynich-Manuskript

Letztmalig dran rumgefummelt: 21.02.13 06:53:12

	Jahrtausende lang war die Cäsr'sche Verschlüsselung ein hinreichend starker Chiffre - einfacher Schlüssel, leicht austauschbar und nicht komplexes Verfahren zur Chiffrierung und Dechiffrierung. und doch lag seine Schwäche buchstäblich auf der Hand. Selbst wenn Füllzeichen verwendet wurden, war eine statistische Häufigkeitsanalyse der Schlüssel zum Knacken des Codes. Diese Häufigkeit zu verwischen kam als Anliegen erstmalig im Italien der Renaissance auf - Intrigen und Missgunst, Verdachtsmomente und die große europäische Politik beförderten die Notwendigkeit nach tiefgründigerer Chiffrierung ohne wiederkehrende Häufigkeit der nach bekannter Verteilung vorkommenden Buchstaben des Alphabets.
	Codes das Voynich-Manuskript inhaltlich auf korrektem Stand - evtl. partiell unvollständig ;-)   Wissen für Fortgeschrittene der Informatik
	1. Friedrich Kasisiki 2. Kasiski-Kreuz auf das Schlüsselwort "GELB" 3. Entschlüsseln eines Cyphertextes mit dem (Babbage) Kasiski-Test 4. Ein weiteres Praktisches Beispiel 5. Friedmann-Test und Koinzidenz-Index 6. Dechiffrierprojekt Vigenère-Code Informatik-Kurs 2006/07 7. Web-Links zum Thema Vigenère und Polyalphabetischer Chiffre 8. Aufgaben zum Thema Kasiski-Test 9. Verwandte Themen
	... das Original zum Anschauen und Lösen!!!

1. Friedrich Kasiski und Charles Babage

Friedrich Kasiski wurde im November 1805 in Westpreußen geboren und trat im Alter von 17 Jahren in ein ostpreußisches Infanterieregiment ein. Er machte eine Militärkarriere; als er sich 1852 aus dem aktiven Dienst zurückzog, war er Major. Obwohl er sich beim Militär für die Kryptologie interessiert hatte, schrieb er seine Ideen erst nach 1860 nieder. 1863 erschien sein "Bändchen Die Geheimschriften und die Dechiffrierkunst". Der Inhalt galt weitgehend der Lösung polyalphabetischer Chiffren mit periodischen Schlüsselwörtern, einem Problem, mit dem sich Kryptologen seit Jahrhunderten herumgeschlagen hatten. Obwohl die Veröffentlichung kaum beachtet wurde, gilt sie bei Historikern als wichtiger Beitrag für die Kryptologie. Kasiski hat als erster erkannt, dass sich Geheimtextbuchstaben wiederholen, sobald ein sich wiederholender Abschnitt des Schlüssels auf eine Wiederholung in den Klarbuchstaben trifft. Dies war ein entscheidender Durchbruch für die Lösung polyalphabetischer Chiffren. Der Kasiski-Test führte zu Verfahren, bei denen Analytiker die Wiederholungsintervalle zählen, die Perioden auflisten und dabei herausfinden, wie oft die Schlüssel benutzt wurden und wie viele Buchstaben sie enthielten. Die Zahl der Buchstaben des Schlüssels verriet auch die Gesamtzahl der Geheimtextalphabete einer polyalphabetischen Chiffre. Der Analytiker konnte anschließend alle vom ersten Schlüsselbuchstaben chiffrierten Buchstaben auflisten, dann die vom zweiten usw. Solche Aufstellungen der jeweils von einem einzigen Schlüsselbuchstaben bestimmten Buchstaben wurden als monoalphabetische Substitution angeordnet und nach bewährten kryptoanalytischen Techniken dechiffriert. Weil man seine Entdeckungen kaum beachtete, wandte sich Kasiski anderen Gebieten wie der Anthropologie zu. Er nahm an Kampagnen und Ausgrabungen teil und verfasste Aufsätze für archäologische Fachzeitschriften. Im Mai 1881 starb er, bevor das Ausmaß seiner kryptoanalytischen Funde zu ermessen war.

2. Kasiski-Kreuz auf das Schlüsselwort "GELB"

Hier wird nicht mehr jedes Zeichen einzeln durch ein gleiches ersetzt, sondern eine Schlüssel- oder Codewortfolge wird zur Chiffrierung sowie natürlich auch zu deren Dechiffrierung herangezogen.  Damit ist die Ersetzung nicht mehr mono-, sondern eben polyalphabetisch.

Die meisten Kryptoanalytiker hatten inzwischen die Hoffnung aufgegeben, die Vigenere-Verschlüsselung zu brechen, doch ein Briefwechsel mit einem Zahnarzt aus Bristol regte Babbage dazu an, es selbst zu versuchen. John Hall Brock Thwaites, in Sachen Kryptographie mit Vorwissen nicht all zu sehr belastet, behauptete 1854, eine neue Verschlüsselungsmethode entdeckt zu haben, die allerdings der Vigenere-Verschlüsselung entsprach. Er schrieb an das Journal of the Society of Arts mit der Absicht, seine Idee patentieren zu lassen, offenbar ohne zu wissen, daß er mehrere Jahrhunderte zu spät kam. Babbage teilte der Gesellschaft mit, die Verschlüsselung sei »sehr alt und findet sich in den meisten Büchern«. Thwaites war empört und forderte Babbage heraus, seine Verschlüsselung zu knacken. Ob dies möglich war, hatte zwar nichts mit der Frage zu tun, ob sie neu war, doch Babbages Neugier war jetzt angestachelt, und er machte sich auf die Suche nach einem Schwachpunkt in der Vigenere-Verschlüsselung. Eine schwierige Verschlüsselung zu knacken ist vergleichbar mit dem Aufstieg an einer glatten Felswand. Der Kryptoanalytiker sucht nach jeder Unebenheit, nach jedem Spalt, die den kleinsten Halt bieten könnten. Bei einer monoalphabetischen Verschlüsselung stützt er sich auf die Häufigkeit der Buchstaben, denn die häufigsten Lettern wie e, n und i werden ins Auge fallen, wie sie auch verkleidet sein mögen. Bei der polyalphabetischen Vigenere-Verschlüsselung sind die Häufigkeiten stark ausgeglichen, da ja anhand des Schlüsselworts zwischen den Alphabeten hin und her gewechselt wird. Auf den ersten Blick scheint die Felswand daher vollkommen glatt. Wie wir schon wissen, besteht die große Stärke der VigenereVerschlüsselung darin, dass der gleiche Buchstabe auf verschiedene Weise chiffriert wird. Wenn das Schlüsselwort zum Beispiel GELB ist, kann jeder Buchstabe im Klartext auf vier verschiedene Weisen verschlüsselt werden, denn das Schlüsselwort enthält vier Buchstaben. Jeder Buchstabe des Schlüsselworts verweist auf ein anderes Geheimtextalphabet der Vigenere-Tafel, wie Tabelle unten zeigt. Ich habe die Spalte e hervorgehoben, um zu verdeutlichen, dass dieser Buchstabe unterschiedlich verschlüsselt wird, je nachdem, welcher Buchstabe des Schlüsselworts das Geheimtextalphabet festlegt:

3. Entschlüsseln eines Cyphertextes mit dem (Babbage) Kasiski-Test

	Das Vignère-Quadrat ist bis heute eine grundsätzlichen Tabellen der Chiffre-Technik und meint damit sowohl den Vorgang des Chiffrierens, als auch den Prozess des Dechiffrierens. Grundsätzlich bezieht es sich auf die Zahl 26 - ebenfalls eine Basisgröße der Chiffre-Technik.
	Stellen wir uns vor, wir hätten die verschlüsselte Botschaft nach der Tabelle unten abgefangen. Wir wissen, dass es sich diesmal um einen englischen Text handelt, der mit dem Vigenere-Verfahren chiffriert wurde, doch wir haben keine Ahnung, um was es im Klartext geht, und auch das Schlüsselwort kennen wir nicht.

4. Ein weiteres Praktisches Beispiel

Der Kasiski-Test beruht auf folgender Idee: Wenn im Klartext zwei Folgen aus gleichen Buchstaben auftreten (zum Beispiel zweimal das Wort ein), so werden im Allgemeinen die entsprechenden Folgen im Geheimtext verschieden ausfallen; denn schon der jeweils erste Buchstabe der beiden Folgen wird in der Regel verschieden verschlüsselt. Wenn aber die beiden Anfangsbuchstaben der Folgen mit Hilfe desselben Schlüsselwortbuchstabens verschlüsselt werden, so sind die beiden Geheimtextbuchstaben gleich. In diesem Fall werden auch die jeweils zweiten Buchstaben der Klartextfolgen mit demselben Schlüsselwortbuchstaben verschlüsselt; also ergeben sich auch im Geheimtext die gleichen Buchstaben. Das heißt also: Wenn die beiden Anfangsbuchstaben der Klartextfolgen mit demselben Schlüsselwortbuchstaben verschlüsselt werden, so bestehen die entsprechenden Geheimtextfolgen aus den gleichen Buchstaben.

Kasiski-Test (Bestimmen der Schlüsselwortlänge): Man sucht gleiche Folgen im Geheimtext und bestimmt deren Abstand. Dieser ist (vermutlich) ein Vielfaches der Schlüsselwortlänge.

5. Friedmann-Test und Koinzidenzindex

	Eine Vigenère-Chiffre knacken - dies schien bis in das Jahr 1852 mathematisch und technisch völlig unmöglich - der Vigenère-Chiffre war scheinbar nicht angreifbar - und noch schöner: es wurde folgerichtig auch gar nicht erst ernsthaft probiert ;-) Diese Grundeinstellung ist heutzutage fast schon pervers, selbstverständlich (sicherer als den Vigenère) und oft erfolgreich wird heut' jeder Chiffre dieser Art angegriffen und mit hoher Wahrscheinlichkeit geknackt.

6. Dechiffrierprojekt Vigenère-Code  Informatikkurs 2006/07

	Auch hier verdanken wir die Masse der Zuarbeit eine Fortbildung für Informatiklehrer im Jahre 2005 in Dresden. Aber auch das JEFFERSON-Rad oder andere Verschiebetabellen sind gut geeignet, um Nachrichten nach Vigenère-Code zu chiffrieren. Ganz raffiniert lässt sich natürlich auch hier wieder das Krypto-Tool einsetzen.

7. Web-Links zum Thema Vigenère und weiteren Polyalphabetischen Chiffren

8. Aufgaben zum Thema Vigenère

	Der Vigenère- Ciffre ist eine polyalphabetischer Substiutionscode, das heißt, das ein und derselbe Buchstabe auf mehrere verschiedene Möglichkeiten hin verschlüsselt werden kann. Das macht diesen Chiffre auch heute noch und besonders bei kurzen Texten sehr schwer angreifbar. Aber für die ersten Aufgaben nutzen wir ja die Kenntnis der Schlüssel ;-)

9. Verwandte Themen

	Da monoalphebetische Chiffren die Mutter alles Verschlüsselungstechniken waren, sind sie zu faktisch jedem Bereich der Kryptologie verwandt. Und da via Computer die Krptologie auch etwas mit Binärmustern zu tun hat, gibt es auch ein reizvolles Verhältnis zur Logik.
	Vigenère-Verschlüsselung CÄSAR-Chiffre Kryptoanalyse - die Code-Knacker   Angriff auf den ENIGMA-Chiffre: Projekt ULTRA- oder Shark

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© Samuel-von-Pufendorf-Gymnasium Flöha

© Frank Rost am 17. August 2012 um 8.26 Uhr