Isabelle Hetzler könnte man einmal einladen - Lehrstuhl für Didaktik ...

Thema: Kryptographie
Leiter: Julia Koch, Christian Reitwießner
Wissenschaftliche Mitarbeiter: Barbara Scherlein, Florian Göpfert
Schüler: Luisa Kreß, Larissa Weippert, Miriam Stumpf, Frank Steiler, Niklas
Glaab, Thomas Aulbach, Dominik Grasser, Demian Vöhringer
Dienstag, 19.07.2011:
Beim ersten Treffen der Gruppe haben wir einen verschlüsselten Text bekommen, den wir durch
Überlegungen und Versuchen wieder in den Klartext übersetzen sollten. Nach guter Teamarbeit haben wir
schließlich selbstständig den Geheimtext entschlüsselt und so das „Caesar-Verfahren“ kennen gelernt.
Dabei handelt es sich um eine Methode, bei der die ursprüngliche Buchstabenabfolge um eine gewisse
Anzahl an Zeichen im Alphabet verschoben wird. Durch die Häufigkeitsanalyse sind wir darauf
gekommen, welche Zeichen in dem Geheimtext für das „Leerzeichen“ (J) oder das „E“ (O) stehen (diese
finden sich in der deutschen Sprache am häufigsten). Somit schlossen wir auf eine Verschiebung um
minus zehn (-10) Zeichen.
Unser erster, in der Kryptographie-Projektgruppe gelöster Text lautet:
2011-07-19, GEHEIMAGENT007*17 MELDET PROTOKOLLGEMAESS: IN MEINEM BRIEFKASTEN
AGENT00717@TRASH-MAIL.COM HABE ICH EINEN BRIEF MIT INFORMATION UEBER EIN
BESSERES VERSCHLUESSELUNGSVERFAHREN BEREITGESTELLT. AUSSERDEM GIBT ES DORT
AUCH EINEN BRIEF, IN DEM DIE BENUTZUNG VON SAGE ERKLAERT WIRD.
Bei näheren Überlegungen zu dem Caesar-Verfahren sind wir zu dem Schluss gekommen, dass diese
Methode der Verschlüsselung nicht sicher ist, da der Klartext nur über eine einzige Verschiebung
verschlüsselt ist und so über die Häufigkeitsanalyse leicht ermittelt werden kann.
Nach Zugriff auf den Email-Account von agent00717@trash-mail.com haben wir die zwei Nachrichten
aus dem Postfach geöffnet. Beide Nachrichten waren in einen Base64 Text codiert und wurden mit einem
Decoder aus dem Internet umgewandelt. Die erste Nachricht enthielt dabei die Erklärung des
Programmes „Sage“, eine Programmierbenutzeroberfläche für die Sprache Python mit zusätzlichen
Mathematik-Methoden.
Die zweite Mail enthielt einen weiteren zu entschlüsselnden Geheimtext. Nach langem Versuchen, den
Text mit dem Caesar-Verfahren zu dechiffrieren, haben wir auf das „Vigenère Verfahren“ geschlossen.
Mit Hilfe von Quellen aus dem Internet haben wir im Team erarbeitet, dass der Schlüssel zum Lösen der
Nachricht aus mehreren Buchstaben besteht, die jeweils eine Verschiebung angeben. Je länger der
Schlüssel ist, desto sicherer ist das Verfahren. Wenn der Fall eintritt, dass die Schlüssellänge der Textlänge
entspricht, sprechen wir von einem „One-Time-Pad“, solange der Schlüssel nur einmal verwendet wird.
Dieses Verfahren ist absolut sicher. Allerdings muss für die „One-Time-Pad“-Methode jedesmal ein neuer
Schlüssel vereinbart werden, der mindestens der Länge des Klartextes entspricht.
Mittwoch, 20.07.2011:
Am zweiten Tag haben wir unsere Ergebnisse nochmal zusammengefasst. Zum Caesar-Verfahren haben
wir besprochen, dass es ein sehr unsicheres Verfahren ist, weil es durch die Häufigkeitsanalyse sehr leicht
zu durchschauen ist. Bei Zahlen ist diese Methode nicht anwendbar, da man nur auf beliebig viele andere
Zahlenreihen schließen kann. Das Caeser-Verfahren kann auch nur entschlüsselt werden, wenn der Sinn
des Zieltextes zu erkennen ist.
Beim Vigenère-Verfahren gibt es unendlich viele Schlüssel. Damit man die Schlüssel nicht erraten kann,
sollten diese nach einem Zufallsprinzip gewählt werden und möglichst lang sein. Wenn der Schlüssel
zufällig festgelegt ist, die gleiche Länge wie der Text hat und nur einmal verwendet wird, spricht man von
einem „One-Time Pad“.
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