Kinder-Special im Advent #2

Rätselhafte Weihnachtsbotschaft: Verschlüsseln nach Caesar 

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Was soll das denn heißen? Diese Wörter ergeben keinen Sinn, wenn man versucht, sie zu lesen. Das liegt daran, dass der Satz verschlüsselt wurde.

Verschlüsseln ist wie das Benutzen von Geheimsprache. Nur der richtige Empfänger weiß, wie die Geheimsprache funktioniert, und kann die Botschaft lesen.

Beim Verschlüsseln benutzt man verschiedene Fachwörter: Es gibt den Klartext, das sind normale Wörter, die jeder lesen kann. Und es gibt den Geheimtext, das ist eine unverständliche Zeichenfolge, die durch das Verschlüsseln aus dem Klartext entsteht.

Verschlüsselung ist die Umwandlung von Klartext in Geheimtext. Dazu benutzt man einen Schlüssel. Den Rückweg nennt man Entschlüsselung.

Die Caesar-Verschlüsselung

Schon der römische Kaiser Julius Caesar benutzte vor mehr als 2000 Jahren Verschlüsselungen, um geheime Botschaften zu verschicken und seine Nachrichten zu schützen. Damals waren Verschlüsselungen noch selten. Wenn seine Gegner eine Nachricht abfingen, konnten sie sie nicht lesen. Das war für Caesar ein großer Vorteil.

Um dies zu erreichen, entwickelte er eine clevere Methode: Er ersetzte jeden Buchstaben im Alphabet durch einen anderen. Wenn er beispielsweise den Schlüssel “6” wählte, wurde aus dem Buchstaben A ein G, aus dem B ein H und so weiter. Für die Entschlüsselung verwenden wir den gleichen Schlüssel und ersetzen die Zahlen wieder durch Buchstaben. Nur diejenigen, die den Schlüssel kannten, konnten die Botschaft entschlüsseln.

Aus Adventskalender wird Gjbktzyqgrktjkx .

Verschlüsseln mit Chiffrierscheibe

Damit das Verschlüsseln einfacher und schneller geht, und man sich nicht so viele Buchstaben im Kopf merken muss, kann man eine Chiffrierscheibe benutzen. Die Entwicklung der Chiffrierscheibe wird oft mit Leon Battista Alberti, einem italienischer Universalgelehrter der Renaissance, in Verbindung gebracht. Er lebte im 15. Jahrhundert und beschäftigte sich mit Architektur, Kunst, Mathematik und auch mit der Kryptografie. Sein Werk “De Cifris” aus dem Jahr 1467 gilt als das erste bekannte Werk über Kryptografie, in dem er seine Ideen zur Verschlüsselung von Nachrichten vorstellte.

In “De Cifris” beschreibt Alberti ein Gerät, das als “Alberti-Disk” oder “Chiffrierscheibe” bekannt ist. Dieses Gerät ermöglichte es, Buchstaben des Alphabets zu verschlüsseln, indem zwei Scheiben mit unterschiedlichen Alphabetsreihen übereinander gelegt wurden. Durch das Drehen der inneren Scheibe konnte man verschiedene Verschlüsselungen für verschiedene Buchstaben vornehmen. Wir nennen diese heute manchmal auch nach dem Verschlüsselungsverfahren Caesar-Scheibe. Und das Entschlüsseln mit der Chiffrierscheibe kannst du heute ausprobieren!

Chiffrierscheibe basteln (Download)

Schneide für Deine eigene Chiffrierscheibe die Kreise in unserer Vorlage aus und lege die kleinere Scheibe über die große Scheibe. Steche mit einer Musterklammer durch den Punkt in der Mitte und biege die Klammern auf der Rückseite um. Du kannst die Scheiben nun gegeneinander verschieben.

Download (opens in new tab)

Mit unserer Vorlage für die Chiffrierscheibe und einer Musterklammer kannst Du Deine eigene Cäsar-Scheibe bauen und geheime Nachrichten mit Deinen Freundinnen und Freunden austauschen. Die Person, die Deine Nachricht bekommt braucht nur den Schlüssel, das heißt die Anzahl, um wie viele Buchstaben Du die Scheiben gegeneinander verschoben hast.

Damit der Geheimtext etwas sicherer wird, ist das Alphabet für die Geheimschrift rückwärts auf der Scheibe aufgeschrieben. Das nennt man umgekehrte Caesar-Verschlüsselung.

Wenn Du keine Musterklammer hast, geht auch ein Stück Draht oder Schnur. Die Kreise kann man auch selbst malen und ordentlich mit den Buchstaben beschriften, wenn Du keinen Drucker zuhause hast.
Wenn Du keine Musterklammer hast, geht auch ein Stück Draht oder Schnur. Die Kreise kann man auch selbst malen und ordentlich mit den Buchstaben beschriften, wenn Du keinen Drucker zuhause hast.

Die grünen Buchstaben außen sind für den verschlüsselten Geheimtext, die blauen Buchstaben auf der inneren Scheibe sind für den Klartext. Der hellgrüne Pfeil zeigt den Schlüssel an. Wir haben die Scheibe auf den Schlüssel 3 eingestellt, bei dem der hellgrüne Pfeil um drei Buchstaben (B > C > D) verschoben wird.

Aufgaben

1. Kannst du jetzt den unverständlichen Satz vom Anfang entschlüsseln? Der Schlüssel ist 6.

2. Aufgabe: Warum kann man die Caesar-Verschlüsselung so leicht knacken?

Auflösung

Ymzm, fgvd yon Kcyztgeznct! heißt entschlüsselt Juhu, bald ist Weihnachten!

Die Caesar-Verschlüsselung war eine clevere Methode, um Geheimnisse zu bewahren, als Computer und High-Tech-Geräte noch nicht existierten. Aber heute wird sie nicht mehr so oft verwendet, und das hat ein paar Gründe:

  • Es gibt auf unserer Scheibe nur 26 Buchstaben. Das sind nur 26 Möglichkeiten, wie der Schlüssel lauten kann. Das kann schnell durchprobiert werden. Mit moderner Technologie und Computern können kluge Köpfe diese Art der Verschlüsselung deshalb leicht knacken. Das macht sie nicht mehr so sicher wie früher.
  • Jeder Buchstabe wird auf dieselbe Weise verschoben, und das kann Muster erzeugen, die kluge Menschen leicht erkennen können. Man kann nach besonders bei langen verschlüsselten Texten gut nach Auffälligkeiten im Text suchen, zum Beispiel kurze Wörter mit nur 2 oder 3 Buchstaben. Das sind in vielen Fällen häufig verwendete Wörter wie “ein” oder “und”. So kann man Buchstaben herausfinden und weiterrätseln.
  • In jeder Sprache kommen Buchstaben mit einer bestimmten durchschnittlichen Häufigkeit vor. Der häufigste Buchstabe im Deutschen ist das E. Man kann also zählen, welcher Buchstabe am häufigsten im Geheimtext vorkommt. Der entspricht dann wahrscheinlich dem E. Das klappt vor allem bei längeren Texten gut.
  • Bei der Caesar-Verschlüsselung benutzt man zum Verschlüsseln und Entschlüsseln den gleichen Schlüssel. Das nennt man auch symmetrische Verschlüsselung. Der Schlüssel muss deswegen vom Absender der Nachricht zum Empfänger geschickt werden. Dabei kann der Schlüssel einfach von einer dritten Person abgefangen werden, die den Text dann auch entschlüsseln kann. Heutzutage benutzen wir, zum Beispiel beim Einkaufen im Internet oder zum Verschicken von E-Mails, kompliziertere Verschlüsselungsverfahren, die dafür aber sicherer sind.

Also, während die Caesar-Verschlüsselung eine interessante Geschichte hat, gibt es heute bessere und sicherere Wege, unsere Nachrichten geheim zu halten. Wer weiß, vielleicht werdet ihr eines Tages selbst in der Welt der Kryptografie eine neue Verschlüsselung erfinden!