Caesar-Verschlüsselung


Die
Caesar-Verschlüsselung(auch als Caesar-Verschiebung, Verschiebechiffre oder als „Einfacher Caesar“ bezeichnet) ist ein besonders simpler Sonderfall einer einfachen (das heißt monographischen) monoalphabetischen Substitution. Zum Zwecke der Verschlüsselung wird dabei jeder Buchstabe des lateinischen Standardalphabets um eine bestimmte Anzahl von Positionen zyklisch verschoben (rotiert). Die Anzahl bestimmt den Schlüssel, der für die gesamte Verschlüsselung unverändert bleibt. Es ist eine der einfachsten und unsichersten Formen einer Geheimschrift.

Schematische Darstellung einer Verschiebechiffre hier mit Schlüssel C, also Verschiebung um drei Buchstaben.

 

Geschichte

Der Name der Caesar-Verschlüsselung leitet sich vom römischen Feldherrn Gaius Julius Caesar ab, der diese Art der geheimen Kommunikation für seine militärische Korrespondenz verwendet hat. Dabei benutzte Caesar selbst häufig den Schlüssel C, also eine Verschiebung des Alphabets um drei Buchstaben. Der römische Kaiser Augustus soll eine Verschiebung der Buchstaben um nur eine Position vorgezogen haben (vielleicht passend zu seinem Namen, der mit A beginnt).

Der römische Schriftsteller Sueton beschreibt das Verfahren wie folgt:

„… si qua occultius perferenda erant, per notas scripsit, id est sic structo litterarum ordine, ut nullum verbum effici posset: quae si qui investigare et persequi velit, quartam elementorum litteram, id est D pro A et perinde reliquas commutet.“

 

„… wenn etwas Geheimes zu überbringen war, schrieb er in Zeichen, das heißt, er ordnete die Buchstaben so, dass kein Wort gelesen werden konnte: Um diese zu lesen, tauscht man den vierten Buchstaben, also D für A aus und ebenso mit den restlichen.“

Die Caesarchiffre wird als Teil komplexerer Verschlüsselungsverfahren, etwa der im Jahr 1508 von Trithemius zum ersten mal mit Hilfe seiner Tabula recta erläuterten polyalphabetischen Substitution oder auch der Vigenère-Chiffre, eingesetzt. Selbst heute noch ist sie in Gestalt des in der elektronischen Kommunikation verbreiteten ROT13-Systems zur Verschleierung von Nachrichten in Gebrauch.

Funktionsweise

Ordnet man den Buchstaben des Alphabets Zahlen zu, wie beispielsweise in der folgenden Tabelle, so lässt sich mithilfe eines „Schlüsselbuchstabens“ angeben, um wie viele Zeichen das Standardalphabet verschoben werden muss, um das Geheimalphabet zu erhalten:

 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
 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26

Beispielsweise entspricht der Schlüssel C einer zyklischen Verschiebung um drei Zeichen. Folglich wird beispielsweise der Klarbuchstabe „r“ als Geheimbuchstabe „U“ verschlüsselt. (Zur deutlichen Unterscheidung ist es üblich, Klarbuchstaben klein zu schreiben und Geheimbuchstaben groß.) Somit ergibt sich folgende Zuordnung:

Klar:    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
Geheim:  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

Da man sich das Geheimalphabet auch durch Rotation (zyklische Verschiebung) des Klaralphabets erzeugt denken kann, wird es auch als „rotiertes Alphabet“ bezeichnet. In diesem Spezialfall bei Schlüssel „C“ wäre es als ROT3 zu bezeichnen.

Aus dem Klartext „caesar“ wird bei Verschlüsselung mit dem Schlüssel C der Geheimtext „FDHVDU“.

Varianten

Es gibt verschiedene Varianten dieser Methode, wobei in das Alphabet noch Ziffern oder Sonderzeichen einbezogen werden können.

Ein wichtiger Sonderfall der „normalen“ Caesar-Verschlüsselung entsteht bei Verwendung des Schlüssels M, also einer Rotation um 13 Zeichen (ROT13). Da das (heutige) lateinische Alphabet aus 26 Buchstaben besteht, wird durch die zyklische Verschiebung um 13 Buchstaben, zunächst der Text verschlüsselt, und durch eine zweite Verschlüsselung mit demselben Schlüssel, eine Gesamtverschiebung um 26 Buchstaben erreicht und so der Originaltext zurückgewonnen. Dies ist ein besonders einfacher Fall einer involutorischen Verschlüsselung. Bei involutorischen Verfahren sind Verschlüsselung und Entschlüsselung identisch und eine zweifache Anwendung des Verfahrens liefert den ursprünglichen Klartext wieder zurück.

Eine weitere Variante der Verschiebechiffre besteht darin, statt des Standardalphabets ein revertiertes (umgekehrtes) Alphabet zu benutzen und dieses zu verschieben. Diese Methode wird oft knapp als „revertierter Caesar“ bezeichnet. Für beispielsweise den Schlüssel „D“ erhält man dann das folgende (revertierte und verschobene) Geheimalphabet:

Klar:    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
Geheim:  D C B A Z Y X W V U T S R Q P O N M L K J I H G F E

In diesem Fall würde aus „caesar“ der Geheimtext „BDZLDM“ entstehen. Ein wichtiger Sonderfall des revertierten Caesars entsteht, wenn das Alphabet nicht verschoben wird. Hierbei wird das Standardalphabet auf das revertierte Standardalphabet abgebildet, also

Klar:    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
Geheim:  Z Y X W V U T S R Q P O N M L K J I H G F E D C B A

Dieser Spezialfall ist auch als eigenständige Methode einer Geheimschrift unter Anwendung des hebräischen Alphabetes als Atbasch bekannt.

 

Beispiel:

Der Text      ICH LOESE DAS RAETSEL wird mit einem Schlüssel C (=3) zu   LFK ORHVH GDV UDHWVHO.

 

 

Quelle:

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