Die Cäsar-Chiffrierung

Julius Cäsar

Beim Cäsar-Chiffre handelt es sich um eine monoalphabetische Substitution (Vertauschung). Dabei wird jedem Buchstaben eines Textes ein anderer eindeutiger Buchstabe zugeordnet. Diese Zuordnung ist allerdings nicht willkürlich, sondern basiert auf der zyklischen Rotation (Drehung) des Alphabets um k Zeichen, dabei folgt auf Z wieder A. Das k ist dann der Schlüssel, mit dem ver- bzw. entschlüsselt wird.

Praktisch verschiebt man das Alphabet um k Zeichen (z.B. k=4):

Klartextalphabet:   ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ 
                    ||||||||||||||||||||||||||
Geheimtextalphabet: EFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABCD 
Zur Verschlüsselung wird nun für jeden Buchstaben aus dem Klartext der darunter stehende Buchstabe aus dem Geheimtext eingesetzt. Beim Entschlüsseln geht man umgekehrt vor und schreibt für jeden Buchstaben des Geheimtextes den entsprechenden Buchstaben des Klartextes. (Satz-, Leer- und Sonderzeichen werden nicht berücksichtigt.)

Mathematisch entspricht diese Verschlüsselung einer buchstabenweisen "Addition" der Schlüssel-Zahl k zu jedem Buchstaben des Klartextes. Entsprechend muss für die Entschlüsselung die Schlüssel-Zahl vom Geheimtext abgezogen werden, um wieder den Klartext zu erhalten.

Verschlüsseln:
  KLARTEXT
+ 44444444
= OPEVXIBV
Um aus dem Geheimtext den Klartext zu erhalten, muss der Empfänger wissen, mit welchem Schlüssel k verschlüsselt wurde. Durch Umkehrung des Algorithmus - bei Benutzung des richtigen Schlüssels - ergibt sich dann wieder der Klartext.

Entschlüsseln:
  OPEVXIBV
- 44444444
= KLARTEXT
Da jeder Buchstabe immer mit dem gleichen Chiffre-Buchstaben verschlüsselt wird, ist die Schwäche dieses Verfahrens in der Wahrscheinlichkeit des Auftretens der Buchstaben begründet. Zählt man die Häufigkeiten der Buchstaben im Chiffre, kommt man zur gleichen Verteilung wie im Klartext. Es ist dann ein Leichtes jedem Chiffre-Buchstaben einen Klartext-Buchstaben zuzuordnen.

Buchstaben mit der größten Häufigkeitsverteilung im Deutschen Alphabet:  
  E - 13,2% 
  N - 8,0% 
  I - 6,6% 
  R - 5,7% 
  T - 5.2% 
  S - 4,4%
  A - 4,0%

Beispiel für die Analyse eines Cäsar-Verfahrens: