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Brechen von Verschiebechiffren und affinen Chiffren

Andre Rohrberg

Das Brechen von Verschiebechiffren ist ein vergleichsweise einfaches Unterfangen, welches auch anhand historischer Beispiele aufgezeigt werden kann. Die Chiffre ist eher als Verzögerungstaktik, denn als sichere Verschlüsselung zu werten.

Methodisch erfolgt der Angriff zumeist durch einen Ciphertext-only-Angriff. Weitere Informationen, die über das Chiffrat hinaus gehen, sind nicht erforderlich.
Bei dem Ciphertext-only-Angriff handelt es sich um einen Entschlüsselungsansatz, bei dem lediglich das Chiffrat zur Verfügung steht. Der Kryptanalyst versucht das Dechiffrat ohne weitere Informationen zu rekonstruieren und gegebenenfalls den Schlüssel sicherzustellen.

Bei dem Ciphertext-only-Angriff bedient sich der Angreifer einer vollständigen Durchsuchung des Schlüsselraums. Der sinnvollste Text der sich ergibt, ist nach aller Wahrscheinlichkeit das Dechiffrat. Diese Methode ist solange praktisch anwendbar, wie sich der Schlüsselraum überschaubar gestaltet.

Es ist davon auszugehen, dass Menschen seitdem ihre Mitmenschen begannen Nachrichten zu verschlüsseln, danach strebten, diese Texte zu entziffern. Theoretisch handelt es sich bei jedem Versuch, dem lediglich das Chiffrat zugrunde liegt, um einen Ciphertext-only-Angriff. Den ersten methodischen Angriff dieser Art, welcher sich noch heute großer Bekanntheit erfreut und mit welchem frühe Chiffren wie Cäsar oder Atbash gelöst werden konnten und können, stellt die Häufigkeitsanalyse dar.

Eine simple Cäsar-Chiffre mit ihren 26 Schlüsselmöglichkeiten, ist mit diesem Ansatz offensichtlich in kürzester Zeit zu brechen, selbstredend auch ohne den Einsatz eines Computers. Aber auch eine DES-Verschlüsselung, welche mit einem Schlüsselraum von 256, von 1976 bis 2001 den wichtigsten Verschlüsselungsstandard der USA darstellte, wurde 1998 von einem eigens für diesen Zweck konstruierten Computer namens ‚Deep Crack‘, innerhalb von 56 Stunden, gebrochen. Heute  ist der DES-Standard per Ciphertext-only durch haushaltsübliche Computer in noch geringerer Zeit zu brechen.

Dadurch, dass Verschiebechiffren bereits durch eine Ciphertext-only-Attacke brechbar sind, bei welcher dem Angreifer wenig Informationen zur Verfügung stehen, gelten sie mitnichten als sicher. Dies bedeutet in der Schlussfolgerung natürlich ebenso, dass alle fortschrittlicheren kryptanalytischen Ansätze im Stande sind, eine Verschiebechiffre zu brechen.

Verwendete Literatur:

  • Buchmann (2016): Einführung in die Kryptographie, 6. überarb. Aufl..
  • Paar und Pelzl (2016): Kryptografie verständlich.

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