Über 400 Jahre lang, blieb das Problem bestehen.
Wie konnte Alice eine Chiffre entwerfen die ihren Fingerabdruck verbirgt,
und somit die unerwünschte Weitergabe von Informationen verhindern?
Die Antwort lautet: Zufall.
Stell dir vor, Alice würfelt einen Würfel mit 26 Seiten
um eine lange Liste von zufälligen Verschiebungen zu erzeugen,
und teilt diese mit Bob anstelle eines Codewortes.
Damit Alice ihre Nachricht jetzt verschlüsseln kann,
nutzt sie die Liste der zufälligen Verschiebungen.
Es ist dabei wichtig, dass diese Liste der Verschiebungen
genauso lang ist wie die Nachricht selbst, um jede Wiederholungen zu vermeiden.
Dann schickt sie die Nachricht an Bob, welcher die Nachricht mit
der gleichen Liste an zufälligen Verschiebungen entschlüsselt, die sie ihm gegeben hat.
Jetzt hat Eva ein Problem, denn die daraus resultierende
verschlüsselte Nachricht hat zwei starke Eigenschaften.
Erstens: Die Verschiebungen fallen nie in ein sich wiederholendes Muster.
Und zweitens, weist die verschlüsselte Nachricht eine
einheitliche Häufigkeitsverteilung auf.
Weil keine Unterscheidungsmerkmale auftretenden, gibt es auch
keine Schwachstelle, daher ist es für Eva unmöglich
die Verschlüsselung zu knacken.
Dies ist die bestmögliche Methode der Verschlüsselung,
und sie entstand gegen Ende des Ende des 19. Jahrhunderts.
Bekannt ist diese als der "Einmal-Block" (Einmalschlüssel-Verfahren).
Zur Veranschaulichung der Stärke der Einmalverschlüsselung,
müssen wir die kombinatorische Explosion verstehen,
welche stattfindet.
Zum Beispiel wird bei der Caesar-Verschlüsselung jeder Buchstabe
um den gleichen Wert verschoben. Dieser Wert liegt zwischen 1 und 26.
Würde Alice also ihren Namen verschlüsseln,
wäre das Ergebnis eine von 26 möglichen Verschlüsselungen.
Eine geringe Anzahl von Möglichkeiten, vereinfacht es alle zu überprüfen.
Dies nennt man die Brute-Force-Methode.
Vergleicht man dies mit der Einmalverschlüsselung, bei der jeder Buchstabe
um eine nicht gleiche Zahl zwischen 1 und 26 verschoben wird.
Überlege dir nun die Anzahl der möglichen Verschlüsselungen.
Es sind 26 Verschiebungen, mit sich selbst fünfmal multipliziert,
ergibt fast 12 Millionen.
Manchmal ist es schwer, dies zu visualisieren,
Stell dir also vor, sie würde ihren Namen auf eine einzige Seite schreiben
Und darüber gestapelt jede mögliche Verschlüsselung.
Wie hoch denkst du würde das sein?
Mit fast 12 Millionen möglichen Fünf-Buchstaben-Kombinationen,
wäre dieser Papierstapel gewaltig,
über einen Kilometer hoch.
Wenn Alice ihren Namen mithilfe der Einmalverschlüsselung verschlüsselt,
ist es dasselbe, als würde sie sich eine dieser Seiten zufällig auszuwählen.
Aus der Perspektive von Eva, der Code-Brecherin,
kann es jedes verschlüsselte fünfstellige Wort,
genauso wahrscheinlich, wie jedes beliebige andere Wort in diesem Stapel sein.
Das ist also perfekte Geheimhaltung in Aktion.