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,
und teilte diese mit Bob anstelle eines Codewortes.
Damit Alice ihre Nachricht jetzt verschlüsseln kann,
mutzt sie die Liste der zufälligen Verschiebungen.
Es ist wichtig, dass diese Liste der Verschiebungen
genauso lang ist wie die Nachricht, um jede Wiederholungen zu vermeiden.
Dann schickt sie die Nachricht an Bob, welcher die Nachricht mit
der gleichen Liste mit zufälligen Verschiebungen entschlüsselt, die sie ihm gegeben hat.
Jetzt hat Eva ein Problem, denn die resultierenden
verschlüsselte Nachricht hat zwei starke Eigenschaften.
Erstens: Die Verschiebungen fallen nie in ein sich wiederholendes Muster.
Und zweitens, die verschlüsselte Nachricht eine einheitliche Frequenz haben
verteilung.
Weil es keine Frequenz Differenz und damit
kein Leck, ist es nun unmöglich für Eve
die Verschlüsselung zu knacken.
Dies ist die stärkste mögliche Methode der Verschlüsselung,
und sie entstand gegen Ende des Ende des 19. Jahrhunderts.
Sie ist heute bekannt als das einmalige Pad.
Zur Veranschaulichung der Stärke des One-Time-Pad,
müssen wir die kombinatorische Explosion
die stattfindet.
Zum Beispiel hat die Caesar Chiffre verschiebt jeden Buchstaben
um die gleiche Verschiebung, die eine Zahl zwischen 1 und 26.
Wenn Alice also ihren Namen verschlüsseln,
würde dies zu einer der 26 möglichen Verschlüsselungen.
Eine kleine Anzahl von Möglichkeiten, leicht, sie alle zu überprüfen,
bekannt als Brute-Force-Suche.
Vergleiche dies mit dem One-Time Pad, bei dem jeder Buchstabe
um eine andere Zahl Zahl zwischen 1 und 26 verschoben wird.
Überlege dir nun die Anzahl der möglichen Verschlüsselungen.
Es wird 26 sein, multipliziert fünfmal mit sich selbst multipliziert, was
sind fast 12 Millionen.
Manchmal ist es schwer zu visualisieren,
Stell dir also vor, sie schrieb ihren Namen auf eine einzige Seite,
und obendrauf gestapelt alle möglichen Verschlüsselungen.
Wie hoch denkst du würde das sein?
Mit fast 12 Millionen möglichen Fünf-Buchstaben-Sequenzen,
wäre dieser Papierstapel riesig sein,
über einen Kilometer hoch.
Wenn Alice ihren Namen Namen mit dem One-Time-Pad,
ist es dasselbe, als würde sie eine dieser Seiten zufällig auszuwählen.
Aus der Perspektive von Eve, der Code-Brecherin,
jedes aus fünf Buchstaben verschlüsselte Wort, das sie
hat, ist genauso wahrscheinlich ein beliebiges Wort in diesem Stapel zu sein.
Das ist also perfekte Geheimhaltung in Aktion.