Das One-Time-Pad | Reise in die Kryptographie | Informatik | Khan Academy

Die perfekte Chiffre

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Über 400 Jahre lang,
blieb das Problem bestehen.

Wie konnte Alice eine Chiffre entwerfen
die ihren Fingerabdruck verbirgt,

und somit das
die 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.

Um nun ihre Nachricht zu verschlüsseln
ihre Nachricht, Alice

die Liste der
zufälligen Verschiebungen.

Es ist wichtig, dass
diese Liste der Schichten

genauso lang ist wie die Nachricht,
um Wiederholungen zu vermeiden.

Dann schickt sie sie an Bob, der
die Nachricht entschlüsselt mit

die gleiche 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

das 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.