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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 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 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.