Der
Vortrag von Marcus G. zum Thema:
„Verschlüsselung von der Antike bis zur
Neuzeit“
Marcus entführte uns mit seinem Vortrag in die geheimnivolle Welt der
Steganographie, der Kryptographie, der Codes und der elektronisch verschlüsselten
Nachrichten. Markus schlug virtuos den Bogen von der Antike bis in unsere Tage
und viele von uns dachten an die tanzende Spionin Mata Hari, Kalle Blomquist
oder James Bond.
Grundsätzlich handelte der Vortrag von dem uralten Bedürfnis des einen
Menschen („Alice“), mit einem anderen Menschen („Bob“) zu kommunizieren,
der dummerweise aber gerade nicht anwesend ist und der unbedingt eine Neuigkeit
erhalten soll, deren Inhalt ein dritter Mensch („Eve“) aber nicht erfahren
oder verstehen darf. Dieses Bedürfnis zu stillen war schon lange vor unserer
Zeitrechnung Streben der Menschheit und hat bis heute nichts an seiner Aktualität
verloren. Nur zur Klarstellung: Es ging Markus nicht um das tägliche
Gespräch zwischen zwei Ehepartnern, bei dem üblicherweise der Mann nicht
versteht, worum es geht. Auch ging es nicht um den Klönschnack zwischen zwei
Freundinnen, die sich über eine dritte unterhalten.
1.
Steganographie griechisch
(steganos = bedeckt, grahein = schreiben)
Schon
die alten Perser und Griechen versuchten ab 480 v.Chr. Nachrichten auf
unscheinbaren Holztafeln, die mit Wachs überzogen waren, zu verstecken oder
nutzen Tinte aus Pflanzenextrakten, um die Schale von gekochten Eiern zu
beschriften. Die Schrift trocknete ein, verschwand in der Eierschale und konnte
erst auf dem gepellten Ei wieder gelesen werden.
Problem:
Entdeckung relativ einfach, da nur das Verstecken der Existenz der Nachricht im
Vordergrund steht ! Außerdem sind zu viele Eier auch ungesund.
2.
Kryptographie griechisch
(kryptos = verborgen)
bedeutet
Codierung aus Gründen der Geheimhaltung mit dem Ziel, die Nachricht für
unbefugte Augen unentzifferbar zu machen. Hierzu gibt es mehrere Ansätze…
2.1
Transposition.
Setzt
ein sicheres System zur Transposition voraus, das Sender und Empfänger kennen /
Relativ unsicher bei kurzen Wörtern. Markus brachte ein Beispiel, das wir auf
die Schnelle nicht entziffern konnten, es war die Zusage, die Getränke des
heutigen Abends zu bezahlen. Glück gehabt !
2.2 Substitution
Setzt
voraus, dass dem Klartextalphabet ein Geheimtextalphabet gegenübersteht und
sowohl Sender als auch Empfänger die Formel zur Übertragung kennen (Bsp: die
symmetrische Codierung).
2.3 Codes
Eine
Geheimschrift entsteht aus der Verknüpfung eines Algorithmus und eines Schlüssel,
wobei die Sicherheit sich auf die Geheimhaltung des Schlüssels gründet. Ein
Abfangen der chiffrierten Nachricht gibt noch keine Auskunft über den Inhalt.
Erst der passende Schlüssel gibt den Zugang frei. Aufgrund der Vielzahl von
Schlüsseln und der Einfachheit und Stärke des Systems galt das
Substitutionsverfahren lange als sehr sicher.
3.
Das probate Mittel gegen die Verschlüsselung – die Kryptoanalyse
Aber
dort, wo Menschen etwas verschlüsseln, gibt es andere, die genau dies entschlüsselt
wollen - und schon war die Kryptoanalyse geboren. Diese geht auf den arabischen
Gelehrten al-Kindi zurück, der sich wissenschaftlich systematisch schon im 9.
Jahrhundert mit dem inneren Aufbau von Sprachen auseinander gesetzt hatte. Idee:
Auch codierte und damit scheinbar unverständliche Texte lassen sich auf
Textstrukturen hin untersuchen, um so Rückschlüsse auf den Klartext zu
erlangen.
Es
erfolgte eine Analyse von Texten, durch systematisches Erkennen von Häufigkeiten
von Buchstaben im Text, durch Bilden von Bigrammen (z.B. er, en, ei), dem Suchen
von Trigammen (z.B. ein) oder durch die Zählung der häufigsten Worte einer
Sprache ... Mit Versuch und Irrtum gelang es dann, einfach verschlüsselte Texte
zu entschlüsseln.
4.
Das Rennen geht weiter …
Schon
zu Beginn des 15. Jahrhunderts erfand der Franzose Blaise de Vigenère die
polyalphabetische Verschlüsselung. Es können bis zu 26 verschiedene
Geheimtextalphabete zur Verschlüsselung genutzt werden, wodurch die Sicherheit
enorm gesteigert würde, da die Häufigkeitsanalyse weit aus weniger erfolgreich
sein müsste.
Mehr
ala 300 Jahre lang galten Texte, die mit Hilfe des Vigenere-Quadrates verschlüsselt
waren, als sicher und nicht zu entschlüsseln. Zahlreiche weltliche und
kirchliche Würdenträger nutzen das Verfahren für ihre geheimen Botschaften
und fühlten sich sicher…
Dies
änderte sich mit Charles Babbage 1854. Der Engländer suchte nach
Wiederholungen im Geheim-text und konnte auf diesem Weg die Länge n des Schlüsselwortes
ermitteln. Leider durfte Babbage seinen Lösungsansatz aus Geheimhaltungsgründen
zu Lebzeiten nicht veröffentlichen.
Besser
hatte es da der preußische Offizier Friedrich Wilhelm Kasiski, der 1863 den
gleichen Lösungsweg fand und zehn Jahre nach Babbage diesen in einem Buch „Die
Geheimschriften und die Dechiffrierkunst“ veröffentlichte.
5.
Die Verschlüsseler gehen mit der Enigma wieder in Führung … zeitweise.
Im
Jahre 1918 von den deutschen Ingenieuren Scherbius & Ritter entwickelt. Die
Chiffriermaschine bestand in ihrer besten Ausstattung aus Tastatur, 10 Walzen, 6
Walzenlagen = rotoren, einem Lampenfeld und einem Steckerbrett und bot damit über
10 hoch 15 Möglichkeiten, 6 Buchstabenpaare aus 26 Buchstaben zu kombinieren.
Makrus erklärte meisterlich die genaue Wirkweise der Enigma …
Die
deutsche Wehrmacht schaffte in den 20er Jahren fast 30.000 Enigma-Maschinen an
und stattete damit alle wichtigen Stabsstellen von Heer, Luftwaffe und Marine
aus. Während des 2. Weltkrieges war dank der Enigma die Kommunikation zwischen
Führerhauptquartier und den kämpfenden Einheiten weitgehend abhörsicher …
Durch
Verrat des deutschen Hans-Thilo Schmidt gelangte aber schon 1931 die französische
Regierung unbemerkt an die Gebrauchsanweisung und eine Schlüsselanleitung für
die Enigma. Außerdem entwickelte der polnische Mathematiker Rajewski 1938 ein
erstes Verfahren zur Entschlüsselung von Enigma-Texten. Nach Kriegsausbruch
ging Rajeweski ins Exil, genauer zum englischen Blechley-park, dem Hauptquartier
des britischen Abhördienstes. Der Brite Alan Turing baute auf den Erkenntnissen
der Franzosen und der Polen auf und dann die Gegengeräte zur Enigma die sog.
„Turing-Bomben“ zusammen. Ab 1941 hörten die Allierten mit – die
Enigma-Botschaften wurden immer öfter und immer schneller entschlüsselt, ohne
daß die deutschen Stellen dies bemerkten.
6.
Und ab den 70er Jahren – das asymetrische Verfahren
Die
Schwachstelle Schlüssel wurde 1977 intelligent gelöst von den Amerikanern
Rivest, Shamir und Adleman (RSA). Anhand von Bob, Alice und Eve zeigte Markus
auf, wie es Bob und Alice dank modernster Computertechnik und ein paar
mathematischen Verfahren es gelingt, sich geheime Botschaften zu senden, ohne
dass Eve eine Chance hat, mitzubekommen, welche Infos sich die beiden zusandten.
Markus
ging ein auf den gegenseitigen Schlüsselaustausch mit Hilfe von bunten
Farbeimern und hohen Primzahlen. Je höher die Primzahlen, desto
unwahrscheinlicher ist die Dekodierung der Schlüsselzahl und damit die Möglichkeit,
die verschlüsselte Nachricht sicher zu versenden. Toll, daß es private und öffentliche
Schlüssel gibt. Auf Basis des RSA-Standards verschicken wir heutzutage täglich
duzende von e-mail über Internet oder tätigen via online-Banking scheinbar
„sichere“ Geldtransaktionen, ohne daß wir groß darüber nachdenken.
Problem: Die Sicherheitsstandards unserer eigenen PC`s zu Hause, dies zeigte die
anschließende Diskussion, dürfte dramatisch niedrig sein. Hier empfahl Markus
dringend, sich beraten zu lassen…
Fazit: