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Grundlagen der Kryptoanalyse
Die Kryptoanalyse ist eine sehr komplexe und komplizierte
Wissenschaft. Deswegen wird auch nur eine Methode erläutert,
nämlich die Häufigkeitsanalyse.
Seitdem es das Bestreben gibt, Informationen geheim zu halten, gibt es
auch jenes, diese aufzudecken. Der Kampf zwischen Kryptographie und
Kryptoanalyse dauert schon Jahrhunderte an. Und es ist kein Ende in
Sicht. Ein Durchbruch der Kryptographie war sicherlich das One Time
Pad, doch wird es wegen schon genannten Problemen nicht genutzt.
Das RSA-Verfahren ist zurzeit absolut sicher, jedoch nur solange, bis
es Computer gibt, die Primfaktorzerlegung hinreichend schnell
erledigen können. Deswegen konzentrieren wir uns auf das
Entschlüsseln von traditionell verschlüsselten Botschaften.
Häufigkeitsanalyse
Die Häufigkeitsanalyse, hier durch das Entschlüsseln eines
monoalphabetisch verschlüsselten Textes erläutert, basiert auf der
Erkenntnis, dass die Buchstaben des Alphabetes mit einer
charakteristischen Häufigkeit auftauchen. Es ist also möglich, die
statistische Häufigkeit eines jeden Buchstaben festzulegen.
So gibt es z.B. für die deutsche Sprache eine Häufigkeitsauswertung.
Es sei gesagt, dass diese Methode praktisch nur in umfangreichen
Texten funktioniert. Um einen Text zu entschlüsseln gehen wir
wie folgt vor:
Wir halten die Häufigkeit des Vorkommens jedes Buchstabens im
Geheimtext fest und stellen heraus, ob es signifikante Vorkommnisse
gibt. Kommt z.B. ein Buchstabe für ungefähr 17 % des Textes auf,
handelt es sich mit ziemlicher Sicherheit im Klartext um den
Buchstaben E. Auf diese Weise lassen sich weitere markante
Vorkommnisse lösen.
Des Weiteren achten wir auf Doppelbuchstaben. Die häufigsten in der
deutschen Sprache sind ss, nn, ll, ee und rr. Auch sollte auf
Buchstabenketten geachtet werden, die immer wieder vorkommen, da
diese sehr wahrscheinlich für sehr häufig genutzte Worte wie die, der,
und und so weiter stehen.
Nach und nach sollte es, wie bei einem Puzzle, klarer werden. Diese
Methode kann auch auf polyalphabetisch verschlüsselte Texte
angewendet werden, ist jedoch weitaus komplizierter und
zeitaufwändiger. Zuletzt sei noch gesagt, dass jede erfolgreiche
Entschlüsselung durch Zufall, Glück und Intuition beeinflusst ist.
Quantencomputer
Eine weiteres Verfahren, den Text zu entschlüsseln, ist die so genannte
Brute-Force-Methode (engl. Rohe Gewalt). Hierbei werden einfach alle
möglichen Schlüssel hintereinander ausprobiert. Das dies nur durch
Computer zu bewältigen ist, ist offensichtlich. So gab es schon bei der
Enigma 200.000.000.000.000.000.000 mögliche Schlüssel. Bei heutigen
Verfahren ist die Schlüsselzahl noch astronomisch höher.
Selbst alle Supercomputer unserer Zeit zusammen sind beispielsweise
nicht in der Lage, alle Schlüsselmöglichkeiten der RSA-Verschlüsselung
auch nur hinreichend schnell zu prüfen. Deswegen wird schon seit
geraumer Zeit die Entwicklung des Quantencomputers mit Interesse
verfolgt.
Der Quantencomputer baut auf der Quantenphysik auf, die besagt, das
bestimmte Photonen zur gleichen Zeit verschiedene Zustände haben
können. So wäre ein Quantencomputer, würde er irgendwann einmal
realisiert sein, alle Computer herkömmlicher Architektur in den
Schatten stellen. Kryptoanalysten erhoffen sich von dieser Maschine,
endlich das zu schaffen, was bis jetzt als praktisch unmöglich gilt:
Primfaktorzerlegung, und das mit ausreichender Geschwindigkeit.