Station - Kryptoanalyse beim Ersetzungsverfahren

Einen verschlüsselten Text mit einer Häufigkeitsanalyse knacken

Die folgende, mit dem Ersetzungsverfahren verschlüsselte Nachricht wurde abgefangen. Leider ist der benutzte Schlüssel (Zuordnungstabelle) nicht bekannt.

VRMQFMTVFVYVIOVYGNIFMWNIHWFIHOVBRNORTFHGVIDVTMFN
NVIDZIVMHGLOAWZIZFUTZMAFMWTZIMLINZOAFHVRMHVSIHGL
OAHLTZIMRVNZMWDZVIVZFUWRVRWVVTVPLNNVMHRVPLVMMGVM
HRXSRMVRMVNVIPDFVIWRTVFMWTVSVRNMRHELOOVTVHXSRXSG
...

Den gesamten Geheimtext kannst du hier herunterladen.

Beim Ersetzungsverfahren wird jeder Buchstabe des Klartextes immer durch denselben Buchstaben ersetzt. Man nennt eine solches Chiffrierverfahren auch monoalphabetisch.

Bei monoalphabetischen Chiffrierverfahren kann man versuchen, eine zugrunde liegende Zuordnungstabelle mit Hilfe einer Häufigkeitsanalyse zu rekonstruieren. Hierzu zählt man, wie oft Buchstaben im zu analysierenden Text vorkommen. In jeder Sprache (wie Deutsch oder Englisch) gibt es eine charakteristische Verteilung der Buchstabenhäufigkeiten, die man sich zu Nutze machen kann.

Aufgabe 1

(a) Recherchiere die Buchstabenhäufigkeit in langen Texten der deutschen Sprache.

(b) Erstelle mit [Analyse][Werkzeuge zur Analyse][Histogramm] eine Häufigkeitsverteilung der im Geheimtext (s.o.) vorkommenden Buchstaben. Kannst du erste Schlüsse ziehen?

Histogramm

(c) Es ist gar nicht so einfach, aus einer Häufigkeitstabelle eine Zuordnungstabelle zu rekonstruieren. Benutze die Webseite Kryptographie – Häufigkeitsverteilung, um experimentell aus einer Häufigkeitsverteilung die zu Grunde liegende Zuordnungstabelle zu erzeugen.

(d) Mit [Analyse][Symmetrische Verschlüsselung (klassisch)][Ciphertext-only][Substitution][Verfahren 1] kannst du dir von CrypTool eine Zuordnungstabelle automatisiert erzeugen lassen. Probiere das aus. Versuche, das Ergebnis manuell nachzubessern.

Nachbesserung

Aufgabe 2

Bewerte die Sicherheit des Ersetzungsverfahrens. Wie schwierig / leicht ist es, einen abgefangenen Geheimtext ohne Kenntnis des Schlüssels (Zuordnungstabelle) dennoch zu entschlüsseln?

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