Polybios-Quadrat ver- und entschlüsseln

Polybios-Quadrat:

Polybios-Quadrat ist eine Substitutionschiffre, auch bekannt als monoalphabetische Chiffre. Diese Chiffren heißen so, weil jeder Eingabebuchstabe während des gesamten Verschlüsselungsvorgangs immer durch denselben Wert ersetzt wird, anders als bei polyalphabetischen Chiffren wie Vigenère. Das Polybios-Quadrat ist nach seinem Erfinder Polybios benannt, einem griechischen Historiker, der etwa von 200 bis 125 v. Chr. lebte. Das Prinzip ist sehr einfach.

Zunächst wird ein 5×5-Gitter mit 25 Feldern gefüllt. Es gibt auch eine Variante mit 36 Feldern, die zusätzlich Ziffern verschlüsseln kann. Da das 5×5-Gitter nur 25 Plätze besitzt, muss ein Buchstabe entfallen. Welcher Buchstabe ausgelassen wird, hängt von der Sprache ab: Im Französischen wird häufig W entfernt, im Englischen I oder J zusammengelegt. Hier wird J ausgelassen. Das Gitter wird von links oben nach rechts unten gefüllt. Anschließend ersetzt man jeden Buchstaben durch die beiden Zahlen seiner Zeilen- und Spaltenkoordinate. A steht in der ersten Zeile und ersten Spalte und wird daher als 11 dargestellt. B steht in der ersten Zeile und zweiten Spalte und wird zu 12 usw.

Beim Verschlüsseln kann außerdem ein geheimer Schlüssel verwendet werden, um die Chiffre etwas zu stärken, obwohl sie heute nicht mehr als zuverlässig gilt. Der Schlüssel wird am Anfang des Gitters eingetragen; anschließend werden die übrigen, im Schlüssel noch nicht verwendeten Buchstaben in alphabetischer Reihenfolge ergänzt.

Diese Substitutionschiffre wurde ursprünglich entwickelt, um Nachrichten über größere Entfernungen zu übertragen. Die Zahlencodes konnten mit Fackeln dargestellt werden, was allerdings aufwendig war, da dafür bis zu zehn Fackeln nötig waren. Die Chiffre erlaubt außerdem Kommunikation durch Klopfzeichen auf einer Oberfläche, ähnlich wie Morsecode. Der Überlieferung nach nutzten russische Nihilisten in zaristischen Gefängnissen das Polybios-Quadrat. Das kyrillische Alphabet mit oft mehr als 30 Buchstaben erforderte dafür angepasste Gitter. Auch amerikanische Gefangene sollen das Verfahren verwendet haben.

Entschlüsselung

Der Entschlüsselungsvorgang des Polybios-Quadrat, ist wie bei allen monoalphabetischen Chiffren sehr einfach. Dazu wird die Häufigkeit der Zeichen oder Zahlen im Chiffretext statistisch analysiert und mit den bekannten durchschnittlichen Buchstabenhäufigkeiten der vermuteten Sprache verglichen. Aus den Auftretensraten lassen sich anschließend mögliche Zuordnungen ableiten.