Porta-Chiffre ver- und entschlüsseln
Porta-Chiffre:
Die Porta-Chiffre ist eine polyalphabetische Chiffre, die 1563 vom italienischen Gelehrten Giovanni Battista della Porta beschrieben wurde. Sie gehörte zu den ersten Verfahren, die mehrere Alphabete verwendeten und das Alphabet für jeden zu verschlüsselnden Buchstaben wechselten. Dadurch war sie im Vergleich zu vielen damaligen Chiffren robust und wurde ungefähr drei Jahrhunderte lang bis ins 19. Jahrhundert eingesetzt.
Das Prinzip ist einfach. Jedes Buchstabenpaar des Alphabets besitzt ein eigenes Substitutionsalphabet. Da das lateinische Alphabet 13 Paare enthält, gibt es 13 Alphabete: AB, CD, EF, GH, IJ, KL, MN, OP, QR, ST, UV, WX und YZ. Diese Alphabete lassen sich leicht aus der Tabelle ableiten. Porta selbst empfahl für höhere Sicherheit zufällige Alphabete, die zum Entschlüsseln mitgeführt werden mussten. Hier werden der Einfachheit halber die normalen Alphabete verwendet. Zum Verschlüsseln wird anhand des aktuellen Schlüsselbuchstabens das passende Alphabet gewählt und darin der Gegenbuchstabe gesucht. Ein Beispiel verdeutlicht das Verfahren:
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Zum vollständigen Verständnis der Porta-Chiffre betrachten wir das obige Beispiel. Wir möchten die Zeichenfolge „Porta cipher“ mit dem Schlüssel „key“ verschlüsseln:
| C | h | i | f | f | r | e | d | e | P | o | r | t | a | ||
| c | l | e | c | l | e | c | l | e | c | l | e | c | l | ||
| o | p | t | r | n | g | q | y | p | d | g | g | h | v |
Der Schlüssel wird so oft wiederholt, bis er die Länge des Textes erreicht. Für jeden Buchstaben wird dann im durch den jeweiligen Schlüsselbuchstaben bestimmten Alphabet der Gegenbuchstabe gesucht. Um etwa das erste „p“ mit dem Schlüsselbuchstaben „k“ zu verschlüsseln, wird das Alphabet „KL“ verwendet; dort entspricht p dem h. Für „o“ wird wegen des Schlüsselbuchstabens e das Alphabet „EF“ genutzt, in dem o zu d wird, und so weiter.
Zum Entschlüsseln der Porta-Chiffre wird der Vorgang umgekehrt. Dafür werden in der Regel der Schlüssel und die verwendeten Alphabete benötigt. Die Chiffre galt als sicher, bis der Kryptoanalytiker Kasiski sie 1863 brechen konnte. Er verwendete eine einfache Häufigkeitsanalyse nachdem er die Schlüssellänge bestimmt hatte, etwa mithilfe des Friedman-Tests. Eine sehr lange, zufällige Schlüsselphrase und ein kurzer Chiffretext erschweren zwar die Analyse, das Verfahren gilt heute dennoch nicht als sicher. Eine Porta-Chiffre lässt sich unter anderem anhand eines niedrigen Koinzidenzindex vermuten, da mehrere Alphabete verwendet werden.