Monoalphabetische Substitution

Monoalphabetic Substitution Ciphers oder auch Monoalphabetische Ersetzungschiffren bezeichnen Formen der Textverschlüsselung, bei der einem Buchstaben / Zeichen jeweils ein anderer Buchstabe / Zeichen zugeordnet wird.

Schlüsselerstellung

Es gibt verschiedenste Formen der Schlüsselerstellung, Basis ist dabei jedoch immer eine Absprache mit der Zielperson. Möglichkeiten sind u.a.:

Völlig zufällig erstellte Alphabetzusammenwürfelungen, wie

 Original: ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
     Code: UFLPWDRASJMCONQYBVTEXHZKGI

Ein langes Schlüsselwort und alphabetische Ergänzung des Rests. Wörter mit Z eignen sich besonders gut, da ansonsten das Z bzw. die letzen Buchstaben des Alphabets Plaintext bleiben. (Bsp: DACHRINNE und ZUGSCHAFFNER)

 Original: ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
     Code: DACHRINEBFGJKLMOPQSTUVWXYZ
     Code: ZUGSCHAFNERBDIJKLMOPQTVWXY

Rotierte Alphabete Verschiebechiffre oder auch Cäsarchiffre genannt.

Verschlüsselung

Die Verschlüsselung erfolgt durch ersetzen des Plaintext-Characters mit seinem zugeordnetem Code-Character. Beispiel:

 Original: ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
     Code: UFLPWDRASJMCONQYBVTEXHZKGI
 Original: Der Affe ist dumm.
     Code: Pwv Uddw ste oxqq.

Die Entschlüsselung erfolgt bei bekanntem Schlüsselalphabet durch umgekehrtes Vorgehen, also Ersetzung der Code-Buchstaben mit deren zugeordneten Klartextäquivalenten.

Sicherheit

Die normale Monoalphabetische Verschlüsselung ist wesentlich sicherer als z.B. der Cäsarchiffre, da es nicht nur 26 Möglichkeiten, sondern 26! (Fakultät von 26) Möglichkeiten gibt, bei größeren Alphabeten mehr. Demzufolge wird ein entschlüsseln durch simples ausprobieren unmöglich. Allerdings ist diese Verschlüsselung trotzdem völlig unsicher, da sie mit genug Text sehr leicht entschlüsselt werden kann.

Entschlüsselung

Zur Entschlüsselung monoalphabetischer Verschlüsselungen führt man eine Häufigkeitsanalyse der Buchstaben durch und kann somit sofern die Sprache bekannt ist, auf gewisse Buchstaben schließen, woraus dann Wörter und somit immer mehr Assoziationen zu Klartextbuchstaben gezorgen werden können. Beispiel:

Code: Mjjp nop cni Hzgfzqosmqgr zqo scd Gjdkqpcmucmcegf. Cm rjddp tjd ciabnogfci qis fcnoop vjcmpbngf qcucmocpyp: Vqmycb.

Buchstabenhäufigkeiten: 12.6%: c, Jeweils 6.7%: mp, 5.9%: oq, 5%: dgj Aus der Verteilung lässt sich zumindest schon klar das e als häufigster Buchstabe schließen. Wodurch sich folgendes ergibt:

               e                     e        e  e e   . E            e       e       e       e        e    e         e .

Nun wird nach Wortzusammenhängen gesucht. Wörter mit 3 Buchstaben und e in der Mitte sind in der Regel Artikel (der, den, dem...), besonders, wenn sie mehrfach vorkommen, so lässt sich also auf das d schließen. Ein Wort mit 3 Buchstaben und e am Anfang ist oft 'ein'. Hier gilt es auszuprobieren und die Schritte zu dokumentieren, so dass man bei Fehlern durch Backtracing weitermachen kann.

Code: Mjjp nop cni Hzgfzqosmqgr zqo scd Gjdkqpcmucmcegf. Cm rjddp tjd ciabnogfci qis fcnoop vjcmpbngf qcucmocpyp: Vqmycb.
           i   ein        d         de        e  e e   . E            en  i   en  nd  ei      e   i    e    e         e .

Daraus lassen sich leicht die Worte 'und' und 'ist' entnehmen:

         t ist ein      u d u    us de      ute  e e   . E      t     en  is  en und  eisst   e t i   ue e set t:  u  e .

Woraus sich mit etwas Phantasie und Übung leicht weitere Worte und Buchstabenfolgen (wie 'aus', 'sch' / 'ch', 'en' etc) und zu guter letzt der Klartext schließen lassen:

         t ist ein Fachausd u   aus de  C   ute  e e ch. E      t     en  ischen und heisst   e t ich ue e set t:  u  e .
      Root ist ein Fachausdruck aus dem Computerbereich. Er kommt vom englischen und heisst woertlich uebersetzt: Wurzel.

siehe auch: homophone Verschlüsselung , polyalphabetische Substitution, Kryptologie