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Playfair-Chiffre

 

Hintergrund

Die Playfair-Chiffre stammt von dem Briten Sir Charles Wheatstone (* 6. Februar 1802; † 19. Oktober 1875).1 Er benannte die Chiffre nach seinem Freund Baron Lyon Playfair von St. Andrews. Beide trafen sich häufig, um kryptografische Ideen zu diskutieren.2 Playfair empfahl dem britischen Militär die Nutzung dieser Chiffre. Sie kam bis zum Ende des ersten Weltkrieges zum Einsatz.

 

Funktionsweise

Zuerst wird (ähnlich wie bei der Polybius-Chiffre) ein Buchstabenquadrat gebildet. Sei der Schlüssel „KRYPTOGRAPHIE“, dann müssen doppelte Buchstaben des Schlüssels entfernt werden. Dadurch entsteht der neue Schlüssel: „KRYPTOGAHIE“, womit sich diese Schlüsseltabelle bilden lässt:

K R Y P T
O G A H I
E B C D F
L M N Q S
U V W X Z

Die zu verschlüsselnde Botschaft wird nun in Buchstabenpaare zerlegt. Lautet die Botschaft zum Beispiel „GEHEIMTEXT“, so wird sie zerlegt zu: „GE HE IM TE XT“.
Werden nun die Buchstaben der jeweiligen Buchstabenpaare in der Schlüsselmatrix gesucht, so ergeben sich drei Möglichkeiten.

1. Beide Buchstaben liegen in derselben Zeile
Die beiden Buchstaben werden durch die beiden folgenden Buchstaben der Zeile ersetzt. M und S liegen in der gleichen Zeile. Auf M folgt N und auf S folgt L, da es sich am Zeilenende befindet. MS wird also zu NL chiffriert. Aus RP würde YT.
2. Beide Buchstaben liegen in derselben Spalte
Die beiden Buchstaben werden durch die beiden unteren Buchstaben der Spalte ersetzt. O und L liegen in der gleichen Spalte. Auf O folgt E und auf L folgt U. OL wird also zu EU chiffriert. Aus RV würde GR.
3. Die Buchstaben liegen weder in derselben Zeile noch in derselben Spalte
Von dem ersten Buchstaben des Buchstabenpaares wird die Zeile beibehalten und zu der Spalte des zweiten Buchstabens gewandert. Der dort befindliche Buchstabe ersetzt den ersten Buchstaben des Buchstabenpaares. Auf die gleiche Art wird auch der zweite Buchstabe chiffriert. R und Q liegen weder in derselben Zeile noch in derselben Spalte. P liegt in der Zeile von R und in der Spalte von Q. P ersetzt somit R. M liegt in der Zeile von Q und in der Spalte von R und ersetzt somit Q. Aus RQ wird also PM. Aus TM würde RS.

Um zum Beispiel das Wort „MITTWOCH“ zu chiffrieren würden folgende Buchstaben gebildet: „MI TT WO CH“. Es ergibt sich das Problem der Doppelbuchstaben TT. Dieser Fall trifft auf keine der oben genannten drei Fälle zu. Doppelbuchstaben müssen daher vor der Chiffrierung entfernt werden. Dies geschieht durch Einfügen eines X. Ein zusätzliches Zeichen wird ebenfalls am Ende des Textes eingefügt, falls der zu verschlüsselnde Text eine ungerade Anzahl von Zeichen besitzt, da sonst kein Buchstabenpaar gebildet werden kann. Aus „MITTWOCH“ wird also schon vor der Chiffrierung: „MI TX TW OC HA“. Das X trennt die Doppelbuchstaben und das A am Ende verschafft dem Text eine gerade Anzahl von Buchstaben.3

 

Sicherheit

Auch die Playfair-Chiffre kann mit einer Häufigkeitsanalyse angegriffen werden. Zwar ergibt eine Häufigkeitsanalyse auf einzelne Buchstaben keinen Sinn, aber auch Buchstabenpaare weisen bestimmte Häufigkeiten in der verwendeten Sprache auf. Im Deutschen sind zum Beispiel die Buchstabenpaare „er“ „en“ und „ch“ sehr häufig.
Wird als Text „OTTO“ verschlüsselt, ergibt sich für OT zum Beispiel XY und für TO genau die Umkehrung YX. Auch dies ist eine unsichere Eigenschaft der Chiffre.

 

Details

Die Playfair-Chiffre gehört zu den monoalphabetischen Chiffren. Durch die Bildung von Buchstabenpaaren gehört sie zu der Klasse der bigraphischen Verfahren.

 

Weblinks

http://de.wikipedia.org/wiki/Playfair

 

Einzelnachweise

 

1 o.V.: “Charles Wheatstone”, http://de.wikipedia.org/wiki/Charles_Wheatstone,
Abrufdatum: 2009-02-20
2 Singh, Simon: „Geheime Botschaften“, Carl Hanser Verlag, 1999, S. 444
3 Kippenhan, Rudolf: „Verschlüsselte Botschaften“, Nikol, 2006, S. 130ff

 


   
     
 
 
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