Bekannt: Caesar-Verschlüsselung Unbekannt: Schlüssel
Challenge · Einstieg
Knack den Code!
Du kennst das Verschlüsselungsverfahren – aber nicht den Schlüssel. Kannst du die Nachricht trotzdem entschlüsseln?
Probiere unterschiedliche Verschiebungen systematisch aus. Beginne bei Schlüssel 1 und arbeite dich weiter.
Lösung: DIE NACHRICHT IST GEHEIM · Schlüssel +3
Geschafft! Aber wie bist du vorgegangen?
Kann man das Knacken einer Nachricht systematisch durchführen?
Experiment · Brute Force
Brute Force – einfach alles ausprobieren?
Bei einem Brute-Force-Angriff werden systematisch alle möglichen Schlüssel ausprobiert, bis der richtige gefunden ist.
| Schlüssel | Ergebnis |
|---|
Merksatz: Caesar ist leicht zu knacken, weil es nur 25 mögliche nichttriviale Verschiebungen gibt.
Simulation
Ein Computer als Codeknacker
Wenn wir alle Schlüssel ausprobieren können – warum sollte ein Computer das nicht für uns erledigen?
| Versuch | Schlüssel | Entschlüsselter Text |
|---|
Warum ist dieses Verfahren bei Caesar besonders erfolgreich?
Es gibt nur 25 Schlüssel. Ein Computer kann alle Möglichkeiten in sehr kurzer Zeit testen.
Entdeckendes Lernen
Geht es auch schlauer?
Stell dir vor, die verschlüsselte Nachricht besteht aus 500 Wörtern. Muss man wirklich immer alle Schlüssel ausprobieren?
Was fällt dir an unserer Sprache auf?
Wenn Menschen digitale Nachrichten schreiben, verwenden sie manche Buchstaben sehr oft und andere nur selten. Eine längere Nachricht zeigt dadurch ein typisches Muster.
Ungefähre Häufigkeiten in deutschen Texten
Wenn bei Caesar jeder Buchstabe immer gleich verschoben wird, bleiben auch die Häufigkeiten verschoben erhalten.
Detektivarbeit · Häufigkeitsanalyse
Detektivarbeit mit Buchstaben
Der Schlüssel ist unbekannt. Entwickle aus den Buchstabenhäufigkeiten eine Hypothese und teste sie.
Geheimtext
Gemessene Häufigkeiten
HäufigkeitsanalyseMan untersucht, wie oft bestimmte Buchstaben vorkommen, und zieht daraus Rückschlüsse auf den Schlüssel.
Wichtig: Der häufigste Buchstabe muss nicht immer für E stehen. Besonders bei kurzen Nachrichten entsteht nur eine Hypothese, die überprüft werden muss.
Wissenssicherung
Zwei Wege, einen Code zu knacken
Brute Force
- probiert alle Schlüssel systematisch aus
- funktioniert auch bei kurzen Nachrichten
- benötigt keine Sprachkenntnisse
- ist bei Caesar besonders einfach
Häufigkeitsanalyse
- untersucht die Buchstabenverteilung
- nutzt Eigenschaften einer Sprache
- funktioniert besser bei langen Texten
- liefert zunächst eine Vermutung
Brute Force eignet sich besser: Bei einem kurzen Text sind Häufigkeiten wenig aussagekräftig, aber alle 25 Schlüssel lassen sich schnell testen.
Exit-Ticket · Ausblick
Ist Caesar noch zu retten?
Heute hast du zwei Angriffe kennengelernt: Brute Force und Häufigkeitsanalyse.
Musterlösung: Caesar hat nur 25 mögliche Schlüssel. Außerdem bleibt die Buchstabenhäufigkeit erhalten. Deshalb kann das Verfahren leicht geknackt werden.
Bei Caesar wird jedes E immer durch denselben Buchstaben ersetzt.
Genau diese Idee führt uns zu einer anderen Verschlüsselung: Vigenère. Mehr dazu in Stunde 5.