Monoalphabetische Substitution Mystery Cache

Die "monoalphabetische Substitution", also "der Austausch des Alphabetes durch ein einziges anderes Alphabet" ist eine der einfachsten Chiffriermethoden, die es gibt. Bereits in der Antike nutzte man diese Art der Chiffrierung, um seine Dokumente und Botschaften zu sichern.
Das Prinzip dieser Chiffriermethode ist sehr simpel. Jeder Buchstabe des Alphabetes wird durch einen anderen ersetzt. So ergibt sich ein neues Alphabet, bei dem jeder Buchstabe einen anderen zugeordnet bekommt.
Um seinen Text zu verschlüsseln, schreibt man ihn einfach auf und ersetzt jeden Buchstaben durch den des neu generierten Alphabetes. Dabei ist eine Matrix mit beiden Alphabeten sehr hilfreich!

Beispiel:

Die folgende Matrix enthält in der oberen Zeile das normale oder auch "Klartext"-Alphabet und in der unteren Zeile das "Geheimtext"-Alphabet.

So wird aus dem Buchstaben A im Klartext der Buchstabe G im Geheimtext, dem Buchstaben B im Klartext der Buchstabe L im Geheimtext usw.

Aus dem Klartext-Satz

HEUTE GEHE ICH GEOCACHEN

wird mit dem Geheimtext-Alphabet der Satz

PKXRK CKPK SBP CKABGBPKM

Verfügt der Empfänger dieser Geheimbotschaft über die gleiche Matrix, kann er den Verschlüsselungsprozeß sehr einfach rückgängig machen, indem er das ganze Verfahren einfach umdreht. Aus P im Geheimtext wird wieder H im Klartext, aus K wird E usw..

Durch die frei wählbare Reihenfolge des Geheimtext-Alphabetes entstehen 400 000 000 000 000 000 000 000 000 mögliche Alphabete, die zur Verschlüsselung der Nachricht dienen können. Könnte ein gegnerischer Agent jede Sekunde eines dieser Alphabete prüfen, würde er grob geschätzt die milliardenfache Lebensdauer des Universums benötigen, um sie alle zu testen und die Nachricht zu entschlüsseln.

Allerdings kann man den Code auch noch auf eine weniger zeitraubende Art und Weise knacken, wenn man nicht in Besitz des richtigen Geheimtext-Alphabetes ist. Sie beruht auf der kryptoanalytischen Methode der "Häufigkeitsanalyse", die im 9. Jahrhundert von einem Gelehrten namens Al-Kindi erstmals dokumentiert wurde.
Jeder Buchstabe kommt in Texten einer bestimmten Sprache unterschiedlich häufig vor. In der deutschen Sprache ist der am häufigsten vorkommende Buchstabe das E mit ca. 17,4 %, gefolgt vom N, mit ca. 9,78 % etc (vollständige Tabelle siehe unten). Hat der Code-Knacker nun einen Text vor sich, von dem er sicher ist, daß er mit der monoalphabetischen Substitution verschlüsselt wurde, kann er diese statistischen Angaben nutzen, um den Text zu entschlüsseln.

Ist der im Geheimtext am häufigsten vorkommende Buchstabe ein K, kann mit ziemlicher Sicherheit angenommen werden, daß es sich um ein E im Klartext-Alphabet handelt. Ist der zweithäufgste Buchstabe ein M, wird es sicherlich ein N im Klartext sein. Dabei muß beachtet werden, daß sich diese statistischen Angaben auf "normale" Texte beziehen und nicht auf Texte, in denen Buchstaben unnatürlich oft vorkommen, wie z.B. "In Ulm, um Ulm und um Ulm herum!". Solche Texte sind mit der Häufigkeitsanalyse nicht (oder nur sehr schwer!) zu entschlüsseln!

Hat man die am häufigsten vorkommenden Buchstaben eindeutig aufzeigen können, wird es etwas komplizierter, weil die weniger markanten Buchstaben eventuell einen statistischen Ausreißer darstellen können. Dann kommt es auf Kombinationsgabe an. Im deutschen kommen sehr häufig sogenannte "Bigramme" vor, also markante Zweierfolgen von Buchstaben. So sind die Buchstabenfolgen ES, ER, EN und EI relativ häufig. Ebenso wie die 3er Kombinationen ("Trigramme") DER, DIE, DAS, DEM und DEN. Findet man charakteristische Bigramme oder Trigramme im Geheimtext, so sollte man die Häufigkeit solcher Buchstabenkombinationen im Hinterkopf behalten.

Mit einer Mischung aus der "Häufigkeitsanalyse", Kombinationsgabe und Ausprobieren kann jeder monoalphabetische Text sehr einfach entschlüsselt werden.

Diese Erfahrung mußte auch die schottische Königin Maria Stuart (*8.12.1542, Linlithgow, † 8.2.1587 Fortheringhay) (Bild links) im 16. Jahrhundert machen. Die in englischer Gefangenschaft gehaltene katholische Königin hatte einen regen Briefkontakt mit dem englischen Verschwörer Anthony Babington (*Oktober 1561 Dethick, † 20.9.1586 London). Babington besaß einen tiefen Hass auf das protestantische Königshaus um Königin Elisabeth I. und wollte mit deren Ermordung den Anspruch von Maria Stuart auf die englische Krone geltend machen. Der katholische Priester Gilbert Gifford schmuggelte die Briefe von Babington und Maria und fungierte als Bote zwischen den beiden. Allerdings stand Gifford nur scheinbar im Dienste der Verschwörung, denn tatsächlich unterstand er dem Befehl von Sir Francis Walsingham, dem skrupellosen Sicherheitsminister Königin Elisabeths I..

Babington und Maria Stuart benutzten zur Chiffirerung ihrer Botschaften eine sehr ausgefeilte monoalphabetische Substitution (siehe rechts) und verließen sich in trügerischem Irrglauben auf die Sicherheit dieses Codes. Somit ließen sie sich freimütig über ihre Absichten zur Ermordung Elisabeths aus, weil sie nicht im Traum daran dachten, die von ihnen benutzte Chiffre könnte entschlüsselt werden. Walsingham seinerseits wußte, welchen strategischen Wert die Kryptoanalyse besaß und ernannte den Sprachwissenschaftler und Kryptoanalytiker Thomas Phelippes zu seinem persönlichen Geheimsekretär. Dieser brilliante Kopf war ein Meister der Häufigkeitsanalyse und entschlüsselte die Briefe von Maria und Babington. So konnte Walsingham den beiden und ihren Anhängern eindeutig eine Verschwörung gegen die englische Krone nachweisen und sie dem Henker vorführen. Babington wurde am 20. September 1586 auf brutalste Art und Weise in London hingerichtet (unter anderem wurde er bei lebendigem Leibe gekocht, gevierteilt und ihm wurden seine Genitalien abgeschnitten!). Maria Stuart wurde ebenfalls der Prozeß gemacht. Sie wurde im Oktober 1586 zum Tode veruteilt und am 8. Februar 1587 auf Fortheringhay Castle enthauptet. Beide bezahlten somit das Vertrauen in ihre Chiffre mit ihrem Leben.

Der folgende Text ist mit der monoalphabetischen Substitution verschlüsselt. Jedes Zeichen entspricht nur einem einzigen Buchstaben im Alphabet. Die Umlaute des Klartextes Ä, Ö und Ü sind in AE, OE und UE umgewandelt worden und es existieren keinerlei Satzzeichen!

Viel Spaß beim Entschlüsseln und der Cache-Suche

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HIER findest du den verschlüsselten Text nochmal bequem als PDF-Datei zum herunterladen!

Häufigkeitsverteilung der Buchstaben des deutschen Alphabets

(Nach A. Beutelspacher, Kryptologie, Braunschweig 1993)

Diese Tabelle gibt es auch noch als Säulendiagramm

Das Versteck liegt etwas vom Weg weg! Seid trotzdem etwas vorsichtig, denn schließlich soll dieser Cache ein wenig länger halten als sein Vorgänger!
Laßt den anderen den Spaß (oder die Arbeit?) an der Dechiffrierung und gebt in euren Logs bitte keine Hinweise auf das Geheimtext-Alphabet!