Eine Häufigkeitsanalyse für Texte, die mit der Caesar-Chiffre verschlüsselt sind, zeigt eine deutliche Übereinstimmung mit der Buchstabenhäufigkeit der verwendeten Sprache. Doch wie kann eine Entschlüsselung damit automatisiert werden und wo sind die Grenzen?
Häufigkeitsanalyse
Analysiere die Buchstabenhäufigkeit eines Textes.
Aufträge
Vorbereitung
- Informiert euch über die Häufigkeitsanalyse und deren Einsatz in der Kryptoanalyse.
- Betrachtet die vorliegenden Texte und überlegt euch, wie ihr diese mit Häufigkeitsanalysen automatisiert entschlüsseln könnt.
- Entwerft ein Konzept für ein Programm und stellt es uns vor:
- Wie soll das Programm beim Angriff vorgehen?
- In welchen Schritten wollt ihr beim Programmieren vorgehen, so dass ihr schnell eine brauchbare Ausgabe erhaltet?
- Welche Zusatzkenntnisse braucht ihr noch?
Programm
- Entschlüsselt die vorgegebenen (mit der Caesar-Chiffre verschlüsselten) Texte mit Hilfe von Häufigkeitsanalysen. Dies soll nicht von Hand, sondern mit Hilfe eines selbst geschriebenen Programms automatisiert geschehen.
- Bibliothek caesar
- Wann klappt das Verfahren gut? Wann gibt es Probleme? Wieso?
- Erstellt eigene, speziell ausgewählte Texte, die dies demonstrieren.
- Wie könnt ihr euer Programm verbessern? Wie lassen sich Texte zuverlässiger knacken?
- Bibliothek bigrams
Präsentation
- Bereitet eine Präsentation vor, die 15 Minuten (plus 5 Minuten für Fragen) dauert. Sie soll die benötigte Theorie, eigene Überlegungen, das Programm und die Erkenntnisse der Klasse näherbringen.
Zusatzaufträge
Spracherkennung
- Schreibt ein Programm zur Erkennung der verwendeten Sprache in Klartexten.
- Recherchiert und hinterlegt im Programm Häufigskeitsverteilungen für mehrere Sprachen.
- Das Programm soll für einen eingegebenen Klartext die verwendete Sprache ausgeben.
- Bonus: Knackt Caesar-verschlüsselte Nachrichten aus verschiedenen Sprachen, ohne die Sprache dem Programm zu nennen. Das Programm soll alle Häufigkeitsverteilungen durchprobieren und diejenige zum Entschlüsseln verwenden, die am besten passt.
Allgemeine monoalphabethische Substitution
- Lässt sich mit Hilfe von Häufigkeitsanalysen auch die allgemeine monoalphabethische Verschlüsselung knacken?
- Welche Schwierigkeiten treten hier auf?
- Schreibt auch dafür ein eigenes Programm.
- Bibliothek substitution
Grafische Oberfläche
- Programmiert eine grafische Oberfläche, damit die verschiedenen Angriffe in einem Programm vereint werden können.
- Bibliothek guizero
Caesar
- Programmiert eine eigene Caesar-Bibliothek, damit ihr nicht unsere Vorgabe verwenden müsst.
Material
Geheimtext 1
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