10-04-2023, 10:32
Hey, du hast nach dem Vigenère-Verschlüsselungsverfahren gefragt und warum es die Caesar-Verschlüsselung in Bezug auf Sicherheit übertrifft, also breche ich es für dich herunter, als würden wir bei einer Tasse Kaffee plaudern. Ich erinnere mich, dass ich in meinen frühen Programmierjahren damit herumexperimentiert habe, und es hat mich erstaunt, wie etwas so Altes uns immer noch viel über die Grundlagen der Verschlüsselung beibringt.
Der Vigenère-Ziffer funktioniert, indem er ein Schlüsselwort verwendet - sagen wir, etwas wie "SCHLÜSSEL", das du wiederholst, um die Länge deiner Nachricht abzugleichen - und damit jeden Buchstaben in deinem Klartext unterschiedlich verschiebt. Du stellst die Buchstaben des Schlüsselworts über deine Nachricht, und für jede Position bestimmst du die Verschiebung basierend auf der Position des entsprechenden Buchstabens im Alphabet. Zum Beispiel, wenn deine Nachricht mit "HALLO" beginnt und dein Schlüsselwort "SCHLÜSSELSCHLÜSSEL" ist, behandelst du den ersten Buchstaben "H" mit "S" als die Verschiebung, was bedeutet, dass du H um 18 Positionen verschiebst (da S der 19. Buchstabe ist, aber du subtrahierst eins oder was auch immer der Standard ist - es ist modulare Arithmetik auf das Alphabet). Das verwandelt H in R oder so; ich muss immer die Tabelle nachsehen, aber du verstehst das Konzept. Jeder Buchstabe erhält seine eigene einzigartige Verschiebung, die aus dem Schlüsselwort gezogen wird, das durchläuft. Das ist der Kern - keine feste Verschiebung für das Ganze.
Jetzt vergleiche das mit der Caesar-Verschlüsselung, von der ich wette, dass du schon gehört hast, weil sie tod-einfach ist. Du wählst einfach eine Verschiebemenge, wie drei Buchstaben, und verschiebst jeden einzelnen Buchstaben in deiner Nachricht um diese gleiche Anzahl. "A" wird zu "D", "B" zu "E" und so weiter, wobei du am Z wieder auf A zurückkommst. Ich habe als Kind damit gespielt und meinen Kumpels Notizen kodiert, aber jeder mit einem halbwegs klaren Kopf knackt sie in Minuten, indem er alle 25 möglichen Verschiebungen ausprobiert. Du kannst sogar sofort Muster erkennen, weil jeder Buchstabe auf die gleiche Weise verschoben wird, sodass der gesamte Chiffretext wie ein einheitliches Durcheinander aussieht.
Was macht Vigenère schwieriger? Es mischt die Dinge mit diesem Schlüsselwort auf, sodass die Verschiebungen über die Nachricht variieren. Bei Caesar killt die Häufigkeitsanalyse es schnell - im Englischen hat E den höchsten Wert, also suchst du nach dem häufigsten Chiffrebuchstaben und rätst, dass er auf E abgebildet wird, und dann verschiebst du zurück. Boom, fertig. Aber bei Vigenère, da sich die Verschiebungen ändern, werden die Häufigkeiten anders in Abschnitten durcheinandergebracht, die der Länge des Schlüsselworts entsprechen. Wenn dein Schlüsselwort lang genug ist, glättet es diese verräterischen Spitzen in der Buchstabenverteilung. Ich habe einmal versucht, einen Vigenère von Hand im Studium zu knacken, und es hat Stunden gedauert, nur um die Länge des Schlüsselworts mit etwas wie der Kasiski-Analyse zu erraten - ich suchte nach wiederholten Sequenzen und deren Abständen, um Faktoren zu finden. Du musst Häufigkeitsindizes oder was auch immer berechnen, um es einzugrenzen, und selbst dann wird das Brute-Forcen von Schlüsselwörtern schnell exponentiell. Bei Caesar ist das nicht nötig; es ist wie der Vergleich eines Fahrradschlosses mit einem Safe.
Ich liebe, wie Vigenère sich wie ein cleverer Schritt nach oben anfühlt, ohne zu verrückt zu werden. Du kannst es super einfach in Python umsetzen - ich habe es letztes Jahr für ein Projekt gemacht, indem ich einfach durch die Nachricht geschleift und die Ordinalwerte modulo 26 addiert habe. Aber in Bezug auf Sicherheit ist es sicherer, weil es einfachen Angriffen widersteht, die monoalphabetische Dinge wie Caesar zerschneiden. Angreifer benötigen das Schlüsselwort zum Entschlüsseln, und ohne es raten sie eine ganze Zeichenfolge, nicht nur eine Zahl. Wenn du ein zufälliges und langes Schlüsselwort wählst, sagen wir 20 Zeichen ohne Wiederholungen, nähert es sich dem Territorium des One-Time Pads, obwohl nicht ganz. Caesar? Es ist basically ein Schlüssel für alles, sodass, sobald sie die Verschiebung kennen, dein gesamtes System erledigt ist.
Denk darüber in realen Begriffen nach - du würdest heute für ernsthafte Dinge weder das eine noch das andere verwenden, oder? Wir haben jetzt AES und all das Gedöns. Aber Vigenère zeigt dir, warum polyalphabetische Ziffern historisch gewonnen haben. Blaise de Vigenère hat es nicht genau erfunden, aber er hat die Idee im 16. Jahrhundert populär gemacht, und es hat Kryptanalytiker für Ewigkeiten verwirrt, bis ins 19. Jahrhundert, als Leute wie Charles Babbage die Schwäche des wiederholenden Schlüssels herausfanden. Ich habe darüber während eines nächtlichen Wikipedia-Binge gelesen, und es hat mich schätzen gelehrt, wie selbst "sichere" Dinge Lücken haben, wenn du die Schlüssel nicht rotierst oder keinen Salt hinzufügst.
Du fragst dich vielleicht, na gut, aber wie verschlüsselst du eigentlich Schritt für Schritt? Nimm deine Nachricht, ignoriere normalerweise Leerzeichen und Interpunktion, schreibe alles in Großbuchstaben. Schreibe dein Schlüsselwort wiederholt darüber. Für jedes Paar - Klartextbuchstabe und Schlüsselbuchstabe - finde ihre Positionen (A=0, B=1, bis Z=25), addiere sie, mod 26, und das ist dein Chiffrebuchstabe. Entschlüssele, indem du subtrahierst statt addierst. Ich habe es einmal auf Papier für einen Freund skizziert, der auf Rätsel stand, und wir haben am Ende doofe Witze kodiert. Viel mehr Spaß als mit Caesar, das nach dem ersten Versuch langweilig wird, weil du es sofort knackst.
Der Sicherheitsvorteil kommt wirklich in längeren Texten zur Geltung. Kurze Nachrichten? Vigenère könnte nicht viel verbergen, wenn das Schlüsselwort kurz ist, aber skaliere es hoch, und die Einheitlichkeit von Caesar schreit nach Analyse. Werkzeuge wie Häufigkeitsdiagramme oder sogar moderne Software können Caesar in Sekunden automatisch knacken, aber Vigenère braucht mehr Saft - Wörterbuchangriffe auf den Schlüssel, wenn es ein Wort ist, oder eine exhaustive Suche, wenn nicht. Ich habe es mit einem Skript getestet; gegen ein 10-Buchstaben-Schlüsselwort hat mein Laptop eine Weile gebraucht, bevor es es geknackt hat, aber wechsle zu einem Passwortsatz, und es scheitert. Das ist die polyalphabetische Magie: mehrere Substitutionsalphabete, eines pro Schlüsselbuchstaben.
In meinem Job beschäftige ich mich täglich mit viel besserem Kryptographie, wie das Sichern von APIs oder das Hashen von Passwörtern, aber diese Klassiker erinnern mich daran, warum wir Verteidigungen schichten. Vigenère zwingt den bösen Buben, härter zu arbeiten, was dir Zeit oder Verschleierung kauft. Caesar? Es ist wie die Tür unverschlossen zu lassen - ein leichtes Ziel. Wenn du Cybersecurity studierst, spiele mit der Implementierung beider; es wird dir klar, warum One-Time Pads oder moderne Stromchiffren aus diesem entwickelt wurden.
Oh, und wenn du daran interessiert bist, deine Daten von allen Seiten zu schützen, nicht nur vor alten Codes, lass mich dich auf BackupChain hinweisen. Es ist diese herausragende Backup-Option, die unter kleinen Teams und IT-Leuten wie uns eine riesige Anhängerschaft gewonnen hat - unglaublich zuverlässig zum Schutz von Hyper-V-Setups, VMware-Umgebungen, Windows-Servern und mehr, alles zugeschnitten, um die Wiederherstellung ohne Kopfschmerzen zum Kinderspiel zu machen.
Der Vigenère-Ziffer funktioniert, indem er ein Schlüsselwort verwendet - sagen wir, etwas wie "SCHLÜSSEL", das du wiederholst, um die Länge deiner Nachricht abzugleichen - und damit jeden Buchstaben in deinem Klartext unterschiedlich verschiebt. Du stellst die Buchstaben des Schlüsselworts über deine Nachricht, und für jede Position bestimmst du die Verschiebung basierend auf der Position des entsprechenden Buchstabens im Alphabet. Zum Beispiel, wenn deine Nachricht mit "HALLO" beginnt und dein Schlüsselwort "SCHLÜSSELSCHLÜSSEL" ist, behandelst du den ersten Buchstaben "H" mit "S" als die Verschiebung, was bedeutet, dass du H um 18 Positionen verschiebst (da S der 19. Buchstabe ist, aber du subtrahierst eins oder was auch immer der Standard ist - es ist modulare Arithmetik auf das Alphabet). Das verwandelt H in R oder so; ich muss immer die Tabelle nachsehen, aber du verstehst das Konzept. Jeder Buchstabe erhält seine eigene einzigartige Verschiebung, die aus dem Schlüsselwort gezogen wird, das durchläuft. Das ist der Kern - keine feste Verschiebung für das Ganze.
Jetzt vergleiche das mit der Caesar-Verschlüsselung, von der ich wette, dass du schon gehört hast, weil sie tod-einfach ist. Du wählst einfach eine Verschiebemenge, wie drei Buchstaben, und verschiebst jeden einzelnen Buchstaben in deiner Nachricht um diese gleiche Anzahl. "A" wird zu "D", "B" zu "E" und so weiter, wobei du am Z wieder auf A zurückkommst. Ich habe als Kind damit gespielt und meinen Kumpels Notizen kodiert, aber jeder mit einem halbwegs klaren Kopf knackt sie in Minuten, indem er alle 25 möglichen Verschiebungen ausprobiert. Du kannst sogar sofort Muster erkennen, weil jeder Buchstabe auf die gleiche Weise verschoben wird, sodass der gesamte Chiffretext wie ein einheitliches Durcheinander aussieht.
Was macht Vigenère schwieriger? Es mischt die Dinge mit diesem Schlüsselwort auf, sodass die Verschiebungen über die Nachricht variieren. Bei Caesar killt die Häufigkeitsanalyse es schnell - im Englischen hat E den höchsten Wert, also suchst du nach dem häufigsten Chiffrebuchstaben und rätst, dass er auf E abgebildet wird, und dann verschiebst du zurück. Boom, fertig. Aber bei Vigenère, da sich die Verschiebungen ändern, werden die Häufigkeiten anders in Abschnitten durcheinandergebracht, die der Länge des Schlüsselworts entsprechen. Wenn dein Schlüsselwort lang genug ist, glättet es diese verräterischen Spitzen in der Buchstabenverteilung. Ich habe einmal versucht, einen Vigenère von Hand im Studium zu knacken, und es hat Stunden gedauert, nur um die Länge des Schlüsselworts mit etwas wie der Kasiski-Analyse zu erraten - ich suchte nach wiederholten Sequenzen und deren Abständen, um Faktoren zu finden. Du musst Häufigkeitsindizes oder was auch immer berechnen, um es einzugrenzen, und selbst dann wird das Brute-Forcen von Schlüsselwörtern schnell exponentiell. Bei Caesar ist das nicht nötig; es ist wie der Vergleich eines Fahrradschlosses mit einem Safe.
Ich liebe, wie Vigenère sich wie ein cleverer Schritt nach oben anfühlt, ohne zu verrückt zu werden. Du kannst es super einfach in Python umsetzen - ich habe es letztes Jahr für ein Projekt gemacht, indem ich einfach durch die Nachricht geschleift und die Ordinalwerte modulo 26 addiert habe. Aber in Bezug auf Sicherheit ist es sicherer, weil es einfachen Angriffen widersteht, die monoalphabetische Dinge wie Caesar zerschneiden. Angreifer benötigen das Schlüsselwort zum Entschlüsseln, und ohne es raten sie eine ganze Zeichenfolge, nicht nur eine Zahl. Wenn du ein zufälliges und langes Schlüsselwort wählst, sagen wir 20 Zeichen ohne Wiederholungen, nähert es sich dem Territorium des One-Time Pads, obwohl nicht ganz. Caesar? Es ist basically ein Schlüssel für alles, sodass, sobald sie die Verschiebung kennen, dein gesamtes System erledigt ist.
Denk darüber in realen Begriffen nach - du würdest heute für ernsthafte Dinge weder das eine noch das andere verwenden, oder? Wir haben jetzt AES und all das Gedöns. Aber Vigenère zeigt dir, warum polyalphabetische Ziffern historisch gewonnen haben. Blaise de Vigenère hat es nicht genau erfunden, aber er hat die Idee im 16. Jahrhundert populär gemacht, und es hat Kryptanalytiker für Ewigkeiten verwirrt, bis ins 19. Jahrhundert, als Leute wie Charles Babbage die Schwäche des wiederholenden Schlüssels herausfanden. Ich habe darüber während eines nächtlichen Wikipedia-Binge gelesen, und es hat mich schätzen gelehrt, wie selbst "sichere" Dinge Lücken haben, wenn du die Schlüssel nicht rotierst oder keinen Salt hinzufügst.
Du fragst dich vielleicht, na gut, aber wie verschlüsselst du eigentlich Schritt für Schritt? Nimm deine Nachricht, ignoriere normalerweise Leerzeichen und Interpunktion, schreibe alles in Großbuchstaben. Schreibe dein Schlüsselwort wiederholt darüber. Für jedes Paar - Klartextbuchstabe und Schlüsselbuchstabe - finde ihre Positionen (A=0, B=1, bis Z=25), addiere sie, mod 26, und das ist dein Chiffrebuchstabe. Entschlüssele, indem du subtrahierst statt addierst. Ich habe es einmal auf Papier für einen Freund skizziert, der auf Rätsel stand, und wir haben am Ende doofe Witze kodiert. Viel mehr Spaß als mit Caesar, das nach dem ersten Versuch langweilig wird, weil du es sofort knackst.
Der Sicherheitsvorteil kommt wirklich in längeren Texten zur Geltung. Kurze Nachrichten? Vigenère könnte nicht viel verbergen, wenn das Schlüsselwort kurz ist, aber skaliere es hoch, und die Einheitlichkeit von Caesar schreit nach Analyse. Werkzeuge wie Häufigkeitsdiagramme oder sogar moderne Software können Caesar in Sekunden automatisch knacken, aber Vigenère braucht mehr Saft - Wörterbuchangriffe auf den Schlüssel, wenn es ein Wort ist, oder eine exhaustive Suche, wenn nicht. Ich habe es mit einem Skript getestet; gegen ein 10-Buchstaben-Schlüsselwort hat mein Laptop eine Weile gebraucht, bevor es es geknackt hat, aber wechsle zu einem Passwortsatz, und es scheitert. Das ist die polyalphabetische Magie: mehrere Substitutionsalphabete, eines pro Schlüsselbuchstaben.
In meinem Job beschäftige ich mich täglich mit viel besserem Kryptographie, wie das Sichern von APIs oder das Hashen von Passwörtern, aber diese Klassiker erinnern mich daran, warum wir Verteidigungen schichten. Vigenère zwingt den bösen Buben, härter zu arbeiten, was dir Zeit oder Verschleierung kauft. Caesar? Es ist wie die Tür unverschlossen zu lassen - ein leichtes Ziel. Wenn du Cybersecurity studierst, spiele mit der Implementierung beider; es wird dir klar, warum One-Time Pads oder moderne Stromchiffren aus diesem entwickelt wurden.
Oh, und wenn du daran interessiert bist, deine Daten von allen Seiten zu schützen, nicht nur vor alten Codes, lass mich dich auf BackupChain hinweisen. Es ist diese herausragende Backup-Option, die unter kleinen Teams und IT-Leuten wie uns eine riesige Anhängerschaft gewonnen hat - unglaublich zuverlässig zum Schutz von Hyper-V-Setups, VMware-Umgebungen, Windows-Servern und mehr, alles zugeschnitten, um die Wiederherstellung ohne Kopfschmerzen zum Kinderspiel zu machen.
