Jeder Mensch hat Geheimnisse. Sei es eine Affäre mit dem Gärtner, heimlich in der Nase zu bohren oder ein Ereignis aus der Vergangenheit. Es fällt nicht immer leicht, jene Geheimnisse zu teilen. Wenn man es tut, möchte man sichergehen, dass diese Botschaft nicht an den Falschen gelangt.
Manch einer vertraut sich seinem Tagebuch an, ein anderer einem Psychologen oder einem engen Freund. Solange der Anvertraute das Geheimnis wahrt, ist dieses sicher und man selbst hat sich vielleicht etwas von der Seele gesprochen oder geschrieben. Nicht immer ist die Person allerdings in der Nähe.
Bereits in der Antike befassten sich Menschen mit der Kunst, Nachrichten zu verschlüsseln, damit diese nur von dem Empfänger gelesen werden kann. Jene Geheimschrift wird als Kryptografie bezeichnet.
Was ist Kryptografie?
Kryptografie setzt sich aus zwei Wörtern zusammen:
- das altgriechische Wort κρυπτός kryptós bedeutet auf Deutsch “geheim” oder verborgen
- γράφειν gráphein bedeutet “schreiben”
Bei der Kryptografie handelt es sich demnach um Schriftstücke, die verborgen oder geheim bleiben sollen. Es ist eine Geheimschrift, die für Dritte unlesbar gemacht wird. Eine unbefugte Person kann diese möglicherweise lesen, erfasst ihren Sinn aber nicht. Der Empfänger allerdings kennt das Geheimnis, den Code, um die Chiffre zu entziffern. Im Laufe der Menschheitsgeschichte wurden die unterschiedlichsten Möglichkeiten an Verschlüsselungsverfahren entwickelt, welche später näher betrachtet werden.
Zuerst gilt es, einen Zeitsprung in die Gegenwart zu machen. Mit der Erfindung und wachsenden Nutzung des Internets schreiben Menschen so viel wie niemals zuvor. Dies birgt Risiken. Geheimdienste lesen Datenströme mit, Hacker veröffentlichen private Fotografien, darunter Nacktfotografien von Prominenten.
Es war nicht verwunderlich, dass die Bedeutung von Kryptografie stetig wuchs. Heute wird sie unter anderem verwendet, wenn die Rede von Informationssicherheit ist. Dies schließt die Definition, das Konstruieren sowie die Konzepte von Informationssystemen ein, welche unbefugte Mitleser und Manipulatoren fernhalten.
Mittlerweile ist die Kryptografie eine eigene Wissenschaft, die zwischen Informatik und Mathematik angesiedelt ist. Bei dieser Wissenschaft werden zwei Methoden unterschieden, die historisch sehr häufig genutzt wurden:
- Transposition: Eine Nachricht wird verschlüsselt, indem Buchstaben vertauscht oder zusätzliche Zeichen zwischen den Buchstaben ergänzt werden. Hierdurch wird die eigentliche Nachricht zerlegt und nach einem bestimmten Muster in den Text eingebaut.
- Substitution: Hierbei werden Zeichen durch andere Zeichen ersetzt.
Wenn man Kryptografie verstehen möchte, sollte man diese von anderen Begriffen abgrenzen:
| Kryptoanalyse | Steganografie |
| Die Kryptoanalyse ist der Gegenspieler zur Kryptografie und widmet sich Verfahren und Methoden, um verschlüsselte Geheimschriften zu knacken. | Die Steganografie wurde ebenfalls entwickelt, um Nachrichten zu schützen. Hierbei wird die Nachricht an sich in einem Medium versteckt, sodass eine unwissende Person sie nicht erkennt oder sieht. Ein bekanntes Beispiel ist unsichtbare Tinte. Dies funktioniert allerdings nur, wenn Dritte nicht gezielt nach geheimen Botschaften suchen. |
Welchen Zweck hat moderne Kryptografie?
Heutzutage erfüllt Kryptografie vor allem vier Funktionen, die nicht unbedingt alle gleichzeitig erfüllt werden. Jene sollen sicherstellen, dass Daten geschützt sind, der Urheber oder Absender klar ist und Nachrichten sicher übermittelt werden:
- Integrität: Die Kryptografie sorgt dafür, dass Daten unverändert und vollständig ohne jegliche Änderungen übermittelt werden.
- Fälschungssicher: Der Urheber oder Sender der Daten ist authentisch und kann identifiziert werden.
- Verbindlich: Der Sender oder Urheber der Daten kann seine Urheberschaft nicht abstreiten, wodurch sie sich gegenüber weiteren Personen nachweisen lassen kann.
- Vertraulichkeit: Nur dem adressierten Empfänger soll es möglich sein, die Nachricht zu lesen oder Inhalte zu sehen. Dieser Zugriffsschutz ist der ursprüngliche Zweck der Kryptografie.
Wie ist Kryptografie entstanden?
Die Geschichte der Kryptografie reicht weit zurück. Funde belegen, dass bereits dreitausend Jahre vor Christus im alten Ägypten Geheimschriften genutzt wurden. Die Gründe für das Erfinden von Geheimsprachen lagen unter anderem in der Erfindung der Schrift. Papier ist bekanntlich geduldig. Mittels Buchstaben und Zahlen können Daten und Ereignisse präzise festgehalten werden.
So bleiben Schriftstücke teilweise über Jahrtausende bestehen. Statt mental zu verblassen, mit der Zeit unpräzise oder vergessen zu werden, bleibt Niedergeschriebenes präsent.
Zugleich ermöglichte Schrift der Oberschicht, mit Menschen an fernen Orten zu kommunizieren. Wichtige Inhalte wurden besprochen, Erkenntnisse ausgetauscht. Neue Erfindungen wurden ebenso dargelegt wie Kriegsstrategien. Das Risiko liegt auf der Hand. Gerät ein solches Wissen in die falschen Hände, kann dies fatal sein. Daher wurden Methoden erfunden, um Inhalte zu verschlüsseln.
Beispiele für historische Kryptografie
Ein Beispiel für eine sehr alte Methode zur Verschlüsselung mittels Transposition ist die Skytale. Im antiken Griechenland erfanden die kriegerischen Menschen Spartas eines der ersten kryptografischen Verfahren. Hierfür wickelten sie ein Stück Leder oder Stoff um einen eckigen Stab und beschrieben das Material senkrecht. Nach dem Abwickeln waren die waagrechten Buchstaben ungeordnet und konnten nicht so einfach gelesen werden.
Ein bekanntes Beispiel für die Substitution ist die sogenannte Caesar-Verschlüsselung. Hierbei wird das herkömmliche Alphabet verwendet, die Buchstabenreihe aber um einen bestimmten Schlüssel verschoben. Der römische Feldherr Caesar beispielsweise nutzte meist den Schlüssel C, wodurch die Buchstaben um drei verschoben wurden. Ein A wurde somit zu einem D, ein Z zu einem C und so fort.
Nach der Antike erfuhr die Kryptografie zu Zeiten der Renaissance ihre nächste Blüte in Italien. Grund waren diverse konkurrierende Stadtstaaten, die Agentennetzwerke aufbauten, um akademische Briefwechsel abzufangen und zu entschlüsseln. Durch die steigende Konkurrenz wurden immer raffiniertere Methoden entwickelt, um das Knacken der Codes zu erschweren.
Ein Wettrennen zwischen Verschlüsselung und Knacken der Codes begann. Statt Caesars relativ leichter monoalphabetischen Verschlüsselung, wurden nun polyalphabetische und sequenzielle Codes erfunden. Diese waren die Basis für die moderne Verschlüsselung, die auf Mathematik basiert.
Zu Zeiten der Weltkriege und des Kalten Krieges wurden die Methoden durch die diversen Geheimdienste weiter ausgefeilt. So entstand unter anderem die deutsche Chiffriermaschine Enigma, die im Zweiten Weltkrieg von den Briten entziffert wurde.
Manche Maschinen, wie die M-209, waren nicht besonders sicher und konnten binnen Stunden dechiffriert werden. Da die verbreiteten Informationen strategisch waren, reichte dieses Zeitfenster meist aus. Je wichtiger die Information aber war, desto kniffliger musste der Code sein.