Einstieg
Ein Zettel auf dem Lehrerpult
Diesen Zettel hat jemand auf dem Pult liegen lassen. Was steht da?
KHXWH NHLQH KDXVDXIJDEHQ
Ein Hinweis steht auf der Rückseite: Jeder Buchstabe ist im Alphabet gleich weit nach hinten gerückt.
Ihr kennt die Zahl nicht. Wie viele verschiedene Verschiebungen gibt es, die den Text wirklich verändern?
25. Das Alphabet hat 26 Buchstaben. Wer um 26 Stellen rückt, landet wieder beim selben Buchstaben – der Text bleibt unverändert, genau wie bei 0.
Höchstens 25 Versuche also. Aber wie rückt man eigentlich – und was kommt nach dem z?
Station 1 · Verschlüsseln
Die Drehscheibe
Auftrag: Stellt Schlüssel 3 ein. Sucht außen den Klartext-Buchstaben und lest innen den Geheimbuchstaben ab. Verschlüsselt ein Wort.
a → D
Geheimtext
klartext = blau und klein: die lesbare Nachricht
GEHEIMTEXT = rot und groß: die verschlüsselte Nachricht
Schlüssel = um wie viele Stellen gerückt wird
Schon Julius Cäsar schrieb vor über 2000 Jahren so: Für A setzte er D, also drei Stellen weiter. Das berichtet der römische Schriftsteller Sueton.
Station 2 · Ende und Rückweg
Hinter dem z geht es vorne weiter
Auftrag: Schaut auf das Ende der Leiste. Beantwortet erst beide Fragen, dann auflösen.
Schlüssel 3. Umrandet: Nach dem z geht es bei A weiter – wie bei der Uhr nach der 12 die 1.
Schlüssel 3: Was wird aus y?
B. Von y aus drei weiter: z, a, b.
Zum Entschlüsseln dreht man 3 zurück. Um wie viele Stellen müsste man stattdessen vorwärts drehen?
23. 3 + 23 = 26, also einmal ganz herum. Und ohne die Zahl? Dann hilft nur Raten.
Station 3 · Knacken durch Ausprobieren
Alle Schlüssel durchprobieren
Auftrag: Knackt den Zettel aus dem Einstieg. Schiebt den Schlüssel, bis echte Wörter herauskommen.
Woran erkennt ihr, dass ihr den richtigen Schlüssel gefunden habt?
Nur Schlüssel 3 ergibt heute keine hausaufgaben, der Rest ist Buchstabensalat.
Alles durchprobieren heißt Brute-Force-Angriff. Geht es auch ohne Ausprobieren?
Station 4 · Knacken durch Zählen
Ein Buchstabe verrät den Schlüssel
Auftrag: Sucht den Geheimbuchstaben, der am häufigsten vorkommt. Wenn er für e steht: Welcher Schlüssel ist es?
Tipp: In deutschen Texten ist e der häufigste Buchstabe, ungefähr jeder sechste.
Welcher Schlüssel wurde benutzt?
10. O ist am häufigsten. Von e bis o sind es 10 Stellen. Entschlüsselt steht links.
Den Trick beschrieb schon im 9. Jahrhundert der Gelehrte al-Kindi. Warum ist Cäsar so angreifbar?
Station 5 · Bewerten
Warum Cäsar heute nicht mehr reicht
Auftrag: Lest die zwei Schwächen. Welche Änderung hilft gegen beide? Begründet.
Nur 25 Schlüssel. Ein Mensch probiert sie in ein paar Minuten durch, ein Computer in einem Augenblick.
2Jeder Buchstabe wird immer gleich ersetzt. Aus e wird immer derselbe Geheimbuchstabe. Darum verrät die Häufigkeit den Schlüssel.
Regel der Fachleute (nach Auguste Kerckhoffs, 1883): Ein Verfahren muss sicher bleiben, auch wenn der Gegner es kennt. Geheim bleibt nur der Schlüssel.
Welche Änderung hilft gegen beide Angriffe?
Wechselnde Verschiebungen: e wird mal zu H, mal zu Q. Die Häufigkeit verwischt, und es gibt viel mehr Schlüssel. So arbeitet die Vigenère-Verschlüsselung.
13 ist nur einer der 25 Schlüssel, ohne Leerzeichen klappt Ausprobieren trotzdem, Geheimhalten verstößt gegen die Regel. Wie lange hat Cäsars Geheimschrift damals gehalten?
Station 6 · Geschichte
Wie lange hielt Cäsars Geheimschrift?
Auftrag: Lest, woher der Name kommt. Dann schätzt.
Woher kommt der Name? Julius Cäsar war ein römischer Feldherr und Politiker. Er starb 44 vor Christus. Wenn er seinen Vertrauten etwas Geheimes schrieb, verschob er die Buchstaben um 3. Das berichtet der Schriftsteller Sueton. Ob Cäsar das Verfahren erfunden hat, weiß niemand – benannt ist es nach ihm.
Übrigens: Aus dem Namen Caesar wurde später der Titel für den Herrscher. Daher kommt unser Wort Kaiser.
Wann schrieb jemand die erste Anleitung zum Knacken solcher Geheimschriften auf, die wir kennen?
Über 800 Jahre: al-Kindi, 9. Jahrhundert. Dass jemand Cäsars Briefe geknackt hat, ist nicht überliefert.
Wer kannte das Verfahren sonst noch – und wer hat es später geknackt?
Station 7 · Geschichte
Von Cäsar bis heute
Auftrag: Deckt den Zeitstrahl Schritt für Schritt auf. Wer kannte das Verfahren, wer hat es geknackt?
Fazit: Das Verfahren war spätestens seit Sueton öffentlich. Aus Cäsars Zeit ist trotzdem keine Methode zum Knacken überliefert. Seit es die Häufigkeitsanalyse gibt, reicht Cäsar nicht mehr – und ein Computer braucht keine Sekunde.
Jetzt seid ihr dran: Knackt einen Geheimauftrag!
Station 8 · Anwenden
Euer Geheimauftrag
Auftrag: Knackt den Auftrag und erledigt ihn – erst durch Zählen, dann mit dem Werkzeug.
Dieser Auftrag kommt von eurer Lehrkraft.
Vorher: Welcher Geheimbuchstabe ist am häufigsten? Steht er für e, kennt ihr den Schlüssel.
Schlüssel 7. Der Auftrag lautet: verschluesselt das wort tafel mit schluessel zehn
Lösung: DKPOV
Die Lösung kennt nur eure Lehrkraft.
Abschluss
Check
Auftrag: Entscheidet euch zuerst allein, dann auflösen.
Schlüssel 5: Was wird aus oma?
TRF. o → T, m → R, a → F. JHV entsteht, wenn man 5 zurück statt vorwärts rückt.
Was muss nach der Regel der Fachleute geheim bleiben?
Nur der Schlüssel. Den Geheimtext darf jeder sehen, das Verfahren darf jeder kennen. Bei Cäsar reicht das nicht, weil es zu wenige Schlüssel gibt.