Beaufort-Chiffre
Verschlüsseln und entschlüsseln Sie die Beaufort-Chiffre, eine auf einem Schlüsselwort beruhende polyalphabetische Chiffre, benannt nach dem britischen Admiral Sir Francis Beaufort. Sie ist reziprok: Dasselbe Schlüsselwort verschlüsselt und entschlüsselt zugleich, sodass es keinen getrennten Entschlüsselungsmodus gibt. Geben Sie ein Schlüsselwort ein und beobachten Sie, wie sich die Berechnung live aufbaut. Alles läuft in Ihrem Browser.
Beaufort ist reziprok: Dasselbe Schlüsselwort verschlüsselt und entschlüsselt zugleich. Um eine Nachricht zu entschlüsseln, fügen Sie den Geheimtext ein und geben dasselbe Schlüsselwort ein, und das Ergebnis ist der ursprüngliche Klartext. Es gibt keine getrennte Entschlüsselungsschaltfläche.
Schlüsselwort
Das Schlüsselwort ist das von Sender und Empfänger geteilte Geheimnis. Es wiederholt sich über die Nachricht hinweg, und jeder seiner Buchstaben legt fest, wie weit an dieser Stelle subtrahiert wird. Es werden nur Buchstaben verwendet; Leerzeichen, Ziffern oder Satzzeichen im Schlüsselwort werden ignoriert.
Geben Sie oben Text ein, um das Beaufort-Ergebnis hier zu sehen.
So verwenden Sie Beaufort-Chiffre
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Das Schlüsselwort eingeben
Geben Sie das geteilte geheime Schlüsselwort ein, etwa FORTIFICATION. Nur seine Buchstaben werden verwendet; Leerzeichen, Ziffern oder Satzzeichen werden ignoriert. Dasselbe Schlüsselwort wird sowohl zum Verschlüsseln als auch zum Entschlüsseln verwendet.
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Ihren Text eingeben oder einfügen
Geben Sie die Nachricht ein, die Sie umwandeln möchten: Klartext zum Verschlüsseln oder Beaufort-Geheimtext zum Entschlüsseln. Die Chiffre läuft automatisch während der Eingabe, und die Berechnung Buchstabe für Buchstabe aktualisiert sich live darunter.
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Das reziproke Ergebnis ablesen
Da Beaufort reziprok ist, dient dasselbe Schlüsselwort beiden Richtungen. Um eine Nachricht wiederherzustellen, fügen Sie den Geheimtext ein und geben dasselbe Schlüsselwort ein, das zum Verschlüsseln verwendet wurde; das Ergebnis ist der ursprüngliche Klartext.
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Ansehen, kopieren und teilen
Öffnen Sie die Berechnung, um zu sehen, wie jeder Buchstabe berechnet wird, kopieren Sie dann das Ergebnis, laden Sie es als Textdatei herunter oder teilen Sie einen Link, der das Werkzeug mit genau Ihrem Schlüsselwort und Ihrem Text wieder öffnet.
Die Beaufort-Chiffre verstehen
Was ist die Beaufort-Chiffre?
Die Beaufort-Chiffre ist eine polyalphabetische Substitutionschiffre, benannt nach Sir Francis Beaufort, dem Admiral der Royal Navy, an den man sich heute am ehesten wegen der Beaufort-Windskala erinnert. Sie ist eng mit der Vigenère-Chiffre verwandt: Ein sich wiederholendes Schlüsselwort verschiebt jeden Buchstaben der Nachricht, sodass derselbe Klartextbuchstabe je nach seiner Position zu vielen verschiedenen Geheimtextbuchstaben verschlüsselt werden kann. Diese Verteilung jedes Buchstabens über das Alphabet macht eine polyalphabetische Chiffre weitaus schwerer lesbar als eine einfache Caesar-Verschiebung.
Was Beaufort auszeichnet, ist die Richtung der Rechnung. Statt wie Vigenère den Schlüssel zum Klartext zu addieren, subtrahiert Beaufort den Klartext vom Schlüssel. Diese eine Änderung verleiht der Chiffre ihre nützlichste Eigenschaft: Sie ist reziprok, das heißt, ein und dieselbe Operation verschlüsselt und entschlüsselt zugleich. Das Verfahren wurde auf einer kleinen Karte gedruckt, die kurz nach Beauforts Tod im Jahr 1857 erschien, und dieselbe reziproke Regel wurde später in Rotormaschinen wie der Mitte des zwanzigsten Jahrhunderts verwendeten Hagelin M-209 eingebaut.
Wie die Beaufort-Chiffre funktioniert
Nummerieren Sie das Alphabet von A als 0 bis Z als 25. Das Schlüsselwort wird so oft wiederholt, wie nötig, um unter jeden Buchstaben der Nachricht einen Schlüsselbuchstaben zu setzen. Für jede Position nehmen Sie den Schlüsselbuchstaben, subtrahieren den Klartextbuchstaben davon und führen das Ergebnis mit einem Rest modulo 26 um das Alphabet herum. Als Formel geschrieben ist der Geheimtextbuchstabe C = (K − P) mod 26. Nur Buchstaben werden umgewandelt; Leerzeichen, Ziffern und Satzzeichen gehen unverändert hindurch und verbrauchen keinen Schlüsselbuchstaben, sodass das Schlüsselwort mit den Buchstaben ausgerichtet bleibt, auf die es ankommt.
Auf Papier lässt sich dieselbe Berechnung mit einer Tabula recta durchführen, dem quadratischen Raster aus jedem verschobenen Alphabet. Um einen Buchstaben zu verschlüsseln, suchen Sie den Klartextbuchstaben in der obersten Zeile, gehen diese Spalte hinab, bis Sie den Schlüsselwortbuchstaben erreichen, und lesen dann den Geheimtext an der Beschriftung ganz links in dieser Zeile ab. Dieses Nachschlagen ist nur eine bildliche Art, dieselbe Subtraktion zu berechnen, und genau das zeigt die Live-Berechnung unter dem Werkzeug für jeden Buchstaben Ihrer Nachricht.
Durchgerechnetes Beispiel
Verschlüsseln Sie die Nachricht HELLO mit dem Schlüsselwort KEY. Wiederholt man das Schlüsselwort, ergeben sich die Schlüsselbuchstaben K, E, Y, K, E, ausgerichtet unter H, E, L, L, O. Subtrahiert man jeden Klartextbuchstaben von seinem Schlüsselbuchstaben: K minus H ist 10 − 7 = 3, also D; E minus E ist 0, also A; Y minus L ist 24 − 11 = 13, also N; K minus L ist 10 − 11 = −1, und um das Alphabet herumgeführt ergibt das 25, also Z; schließlich E minus O ist 4 − 14 = −10, herumgeführt zu 16, also Q. Der Geheimtext lautet DANZQ.
Nun entschlüsseln Sie DANZQ mit demselben Schlüsselwort KEY und derselben Subtraktion. K minus D ist 10 − 3 = 7, also H; E minus A ist 4, also E; Y minus N ist 24 − 13 = 11, also L; K minus Z ist 10 − 25 = −15, herumgeführt zu 11, also L; E minus Q ist 4 − 16 = −12, herumgeführt zu 14, also O. Das Ergebnis ist wieder HELLO. Die identische Operation hat die Nachricht wiederhergestellt, und genau das ist der ganze Sinn der Beaufort-Chiffre.
Warum Beaufort seine eigene Umkehrung ist
Die reziproke Eigenschaft folgt unmittelbar aus der Formel. Die Verschlüsselung berechnet C = (K − P) mod 26. Führt man diesen Geheimtext erneut durch denselben Schritt mit demselben Schlüssel, berechnet man (K − C) mod 26, was (K − (K − P)) mod 26 ist. Die beiden Schlüsselbuchstaben heben sich auf, und übrig bleibt P, der ursprüngliche Klartext. Da die Subtraktion in diesem kreisförmigen Alphabet auf diese Weise symmetrisch ist, gelangt man durch zweimaliges Verschlüsseln wieder an den Ausgangspunkt zurück.
Das ist wirklich praktisch. Bei Vigenère müssen Sie daran denken, beim Verschlüsseln zu addieren und beim Entschlüsseln zu subtrahieren, sodass die beiden Richtungen unterschiedliche Verfahren verwenden. Bei Beaufort gibt es nur ein einziges Verfahren zu lernen, und eine einzige Maschineneinstellung oder ein einziges Werkzeug kann beiden Richtungen dienen. Deshalb hat dieses Werkzeug keine getrennte Entschlüsselungsschaltfläche: Sie geben einfach dasselbe Schlüsselwort ein und fügen den Text ein, den Sie umwandeln möchten.
Beaufort, Vigenère und die Beaufort-Variante
Es hilft, die drei eng verwandten Schlüsselwortchiffren nebeneinanderzustellen. Die Vigenère-Chiffre addiert, C = (P + K) mod 26, und benötigt zum Entschlüsseln die umgekehrte Subtraktion. Die echte Beaufort-Chiffre subtrahiert den Klartext vom Schlüssel, C = (K − P) mod 26, und ist reziprok. Es gibt außerdem eine dritte Regel, die Beaufort-Variante, manchmal deutsche Beaufort genannt, die stattdessen den Schlüssel vom Klartext subtrahiert, C = (P − K) mod 26. Diese Variante ist genau der als Verschlüsselung verwendete Vigenère-Entschlüsselungsschritt, und anders als die echte Beaufort ist sie nicht reziprok, sodass sie die Vigenère-Verschlüsselung benötigt, um sie rückgängig zu machen.
Da alle drei ein sich wiederholendes Schlüsselwort und eine Tabula recta gemeinsam haben, werden sie oft verwechselt, und eine mit der einen verschlüsselte Nachricht sieht unter einer anderen wie Kauderwelsch aus. Dieses Werkzeug setzt die klassische reziproke Beaufort um. Wenn Sie die addierende Regel oder die Variante benötigen, deckt das Vigenère-Werkzeug bei Text Machine Vigenère und seine verwandten Modi ab.
Wie man die Beaufort-Chiffre bricht
Beaufort erbt die Stärken und die Schwächen jeder polyalphabetischen Chiffre mit sich wiederholendem Schlüssel. Ihre Verteidigung besteht darin, dass ein Klartextbuchstabe auf mehrere verschiedene Geheimtextbuchstaben abgebildet wird, was die offensichtlichen Spitzen der Buchstabenhäufigkeit abflacht, die eine einfache Substitution verraten. Ihre Schwäche ist, dass sich der Schlüssel wiederholt. Sobald ein Analyst die Länge des Schlüsselworts errät, zerfällt der Geheimtext in getrennte Spalten, die jeweils mit einem einzigen festen Schlüsselbuchstaben verschlüsselt wurden, und jede Spalte wird zu einer einfachen Verschiebechiffre, die der Häufigkeitsanalyse nachgibt.
Der klassische Weg, die Schlüssellänge zu finden, ist die Kasiski-Untersuchung, die nach wiederholten Buchstabengruppen sucht und die Abstände zwischen ihnen misst, zusammen mit dem Koinzidenzindex, der misst, wie ungleichmäßig die Buchstabenhäufigkeiten sind. Ist die Schlüssellänge bekannt, ist die Wiederherstellung jedes Schlüsselbuchstabens schnell erledigt. Der gesamte Angriff ist derselbe, der bekanntlich die Vigenère-Chiffre brach, sodass eine Beaufort-Nachricht nur so stark ist, wie ihr Schlüsselwort lang, unvorhersehbar und nur einmal verwendet ist.
Ist die Beaufort-Chiffre sicher?
Nein. Nach modernen Maßstäben bietet die Beaufort-Chiffre keinen echten Schutz. Ein kurzes oder wiederholtes Schlüsselwort fällt rasch den oben genannten Kasiski- und Koinzidenzindex-Methoden zum Opfer, und selbst ein langes Schlüsselwort kann einem entschlossenen Analysten mit einem Computer nicht standhalten. Sie gehört in die Ära der Handchiffren und frühen Chiffriermaschinen, wo ihr Reiz in einer klugen, leicht anzuwendenden reziproken Regel lag und nicht in unzerbrechlicher Stärke.
Heute wird die Beaufort-Chiffre zum Lernen und zur Unterhaltung geschätzt. Sie ist eine hervorragende Art, die polyalphabetische Substitution und die elegante Idee einer selbstinversen Chiffre zu verstehen, und sie taucht häufig in Rätseln, Escape Rooms und Capture-the-Flag-Wettbewerben auf. Zum Schutz echter Informationen sollten Sie sich stattdessen auf moderne, gut erprobte Algorithmen wie AES verlassen.
Häufig gestellte Fragen
Was ist die Beaufort-Chiffre?
Wie funktioniert die Beaufort-Chiffre?
Ist die Beaufort-Chiffre dasselbe wie die Vigenère-Chiffre?
Warum ist die Beaufort-Chiffre reziprok?
Können Sie ein Beaufort-Chiffre-Beispiel zeigen?
Wie entschlüssle ich eine Beaufort-Chiffre?
Was ist die Beaufort-Variante?
Welches Schlüsselwort sollte ich verwenden?
Verändert die Beaufort-Chiffre Leerzeichen und Satzzeichen?
Wie bricht man die Beaufort-Chiffre?
Ist die Beaufort-Chiffre sicher?
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