Gronsfeld-Chiffre
Verschlüsseln und entschlüsseln Sie die Gronsfeld-Chiffre, eine vereinfachte Vigenère-Chiffre, die eine kurze Ziffernfolge als Schlüssel verwendet. Jede Ziffer verschiebt den zugehörigen Buchstaben Ihrer Nachricht, und der Schlüssel wiederholt sich über den Text hinweg. Wechseln Sie zwischen Verschlüsseln und Entschlüsseln und beobachten Sie, wie sich die Berechnung live aufbaut. Alles läuft in Ihrem Browser.
Schlüsselziffern
Geben Sie den Schlüssel als Ziffernfolge von 0 bis 9 ein, etwa 31415. Jede Ziffer legt fest, wie weit der zugehörige Buchstabe Ihrer Nachricht verschoben wird, und der Schlüssel wiederholt sich über den Text hinweg. Es werden nur die Ziffern verwendet; alle Buchstaben, Leerzeichen oder Satzzeichen, die in den Schlüssel eingegeben werden, werden ignoriert.
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So verwenden Sie Gronsfeld-Chiffre
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Verschlüsseln oder Entschlüsseln wählen
Wählen Sie Verschlüsseln, um Klartext in Gronsfeld-Geheimtext umzuwandeln, oder Entschlüsseln, um den Klartext aus dem Geheimtext wiederherzustellen. Derselbe numerische Schlüssel wird für beide Richtungen verwendet.
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Den numerischen Schlüssel eingeben
Geben Sie den Schlüssel als Ziffernfolge von 0 bis 9 ein, etwa 31415. Jede Ziffer legt die Verschiebung für den Buchstaben fest, mit dem sie sich ausrichtet, und der Schlüssel wiederholt sich über die Nachricht hinweg. Buchstaben, Leerzeichen und Satzzeichen im Schlüssel werden ignoriert.
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Ihren Text eingeben oder einfügen
Geben Sie die Nachricht ein, die Sie umwandeln möchten. Die Chiffre läuft automatisch während der Eingabe, und die Berechnung Buchstabe für Buchstabe aktualisiert sich live darunter, sodass Sie jede Verschiebung sehen können.
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Ablesen, kopieren und teilen
Lesen Sie das Ergebnis ab, kopieren Sie es dann, laden Sie es als Textdatei herunter oder teilen Sie einen Link, der das Werkzeug mit genau Ihrem Schlüssel, Ihrer Richtung und Ihrem Text wieder öffnet. Alles bleibt in Ihrem Browser.
Die Gronsfeld-Chiffre verstehen
Was ist die Gronsfeld-Chiffre?
Die Gronsfeld-Chiffre ist eine polyalphabetische Substitutionschiffre, die genau wie die Vigenère-Chiffre funktioniert, ihren Schlüssel jedoch als kurze Ziffernfolge statt als Schlüsselwort entgegennimmt. Jede Ziffer von 0 bis 9 sagt Ihnen, wie weit der zugehörige Buchstabe der Nachricht verschoben wird, und die Ziffern wiederholen sich über den Text hinweg. Da derselbe Klartextbuchstabe je nach seiner Position zu mehreren verschiedenen Geheimtextbuchstaben werden kann, verbirgt die Chiffre das einfache Muster der Buchstabenhäufigkeit, das eine reine Caesar-Verschiebung verrät.
Die Chiffre ist nach Johann Franz, Graf von Gronsfeld, benannt, einem Diplomaten und Soldaten des siebzehnten Jahrhunderts, und sie wurde vom Gelehrten Gaspar Schott in seinem 1665 erschienenen Werk über die Geheimschrift beschrieben. Ihr Reiz war praktischer Natur: Ein numerischer Schlüssel ist leicht zu merken und leicht zu übermitteln, etwa als Datum oder als einprägsame Zahl, ohne dass man sich im Voraus auf ein geheimes Wort einigen müsste. Aus diesem Grund fand die Gronsfeld-Chiffre tatsächlich Verwendung in der Korrespondenz und später im Zeitalter des Telegrafen.
Wie die Gronsfeld-Chiffre funktioniert
Nummerieren Sie das Alphabet von A als 0 bis Z als 25. Schreiben Sie den numerischen Schlüssel unter die Nachricht und wiederholen Sie ihn so oft wie nötig, sodass unter jedem Buchstaben eine Ziffer steht. Zum Verschlüsseln addieren Sie jede Schlüsselziffer zu dem darüberstehenden Buchstaben und führen sie mit einem Rest modulo 26 um das Alphabet herum, sodass der Geheimtextbuchstabe C = (P + K) mod 26 ist. Zum Entschlüsseln subtrahieren Sie stattdessen, P = (C − K) mod 26, was die Verschiebung rückgängig macht und den ursprünglichen Buchstaben zurückgibt.
Nur die 26 Buchstaben werden verschoben. Leerzeichen, Satzzeichen und sogar Ziffern, die in der Nachricht selbst auftreten, gehen unverändert hindurch und verbrauchen keine Schlüsselziffer, sodass der Schlüssel mit den Buchstaben ausgerichtet bleibt, auf die es ankommt. Die Groß- und Kleinschreibung bleibt erhalten, sodass ein Großbuchstabe ein Großbuchstabe und ein Kleinbuchstabe ein Kleinbuchstabe bleibt. Da jede Ziffer zwischen 0 und 9 liegt, verwendet jede Position eine von nur zehn möglichen Verschiebungen, was das bestimmende Merkmal der Gronsfeld-Chiffre ist.
Durchgerechnetes Beispiel
Verschlüsseln Sie die Nachricht HELLO mit dem numerischen Schlüssel 31415. Wiederholt man den Schlüssel, richten sich die Ziffern 3, 1, 4, 1, 5 unter den Buchstaben H, E, L, L, O aus. Verschiebt man jeden Buchstaben um seine Ziffer vorwärts, ergibt sich H plus 3 ist K, E plus 1 ist F, L plus 4 ist P, L plus 1 ist M und O plus 5 ist T. Der Geheimtext lautet KFPMT.
Um KFPMT mit demselben Schlüssel 31415 zu entschlüsseln, subtrahieren Sie stattdessen jede Ziffer. K minus 3 ist H, F minus 1 ist E, P minus 4 ist L, M minus 1 ist L und T minus 5 ist O, was wieder HELLO ergibt. Die Schritte zum Verschlüsseln und Entschlüsseln sind Spiegelbilder voneinander, sodass der Empfänger nur denselben numerischen Schlüssel benötigt.
Gronsfeld im Vergleich zu Vigenère
Die Gronsfeld-Chiffre versteht man am besten als eine Vigenère-Chiffre mit eingeschränktem Schlüssel. Ein Vigenère-Schlüsselwort verwandelt jeden seiner Buchstaben in eine Verschiebung von 0 bis 25 und nutzt dabei das gesamte Alphabet. Ein Gronsfeld-Schlüssel verwendet immer nur die Verschiebungen 0 bis 9, die den Vigenère-Schlüsselwortbuchstaben A bis J entsprechen. Daher verhält sich der Gronsfeld-Schlüssel 31415 genau wie das Vigenère-Schlüsselwort DBEBF, denn D ist eine Verschiebung um 3, B ist eine Verschiebung um 1, E ist eine Verschiebung um 4 und so weiter.
Diese Einschränkung ist ein Kompromiss. Der Vorteil ist die Bequemlichkeit: Eine Zahl ist leichter zu merken, zu diktieren oder mitzuführen als ein Wort, und es gibt keine Umrechnung von Buchstaben in Verschiebungen im Kopf zu erledigen. Der Preis ist die Stärke. Da an jeder Position immer nur zehn der sechsundzwanzig möglichen Verschiebungen verwendet werden, ist der Schlüsselraum weitaus kleiner als bei einem vollständigen Vigenère-Schlüssel gleicher Länge, was die Gronsfeld-Chiffre leichter zu brechen macht.
Warum eine Zahl als Schlüssel verwenden?
Ein numerischer Schlüssel ist der ganze Sinn der Gronsfeld-Chiffre. Menschen können sich Zahlen gut merken, die ihnen bereits etwas bedeuten, etwa ein Geburtsdatum, eine Hausnummer oder die ersten Ziffern einer vertrauten Konstante wie Pi. Zwei Korrespondenten können sich rasch auf eine solche Zahl einigen und sie aus dem Gedächtnis rekonstruieren, ohne ein geheimes Wort aufschreiben zu müssen, das gefunden werden könnte.
Zahlen lassen sich auch sauber übermitteln. Im Zeitalter des Telegrafen konnte ein aus Ziffern bestehender Schlüssel mit geringerer Fehlerwahrscheinlichkeit übertragen und festgehalten werden als ein Wort, und er benötigte kein besonderes Codebuch. Diese Praktikabilität ist der Grund, warum die Gronsfeld-Chiffre noch lange nach dem Aufkommen stärkerer Verfahren für die alltägliche Geheimschrift beliebt blieb, und warum sie heute noch in Rätseln und im Unterricht auftaucht.
Wie man die Gronsfeld-Chiffre bricht
Gronsfeld ist eine Chiffre mit sich wiederholendem Schlüssel, sodass sie demselben Angriff zum Opfer fällt, der Vigenère bricht, nur leichter. Der erste Schritt besteht darin, die Länge des Schlüssels zu finden. Klassische Werkzeuge dafür sind die Kasiski-Untersuchung, die die Abstände zwischen wiederholten Buchstabengruppen misst, und der Koinzidenzindex, der erkennt, wie ungleichmäßig die Buchstabenhäufigkeiten sind. Sobald die Schlüssellänge bekannt ist, zerfällt der Geheimtext in Spalten, die jeweils um eine einzige Ziffer verschoben wurden.
Das Lösen jeder Spalte ist der Punkt, an dem Gronsfeld schwächer ist als Vigenère. Jede Spalte wurde um einen von nur zehn möglichen Werten verschoben, sodass ein Angreifer einfach alle zehn ausprobieren und die Verschiebung wählen kann, die die Spalte wie normale Sprache lesbar macht. Bei kurzen Schlüsseln kann der gesamte Schlüssel sogar durch reines Durchprobieren gefunden werden, da es nur zehn Möglichkeiten pro Ziffer gibt. Eine Gronsfeld-Nachricht ist daher nur so sicher, wie ihr Schlüssel lang, unvorhersehbar und nie wiederverwendet ist.
Ist die Gronsfeld-Chiffre sicher?
Nein. Nach modernen Maßstäben bietet die Gronsfeld-Chiffre keinen echten Schutz. Ihr kleiner Schlüsselraum pro Buchstabe und ihr sich wiederholender Schlüssel machen sie mit Bleistift-und-Papier-Methoden schnell zu brechen und für einen Computer trivial. Sie gehört in die Geschichte der Handchiffren, wo ihr Wert in der Bequemlichkeit eines numerischen Schlüssels lag und nicht in ernsthaftem Widerstand gegen die Analyse.
Heute wird die Gronsfeld-Chiffre zum Lernen und zum Vergnügen geschätzt. Sie ist eine klare, zugängliche Art, zu sehen, wie ein numerischer Schlüssel eine polyalphabetische Verschiebung antreibt, und sie erscheint regelmäßig in Rätseljagden, Escape Rooms, beim Geocaching und in Capture-the-Flag-Wettbewerben. Zum Schutz echter Informationen sollten Sie sich stattdessen auf moderne, gut erprobte Algorithmen wie AES verlassen.
Häufig gestellte Fragen
Was ist die Gronsfeld-Chiffre?
Wie funktioniert die Gronsfeld-Chiffre?
Worin unterscheidet sich Gronsfeld von der Vigenère-Chiffre?
Können Sie ein Beispiel für die Gronsfeld-Chiffre zeigen?
Welchen Schlüssel sollte ich verwenden?
Wie entschlüssle ich eine Gronsfeld-Chiffre?
Warum verwendet der Schlüssel Zahlen statt Buchstaben?
Verändert die Chiffre Leerzeichen, Ziffern und Satzzeichen?
Ist eine Schlüsselziffer von 0 erlaubt?
Wie bricht man die Gronsfeld-Chiffre?
Ist die Gronsfeld-Chiffre sicher?
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