Geschichtliche Entwicklung der Kryptologie. Seit Jahrtausenden verschlüsseln Menschen aller Länder geheime Botschaften, um sie vor Mitlesern zu schützen. Dabei wurden die unterschiedlichsten Mechanismen entwickelt, die teilweise noch heute verwendet werden.
Steganographie als Vorläufer der Kryptographie
Noch bevor man begann, Nachrichten zu verschlüsseln, versteckte man nicht kodifizierte Botschaften. Dieses Verfahren wird Steganographie genannt und wurde schon in der Antike verwendet. Ein zeitlich sehr aufwendiges Beispiel war das Kahlscheren eines Sklaven, auf dessen Glatze man die zu übermittelnde Nachricht tätowierte und ihn mit nachgewachsenen Haaren losschickte. Weitere Möglichkeiten der Steganographie waren das Einritzen einer Nachricht auf eine Wachstafel, die dann mit einer weiteren Wachsschicht überzogen wurde oder das Verwenden von unsichtbarer Tinte. Noch im 20. Jahrhundert kam es vor, dass Geheimagenten ihren eigenen Urin als Tinte verwendeten, der sich dann bei Erhitzen bräunlich verfärbte. So einfach und vielfältig die Methoden der Steganographie sind, desto schwerwiegender sind ihre Nachteile: Entdeckt ein Angreifer die versteckte Botschaft, so liegt sie ihm automatisch unverschlüsselt vor. Daher begann man Systeme zu entwickeln, die die eigentliche Nachricht verschlüsselten, was als Kryptographie bezeichnet wird.
Die Cäsar-Verschiebung
Der römische Herrscher Cäsar verschlüsselte viele seiner Nachrichten, sodass ein Verfahren sogar nach ihm benannt wurde: Die Cäsar-Verschiebung, auch Cäsar-Chiffre oder einfach Cäsar genannt. Bei diesem Substitutionsverfahren wird das Alphabet einfach verschoben. Verschiebt man es beispielsweise um sieben Stellen, schreibt man ein H statt einem A, ein I statt einem B und so weiter. Eine besondere Form der Cäsar-Verschiebung ist das sogenannte ROT13-System, bei dem die Buchstaben symmetrisch ersetzt werden, A wird also zu N und N zu A. Der Schwachpunkt dieser Methode liegt auf der Hand: Identifiziert ein Angreifer die Cäsar-Verschiebung als verwendeten Mechanismus, so muss er höchstens 25 verschiedene Möglichkeiten durchprobieren, um den Klartext zu erhalten.
Kryptologie bei den Arabern
Während in Europa mit Beginn des Mittelalters die Kryptologie als dunkle Kunst verschmäht wurde, entwickelten die wohlhabenden arabischen Staaten neue Techniken. Bekannt wurden sie aber nicht für ihre Verschlüsselungsmechanismen, sondern für ihre Erkenntnisse auf dem Gebiet der Kryptoanalyse – der Entschlüsselung geheimer Nachrichten. Ansatzpunkt der arabischen Kryptoanalyse war die unterschiedliche Häufigkeit verschiedener Buchstaben. Daher wird diese Methode auch Häufigkeitsanalyse genannt. Man nahm einen beliebigen Text und rechnete beispielsweise aus, wie oft der Buchstabe „a“ in einem 100 Wörter langen Text in der vermuteten Sprache auftaucht. Je länger der verschlüsselte Text, desto sicherer lässt sich sagen, dass der darin am häufigsten auftauchende Buchstabe für den normalerweise am häufigsten verwendeten steht. Die Häufigkeitsanalyse versagte jedoch gerade bei kurzen Texten oder einzelnen Wörtern sowie Fremdsprachen.
Weitere herausragende Entwicklungen
Parallel zu den Chiffrierungen, bei denen einzelne Buchstaben ausgetauscht oder verschoben wurden, benutze man auch Codierungen, bei denen ganze Wörter durch andere Wörter oder einzelne Zeichen ersetzt wurden. Da man zum Entschlüsseln ein ganzes Codebuch brauchte, war dies eine sehr unsichere Methode. Im 20. Jahrhundert benutze man immer mehr Maschinen zur Verschlüsselung von Botschaften, von einfachen Chiffrierscheiben für die Cäsar-Verschiebungen bis hin zu immer komplexeren und tausende von Mark teuren Chiffriermaschinen wie der Heeres-Enigma. Seit den 1970er Jahren verwendet man hauptsächlich Computer für die Kryptographie und Kryptoanalyse.