Rechnernetze
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Chiffren mit einfacher Substitution

einfachste Substitutionschiffre 
ersetze Zeichen durch jeweils einzelnes neues Zeichen
abhängig von den einzelnen Zeichen
nicht von Gruppen von Zeichen/ganzem Klartext abhängig 

monoalphabetische Substitution = einfache Substitution  
Caesar 
26 Buchstaben Zahlen 0, .., 25 zugeordnet
Schlüssel ist Zahl s >
chiffriere jeden Buchstaben i des Klartextes durch

E(i) = (i + s)  mod 26.

Beispiel 
s = 1 
Klartext 'Rechnernetze' in Chiffretext 'Sfdiofsofuaf' 
diese Chiffre ist sehr einfach zu brechen
nur höchstens 25 verschiedene Möglichkeiten (s=1..25) 
keine sichere Chiffre.
Beispiel: E im Deutschen häufigster Buchstabe.
CrypTool:
"Dieses ist ein kurzer Text, der entschlüsselt werden soll."
Schlüssel: H
"Lqmama qab mqv sczhmz Bmfb, lmz mvbakptüaamtb emzlmv awtt."
statt gleichmäßiger Verschiebung beliebige Permutation
wesentlich bessere Chiffre
bijektive Abbildung auf Zeichen des Alphabets

ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
XGHIRJKVAEWZLMNBCOYPDQSTUF

Verschlüsselung: 'Rechnernetze' ergibt: 'Orhvmromrpfr'
Permutation lässt sich durch ein Schlüsselwort bestimmen
Permutation einfacher zu merken 
stets nach gleichem Verfahren verschlüsseln 
Beispiel: Schlüsselwort 'SUBSTITUTION'
alle mehrfachen Buchstaben weggelassen
restlichen Buchstaben des Alphabets angehängt.

 Beispiel für Monoalphabetische Substitution mit Schlüsselwort 

Schlüsselwort: SUBSTITUTION

Klartext: VORLESUNG

H: ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
C: SUBTIONACDEFGHJKLMPQRVWXYZ

Chiffretext: VJMFIPRHN

letzte Zeichen des Alphabets auf gleiche abgebildet
Varianten
restlichen Zeichen in umgekehrter Reihenfolge

 Beispiel für Monoalphabetische Substitution mit Schlüsselwort 

Schlüsselwort: SUBSTITUTION

Klartext: VORLESUNG

H: ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
C: SUBTIONZYXWVRQPMLKJHFGDCEA

Chiffretext: RPKVIKFQN

 

mit anderer Periode (z.B. im Abstand 2):

Beispiel für Monoalphabetische Substitution mit Schlüsselwort

Schlüsselwort: SUBSTITUTION

Klartext: VORLESUNG

H: ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
C: SUBTIONADFHKMQVXZCEGJLPRWY

Chiffretext: LVCKIEJQN

leicht durch eine Häufigkeitsanalyse entschlüsselbar
ermittle relative Häufigkeit von Buchstaben in natürlicher Sprachen
ermittle Häufigkeiten der Buchstaben in Chiffretext
vergleiche!
aus einigen Buchstaben lassen sich andere durch Annahme häufig vorkommender Buchstabenkombinationen (CH, EIN; THE)
weiteres Erraten und Ausprobieren 
spezielle Varianten verschleiern Häufigkeitsverteilung in Substitutionsverfahren