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Transpositionschiffren

Transpositionschiffren verschlüsseln den Inhalt eines Klartexts durch die Umstellung (Permutation) der einzelnen Zeichen bzw. Buchstaben. Dieses ist eines der ältesten bekannten Chiffrierverfahren. Die einfachste Transpositionschiffrierung besteht darin, die Buchstaben einer Nachricht gruppenweise, im folgenden Beispiel mit Hilfe der Permutation 42513, umzuordnen.

Solche Kodierungen können meist einfach analysiert werden. Durch eine Häufigkeitsanalyse kann zunächst festgestellt werden, dass es sich um eine Transpositionschiffre handelt. Aus der Analyse bestimmter Zeichenfolgen ist dann die Reihenfolge und Zahl der Spalten leicht zu ermitteln. Z.B. wird das C vor dem H stehen, also nach der Spalte 6 die Spalte 8 Folgen (jeweils Modulo der Spaltenzahl, hier 5). Auch die Zeichenfolge EIN ist im Deutschen sehr häufig, also wird die neunte Spalte vermutlich nach der zweiten oder dritten liegen. Beginnt die Nachricht mit einem Artikel im 1. Fall, so kann es sich nur um DIE, DER oder DAS handeln. Hier wird es wegen der vorhandenen Vokale DIE sein, so dass die vierte Spalte die erste ist, die zweite oder dritte die zweite oder fünfte usw. Man kann also sehr viel Information aus dem Chiffretext ableiten, so dass mit etwas Probieren diese Chiffren sehr leicht gebrochen werden können.

Zur besseren Handhabbarkeit eines Schlüssels wird in den meisten Fällen statt einer Zahlenfolge ein Schlüsselwort verwendet. Bei diesem Vorgehen werden die Buchstaben eines Schlüsselwortes nach ihrer Reihenfolge im Alphabet mit Nummern bezeichnet. Das Schlüsselwort 'Computer' würde dann in die Zahlenfolge '14358726' überführt werden, mit der dann, wie im letzten Beispiel gezeigt, eine Verschlüsselung durchgeführt werden kann. Die eventuell nicht gefüllte letzte Zeile der Matrix wird mit Füllzeichen komplettiert; hierbei ist darauf zu achten, dass diese Füllzeichen nicht besonders seltene Zeichen sind, da dies einen Angriff eines Kryptoanalytikers erleichtern würde.

Eine Verbesserung der Verschlüsselung mit Hilfe der Transpositionschiffren kann durch die Verknüpfung der Spaltenpermutation mit der Zeilenpermutation erreicht werden. Bei diesem Vorgehen wird nicht nur innerhalb der Spalten permutiert, sondern es wird ebenfalls eine Vertauschung der Zeilen vorgenommen. Der Chiffretext wird dann entsprechend der neu gewonnenen (Zeilen-) Ordnung gelesen.