Caesar-Verschlüsselung einfach erklärt

Bei der Caesar-Verschlüsselung ersetzt du jeden Buchstaben der Nachricht durch einen anderen. Die ursprüngliche Nachricht heißt Klartext, die verschlüsselte Nachricht heißt Geheimtext.

Dazu verschiebst du das Alphabet um eine bestimmte Anzahl Zeichen nach rechts. Diese Anzahl ist der Schlüssel. Er bleibt für die gesamte Verschlüsselung unverändert. Bei einer Verschiebung um drei Zeichen wird aus A ein D, aus B ein E und aus C ein F. Nach der Überlieferung von Sueton benutzte Caesar eine Verschiebung des Alphabets um drei Buchstaben.

Zum Entschlüsseln rotierst du das Alphabet um dieselbe Anzahl Zeichen nach links. Rotieren heißt: Du schiebst die Buchstaben weiter, als stünden sie im Kreis. Üblich ist es, nur die 26 Buchstaben des lateinischen Alphabets zu verwenden, Groß- und Kleinbuchstaben nicht zu unterscheiden und Sonderzeichen und Satzzeichen nicht zu beachten.

Nenne den Schlüssel am besten als Zahl. Man kann ihn auch als Buchstaben angeben. Dafür gibt es aber zwei Regeln, die sich widersprechen. Eine Zahl ist eindeutig.

Klartext und Geheimtext nutzen dasselbe Alphabet mit 26 Buchstaben. Ein verschobener Buchstabe muss also wieder einer dieser 26 Buchstaben sein. Deshalb zählst du beim Verschieben über Z hinaus wieder bei A anfangend weiter. Das nennt man zyklisch.

Bei Schlüssel 3 siehst du das am Ende des Alphabets: X wird zu A, Y wird zu B und Z wird zu C. Das Alphabet ist wie ein Kreis, der sich schließt.

Der Gegensatz: Nach Sueton verwendete der römische Kaiser Augustus das Verfahren mit einer Verschiebung um einen Buchstaben und ohne Rotation des Alphabets. Statt eines X, des letzten Buchstabens des damaligen lateinischen Alphabets, schrieb er AA. Dabei entstand also ein Zeichen mehr.

Heute ist ROT13 mit einer Verschiebung um 13 Zeichen in Gebrauch, um Textinhalte wie Spoiler oder Pointen gegen unabsichtliches Lesen zu verschleiern. Das heutige lateinische Alphabet besteht aus 26 Zeichen. Verschlüsselst du einen Text zweimal mit ROT13, hast du insgesamt um 26 Zeichen verschoben und bekommst den Originaltext zurück.

Die Caesar-Verschlüsselung kann sehr leicht „geknackt“ werden. Dafür gibt es zwei Wege.

Weg 1: Alle Schlüssel ausprobieren. Es kommt nur eine sehr kleine Anzahl möglicher Schlüssel in Frage. Die Größe des Schlüsselraums beträgt nur 25. Du gehst die Schlüssel systematisch durch, zum Beispiel von vorne bis hinten. Spätestens nach dem 25. Versuch liegt der Klartext vor. Das geht auch ohne Computer mit geringem Aufwand.

Weg 2: Buchstaben zählen. Fachleute nennen das Häufigkeitsanalyse. In natürlicher Sprache sind die Buchstaben ungleich verteilt, und die Caesar-Verschlüsselung verbirgt das nicht. Du zählst die Buchstaben im Geheimtext und schreibst sie nach Häufigkeit geordnet auf. Diese Liste vergleichst du mit der bekannten Buchstabenhäufigkeit der Sprache, in der der Klartext verfasst wurde. Das E kommt in der deutschen Sprache mit rund 17 % mit Abstand am häufigsten vor.

Dieser Weg hat Grenzen. Voraussetzung ist, dass du die Verteilung der Buchstaben im Klartext vorhersagen kannst. Die Analyse funktioniert nur, wenn du die Sprache kennst. Bei wenig Material stößt sie an ihre Grenzen. Die Genauigkeit der Häufigkeit steigt mit der Länge einer Nachricht: Eine lange Nachricht ist deutlich einfacher zu entschlüsseln als eine kurze.