Kryptologie – verschlüsselte Botschaften!
Abschnittsübersicht
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Willkommen zum Kurs "Kryptologie - verschlüsselte Botschaften"
In dem Kurs werden wir zunächst klären was Kryptologie bedeutet. Weiterhin werden wir Methoden kennenlernen wie man Texte verschlüsselt, so dass du zum Beispiel mit Freunden geheime Nachrichten austauschen kannst, die kein anderer lesen kann.
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Bei der geheimen Kommunikation unterscheidet man in offensichtliche und versteckte geheime Kommunikation. Wenn in Botschaften Informationen versteckt werden, spricht man von Steganografie. Zum Beispiel wird ein Bild vor ein anderes Bild gelegt.
Zur offensichtlichen geheimen Kommunikation gehört die Kryptologie. Es ist eine Wissenschaft, die sich mit dem Verschlüsseln und Entschlüsseln von Informationen beschäftigt. Dabei unterscheidet man in Kryptografie und Kryptoanalyse. Bei der Kryptoanalyse geht es hauptsächlich um das Brechen von Verschlüsselungsverfahren und das Analysieren der Sicherheit.
"Kryptografie ist die Kunst, eine Nachricht mit Hilfe eines Codes zu schreiben oder zu entschlüsseln. Nur wer den Code kennt, kann verschlüsselte Nachrichten entschlüsseln." (Quelle: "LEGO DOTS Coole Ideen für GEHEIME Nachrichten")Folgend eine Übersicht zur Einordnung der Begriffe.
Ich werde dir in diesem Kurs einige ausgewählte Verschlüsselungsmethoden vorstellen und erklären, so dass du sie selbst ausprobieren kannst.
Hier noch ein kleines Video, dass Kryptografie anschaulich erklärt.
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Material
Du hast von der Webakademie die Experimentierbox "Geheim-Codes" zugeschickt bekommen. Diese werden wir benutzen.
Zusätzlich werden wir noch Papier und Schreibmaterial benötigen, um unsere Nachrichten zu schreiben.
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Caesar-Chiffre
Beginnen wir mit einer sehr bekannten Verschlüsselungsart der Caesar Chiffrierung. Namensgeber ist der bekannte Herrscher und Eroberer Gaius Iulius Caesar. Um militärische Nachrichten an seine Feldherren geheim zu halten, hatte er den Einfall die Buchstaben um 3 Zeichen im Alphabet zu verschieben. So wurde aus den Nachrichten ehr ein Buchstabensalat. Nur der Empfänger wusste, was es für ein Verschlüsselungsverfahren ist und konnte so die Nachricht wieder entschlüsseln.
Folgend die Verschiebung des Alphabets:
Das grüne Alphabet steht für den Klartext und das rote Alphabet steht für den entsprechenden Geheimtext.
Das Wort Caesar wäre also Zxbpxo.
Bei dieser Verschlüsselungsmethode besteht auch die Möglichkeit das Geheimtext-Alphabet nicht um 3 Zeichen zu verschieben, sondern um eine andere beliebige Zahl von 1 bis 25. Somit gibt es bei der Caesar-Verschlüsselung genau 25 verschiedene Möglichkeiten seine Nachricht zu codieren.
Die Zahl um die das Alphabet verschoben ist, nennt sich Schlüssel oder Verschlüsselungscode.
Damit du nun loslegen kannst mit dem Schreiben von Geheimbotschaften mit der Caesar-Verschlüsselungsmethode, würde es helfen sich die Verschlüsselung aufzuschreiben, da es aber 25 Möglichkeiten gibt, kann die Caesar-Scheibe einem helfen. Da sie nicht im Materialumfang beiliegt, habe ich hier eine kleine Bastelanleitung für dich gefunden mit einem passenden Video dazu.
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Weiterentwicklung
Wenn man das Prinzip der Caesar Verschlüsselung verstanden hat, ist die Verschlüsselung und die Entschlüsselung nicht sehr schwer. Da es nur 25 Möglichkeiten gibt, ist der Code auch relativ schnell knackbar. Es gibt nun auch die Möglichkeit die Reihenfolge der Buchstaben im Geheimtext zu variieren. Dazu liegen dir in deinem Material die Code-Scheiben bei. Lege die Scheiben übereinander und verbinde sie mit dem weißen Klipp.
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In unserer Materialbox gibt es auf dem Bogen 2 Karten da steht Geheimschrift drauf.
Eine Karte ist für den Nachrichten-Sender und eine für den Nachrichten-Empfänger. Nun können die Nachrichten mit Symbolen und Zeichen verschlüsselt werden.
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Zum Abschluss des Kurses beschäftigen wir uns mit geheimen Verstecken. Das hat zwar nicht mehr so viel mit Kryptologie zu tun, aber ihr habt dafür auch Material in eurer Materialbox, weshalb ich das Thema mit in den Kurs aufnehme. In der Steganografie sind Nachrichten versteckt in Bildern oder Botschaften enthalten. Dieses Mal wird das Medium, auf dem die Nachricht steht, versteckt. Eine Möglichkeit, ein Geheimnis zu verwahren, wäre ein Tresor. Dieser ist nur schwer von einem Ort zum anderen zu transportieren. Der Sinn bei einem Tresor ist ja auch, dass dieser an einem Ort bleibt.
Schließfächer sind dabei ähnlich wie ein Tresor, sie bleiben an einem Ort, wobei ein Tresor auch gerne mal versteckt hinter Gemälden oder in Schränken eingebaut werden.
Die Schließfächer in dieser Abbildung findet man in Banken. Sie benötigen zwei Schlüssel, um ein Fach zu öffnen. Ein Schlüssel ist in der Regel in der Bank und den anderen hat der Besitzer.
Bei Schließfächern wie im folgenden Bild, wird meistens nur ein Schlüssel oder Zahlencode benötigt. Diese Schließfächer findet man auf Bahnhöfen, in Schwimmbädern oder auch Schulen wieder. Die Form kann natürlich variieren.
Es gibt auch Trickschachteln, die teilweise unter Knobelspiele fallen, in denen Nachrichten versteckt werden können. Folgend ein Beispielvideo (auf englisch, Ton ist aber nicht so wichtig):
Solche Knobelaufgaben werden auch gerne in Geschichten oder Filmen eingebaut oder speziell dafür ausgedacht, so auch der Kryptex. Dieser wurde von Dan Brown für den Roman "Das Sakrileg - The Da Vinci Code" erfunden. Der Roman wurde auch verfilmt, wodurch der Kryptex bekannt wurde. Der Film ist ein Thriller und FSK 12. Der Kryptex im Film war noch etwas komplexer. Der Code bestand aus Buchstaben und bei einer gewaltsamen Öffnung gab es im Inneren eine Flüssigkeit, die die Nachricht zerstören würde. Aber von der Funktion ist er ähnlich dem, den wir nun bauen werden.
In deiner Materialbox hast du noch viele Ringe und einen weißen Bogen mit Zahlenstreifen.
Aus diesem Material wird der Kryptex zusammengebaut. (Im Bild sind die oberen Ringe die Außenringe und die unteren Ringe die Innenringe.)
Bevor du mit dem Bauen anfängst, überlege dir einen 6-stelligen Zahlencode.
Trenne die Zahlenstreifen aus dem Bogen vorsichtig heraus.
Nimm dir einen Außenring einen Zahlenstreifen und einen Innenring. Lege den Zahlenstreifen so um den Innenring, dass die 1. Zahl deines 6-stelligen Codes auf Höhe der Lücke liegt. Schiebe nun den Außenring darüber und achte darauf, das die Lücken des Innenrings und die des Außenrings übereinanderliegen. Die Lücke befindet sich im Inneren der Ringe. Im folgenden Bild hab ich die 1 vor der Lücke positioniert und der Außenring wird draufgesteckt.
Führe diesen Schritt nun auch für alle anderen 5 Zahlen deines Codes durch.
Folgend die übrigen Bauteile mit Namen beschriftet.
Anschließend schiebst du die fertigen Ringe auf das Außenrohr mit Schlitz. Die Lücken der Ringe müssen dabei zum Schlitz des Rohrs ausgerichtet sein. Am Außenrohr befinden sich eine Pfeilspitze auf Höhe des Schlitzes, so dass du an dieser Stelle deinen Zahlencode sehen solltest. Lege es vorsichtig zur Seite, so dass du nun das Innenrohr mit dem losen Endstück zusammensetzen kannst. Am Innenrohr befinden sich auf einer Seite Schlitze. Auf diese Seite muss das loses Endstück gesetzt werden. Der Pfeil des Endstücks zeigt zu den Stiften des Innenrohrs.
In das Innenrohr kannst du eine Nachricht verstecken.
Nun kannst du beide Rohre zusammenschieben, so dass die Stifte des Innenrohrs in den Schlitz des Außenrohrs passen. Wenn du die Ringe verdrehst, ist die Nachricht sicher verwahrt. Nur mit dem richtigen Zahlencode kannst du den Kryptex öffnen. Natürlich gibt es hier noch ein kleines Hintertürchen, falls du den Zahlencode vergessen hast, dann kannst du den Notfallschlüssel in die Löcher des Endstückes drücken und dabei das Endstück abziehen. Dafür braucht es etwas Kraft.
Nun viel Spaß beim Bauen und Ausprobieren.
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