Playfair-Algorithmus

Letztmalig dran rumgefummelt: 14.02.19 13:05:55

	Die Playfair-Verschlüsselung ist ein 1854 von Charles Wheatstone erfundenes klassisches Verschlüsselungsverfahren, bei dem jedes Buchstabenpaar des Klartextes durch ein anderes Buchstabenpaar ersetzt wird. Sie gehört damit zur Klasse der bigraphischen Verfahren. Berühmt wurde sie unter dem Namen eines guten Bekannten von Wheatstone, Lord Lyon Playfair, der diese Methode zur Benutzung beim britischen Militär empfahl. Die Playfair-Verschlüsselung wurde erstmals im Krimkrieg eingesetzt und war bis zum Ersten Weltkrieg, in modifizierter Form sogar noch während des Zweiten Weltkriegs, in Gebrauch. Zum Zeitpunkt ihrer Erfindung war die Playfair-Verschlüsselung im Vergleich zu den damals üblichen, auf der Verschlüsselung von Einzelzeichen basierenden Methoden ein sehr sicheres Verfahren. Dies änderte sich jedoch im frühen 20. Jahrhundert. So konnten ab Mitte 1915 die von den Briten mit Playfair verschlüsselten Nachrichten von der deutschen Gegenseite häufig entziffert werden, umgekehrt brachen britische Codeknacker im englischen Bletchley Park die von deutschen Militärs etwas abgewandelten Playfair-Verschlüsselungen im Zweiten Weltkrieg.
	1. Lyon Playfair und Wheatstone 2. Playfair-Chiffre - die Verfahrensweise sowie die Erweiterung - der Doppelplayfair 3. Verschlüsseln mit Playfai-Chiffre 4. Entschlüsseln mit Playfai-Chiffre 5. Erweiterungsmöglichkeiten für den Playfair-Chiffre 6. Software-Lösungen zum PLAYFAIR-Chiffre von uns 7. Web-Links zum Thema PLAYFAIR und Polyalphabetischer Chiffre 8. Verwandte Themen
	Vigenère-Chiffre Lyon Playfair Charles Wheatston begrenzt verwendbar - selbst aufpassen, ab welcher Stelle es Blödsinn wird ;-) Informatik-Profi-Wissen
	Quellen: Lehr- und Übungsbuch Informatik Band 1 - 5 Seite ??? Technische und Theoretische Informatik  Seite ???
	Obwohl diese wirkungsvolle Methode zur Analyse polyalphabetischer Algorithmen zuerst von Kasiski veröffentlicht wurde, muss man erwähnen, dass der englische Mathematiker Charles Babbage (1792 - 1871), der unter anderem berühmt ist für seine Konzeption eines Vorgängers des modernen Computers, umfangreiche, allerdings unveröffentlichte Untersuchungen über Kryptographie durchgeführt hat. Insbesondere hatte er den Kasiski-Test bereits 1854 entwickelt, also neun Jahre vor Kasiski. Für eine detaillierte Darstellung siehe unten.

1. Lyon Playfair und Wheatstone

2. Playfair-Chiffre - die Verfahrensweise sowie die Erweiterung - der Doppelplayfair

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	... sehr gut geeignet zum Keywordsortieren ;-) Text-Ordnungsfunktion Text-Ordnungsfunktion - hier zum direkten Start Text-Ordnungsfunktion - hier das gesamte Projekt als ZIP-Archiv Projekt-Materialien Projekt-Materialien Projekt-Materialien
	Der Playfair-Algorithmus Die Playfair Chiffre ist ein Verfahren zur manuellen Umwandlung von Klartext in Geheimtext. Es wurde 1854 von Charles Wheatstone erfunden. Lyon Playfair empfahl es zur Benutzung beim britischen Militär. Es wurde erstmals im Krimkrieg bis zum Ersten Weltkrieg eingesetzt. Ab Mitte 1915 konnten mit Playfair verschlüsselte Nachrichten regelmäßig von den Deutschen entziffert werden. Grundlage des Verfahrens: Zunächst wird der zu verschlüsselnde Text in Großbuchstaben umgewandelt Umlaute werden aufgelöst, Leerzeichen und Satzzeichen werden weggelassen der Klartext wird in Paaren aufgeschrieben. J wird zu I umgewandelt aufeinander folgende gleiche Buchstaben werden durch "X" oder ein anderes selten in Texten vorkommendes Zeichen ("Q" oder auch "Y") getrennt sollte als letztes ein einzelner Buchstabe stehen wird diesem auch noch ein "X" nachgestellt wie immer verwende ich meinen liebsten Lieblingssatz: "Alles klar auf der Andrea Doria" und den Keysatz "Hochseeflotte klar" für meine Demo aus einem Schlüsselwort oder -satz wird ein permutiertes Alphabet mit 25 Buchstaben (ohne J) gewonnen. Dieses wird in 5er Reihen aufgeschrieben: Dabei wird das Schlüsselwort zeilenweise in eine 5 × 5 Matrix eingetragen, wobei bereits eingetragene Buchstaben übersprungen werden. Danach werden die zum kompletten Alphabet (ohne j) fehlenden Zeichen in alphabetischer Reihenfolge ergänzt. ich erhalte nachfolgendes Playfair-Quadrat: H O C S E F L T K A R B D G I M N P Q U V W X Y Z es werden immer Paare zu Paaren chiffriert stehen beide Buchstaben in der gleichen Zeile bzw. Spalte, werden jeweils die rechten bzw. unteren Nachbarn genommen stehen die Buchstaben am Rand wird oben bzw. links fortgesetzt (das Quadrat ist also links und rechts sowie oben und unten als verbunden anzunehmen) andernfalls ersetzt man den ersten Buchstaben durch den in der selben Zeile aber in der Spalte des zweiten liegenden der zweite Buchstabe wird durch den in der selben Zeile aber in der Spalte des ersten liegenden Buchstaben ersetzt das Klartextpaar bildet also die gegenüber liegenden Ecken eines Rechtecks, das Geheimtextpaar wird aus den jeweils benachbarten Ecken gebildet. Plaintext A L X L E S K L A R A U F D E R A N D R E A D O R I A X Chiffre F T W T H E A T F I I Z T R H I L U G B A I B C B R T Z der Playfaircode ist faktisch ein Substitutionscode für Buchstabenpaare ähnlich wie bei der einfachen Buchstabensubstitution, beruhen Lösungsmethoden für Playfair im Wesentlichen auf einer Häufigkeitsanalyse der Buchstabenpaare (Bigramme), z.B. kommen die Paare er, en und ch sehr häufig vor da kein Buchstabe mit sich selbst gepaart wird, gibt es nur (25x24=) 600 mögliche Buchstabenkombinationen, die substituiert werden. Überdies sind die zusammengehörenden Bigramme überkreuz verlinkt, wenn sie nicht in der gleichen Spalte oder Zeile stehen: UR → SN SN → UR RU → NS NS → RU wenn die Verschlüsselung SN als Klartext UR geknackt ist, können damit auch die Verschlüsselungsbigramme UR, NS und RU gelesen werden. Dies zeigt sich bereits im obigen kurzen Beispiel: RZ wird zu NX verschlüsselt und entsprechend wird NX zu RZ verschlüsselt eine literarische Darstellung des Playfair-Codes und seiner Entzifferung findet sich im Krimi Have His Carcase (dt. "Zur fraglichen Stunde") von Dorothy L. Sayers alt und zuverlässig, aber keine Spezialfälle kann alles, befindet sich aber noch in der Testphase Programm zum Playfair-Chiffre nach Herrn Heisrath Playfair-Software mit vielen Spezialfällen von 2018 Playfair-Software mit vielen Spezialfällen von 2018 Playfair-Software mit vielen Spezialfällen von 2018 als ZIP-Archiv
	Die Weiterentwicklung - der Doppel-Playfair

3. Verschlüsseln mit Playfair-Chiffre

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4. Entschlüsseln mit Playfair-Chiffre

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	Mit heutigen Methoden kann auch ein Vigenere-chiffrierter Text geknackt werden. Denn ein genügend langer Geheimtext weist viele statistisch erfassbare Regelmäßigkeiten auf, die es einem ermöglichen, das Schlüsselwort zu erschließen. Der erste veröffentlichte Angriff stammt von dem preußischen Infanteriemajor Friedrich Wilhelm Kasiski (1805 - 1881), der diesen 1863 publiziert hat.

5. Erweiterungsmöglichkeiten für den Playfair-Chiffre

	Hier gibt es ungeahnte Möglichkeiten - einige wurden praktisch genutzt, andere sind von uns entwickelt. Mit ein wenig technischem Geschick kann man den PLAYFAIR-Chiffre hochsicher machen.  Vor allem wurde er als zusätzliche Codierung bzw. Verschlüsselung als Teil hochkomplexer Verfahren eingesetzt.

6. Software-Lösungen zum PLAYFAIR-Chiffre von uns

	Es gibt nunmehr universell arbeitende Standard-Verfahren in Softwareform, welche die Nutzung des Playfair-Chiffres bis in die Anfangszeiten des Ersten Weltkrieges

7. Web-Links zum Thema PLAYFAIR und weiteren Polyalphabetischen Chiffren

8. Verwandte Themen

	Da monoalphebetische Chiffren die Mutter alles Verschlüsselungstechniken waren, sind sie zu faktisch jedem Bereich der Kryptologie verwandt. Und da via Computer die Krptologie auch etwas mit Binärmustern zu tun hat, gibt es auch ein reizvolles Verhältnis zur Logik.
	ADFGX-Verschlüsselung ADFGVX-Versschlüsselung Vigenère-Verschlüsselung CÄSAR-Chiffre Kryptoanalyse - die Code-Knacker ABC-Chiffre ÜBCHI-Verschlüsselung Bifid-Chiffre

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© Samuel-von-Pufendorf-Gymnasium Flöha

© Frank Rost November am 22. April 2016 um 17.05 Uhr