Monoalphabetische Substitution

Allgemein wird ein Verschlüsselungsverfahren, bei welchem jedes Zeichen durch ein festgelegtes anderes Zeichen ersetzt wird, eine monoalphabetische Substitution genannt.

Das Verfahren wird «monoalphabetisch» genannt, weil zum Verschlüsseln eines Textes nur ein Alphabet zum Einsatz kommt. Im Gegensatz dazu werden bei «polyalphabetischen» Verfahren für die Verschlüsselung eines einzigen Textes mehrere verschiedene Alphabete verwendet (siehe z.B. Vigenère).

Monoalphabetische Substitution
Klartextalphabet	A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
Geheimtextalphabet	M B T C H J F S A E Y O R D N Z W I U P G X Q K L V

Es ist ersichtlich, dass eine Entschlüsselung nun viel aufwändiger ist, da keine Alphabet-Verschiebung mehr stattfindet, sondern eine wilde Vertauschung (= Substitution) der Buchstaben.

Die Nachricht EIN KLEINER RABE FLIEGT AM TAGE wird verschlüsselt zu HAD YOHADHI IMBH JOAHFP MR PMFH.

info

Die Tatsache, dass der Buchstabe B im obigen Beispiel «nicht» verschlüsselt wird (also auch im Geheimtext ein B ist), stellt überhaupt kein Problem dar – im Gegenteil, es würde die Anzahl Möglichkeiten einschränken, wenn es verboten wäre, dass einzelne Buchstaben auch unverändert bleiben dürfen.

Bei dieser Substitution hängt die Anzahl möglicher Verschlüsselungen von der Grösse des zugrundeliegenden Zeichensatzes ab. Wenn $n$ Zeichen verwendet werden, gibt es $n!$ unterschiedliche Verschlüsselungen. ($n!$ bedeutet "n Fakultät" und ist das Produkt aller natürlicher Zahlen bis zur angegebenen Zahl, Beispiel: $4! = 4 \cdot 3 \cdot 2 \cdot 1 = 24$).

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Substitutions-Chiffre

Klartext

Schlüssel

Im Schlüssel fehlende Buchstaben:ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ

Im Schlüssel doppelt vorhandene Buchstaben:ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ

Geheimtext