Szenario für das Hill Verschlüsselungsverfahren

Im folgenden wird ein Szenario für das Hill Verschlüsselungsverfahren vorgestellt. Die Veranschaulichung durch viele Bildschirmfotos erleichtert das Nachvollziehen der mit CrypTool durchgeführten Schritte.

Zuerst eine kurze Zusammenfassung über die durchzuführenden Schritte:

Der Text HILLCIPHER soll mit dem Schlüssel: T E S T verschlüsselt werden.

19
Schlüssel:
T
E

Entspricht: 19 4
 
S
T
  18

Da der Schlüssel aus zwei Zeilen und Spalten besteht, muss der Text in Blöcke aus zwei Zeichen aufgeteilt werden.

H
I
 
L
L
 
C
I
 
P
H
 
E
R
7 8   11 11   2 8   15 7   4 17

Zur Verschlüsselung des ersten Blockes werden folgende Berechnungen durchgeführt:

7 * 19 + 8 * 18 = 277 = 10 * 26 + 17 = 17 (modulo 26) ,

7 * 4 + 8 * 19 = 180 = 6 * 26 +24 = 24 (modulo 26) .

Damit ergibt sich der erste Block des verschlüsselten Textes: 17 24 . Dies entspricht: R Y .

Der gesamte verschlüsselte Text lautet:

R
Y
 
R
T
 
A
E
 
V
L
 
S
B
17 24   17 19   0 4   21 11   18 1

Wenn CrypTool einen Klartext und den entsprechenden verschlüsselten Text erhält, findet der Angriff auf das Hill-Verschlüsselungsverfahren den Schlüssel, wie im weiteren zu sehen ist.

Nun die Betrachtung der einzelnen Schritte im Detail:

Der Text HILLCIPHER soll mit dem Schlüssel: T E S T verschlüsselt werden. Dazu wird ein neues Dokument erstellt (über das Menü Datei \ Neu) und der Text HILLCIPHER eingegeben. Bei den klassischen Verschlüsselungsverfahren werden Kleinbuchstaben immer durch die entsprechenden Großbuchstaben ersetzt; CrypTool stellt die Groß-/Kleinschreibung jedoch zur besseren Lesbarkeit wieder her. Diese beiden Punkte können unabhängig voneinander ausgeschaltet werden, siehe Punkte Nicht im Alphabet vorhandene Zeichen unverändert beibehalten und Groß-/Kleinschreibung erhalten (wenn möglich) im Dialog Textoptionen. Daher ist es unerheblich, ob der Text Kleinbuchstaben enthält. Zur Demonstration benutzen wir Hillcipher statt HILLCIPHER:

szenariohill1.gif

Im Anschluss wird über das Menü Ver-/Entschlüsseln \ Klassisch \ Hill folgendes Fenster geöffnet.

szenariohill2.gif

Nach Eingabe des Schlüssels T E S T kann der Schlüssel mit dem Kopieren-Knopf in die Zwischenablage gespeichert werden (um ihn später bei der Entschlüsselung nicht wieder eingeben zu müssen); Informationen über die Zwischenablage befinden sich in der Hilfe zur Symbolleiste. Die Betätigung des Verschlüsseln-Knopfes erscheint folgendes Fenster mit dem verschlüsselten Text:

szenariohill3.gif

Jetzt wird der verschlüsselte Text zur Kontrolle wieder entschlüsselt. Die Vorgehensweise ist identisch mit der Verschlüsselung, jedoch muss dieses Mal das Feld Entschlüsseln aktiviert sein, also ein Punkt in dem Kreis vor diesem Feld stehen. Dies geschieht durch Anklicken des Feldes mit der Maus. Der Schlüssel kann jetzt entweder wie vorher eingegeben werden oder aus der Zwischenablage mit dem Einfügen-Knopf eingefügt werden, sofern er sich dort befindet.

szenariohill4.gif

Nach der Betätigung der Eingabetaste erscheint wieder der Klartext.

szenariohill5.gif

Nun soll der Schlüssel mittels des in CrypTool eingebauten Known-Plaintext-Angriffes ermittelt werden. Dazu wird sowohl der Klartext als auch der verschlüsselte Text benötigt. Am einfachsten ist es, den Klartext aus einem der beiden Fenster, die Hillcipher enthalten, in die Zwischenablage zu kopieren (mit der Maus markieren und danach die Tastenkombination Strg+C betätigen); im Anschluss muss wieder das Fenster mit dem verschlüsselten Text (durch Anklicken mit der Maus) aktiviert werden und über des Menü Analyse \ known Plaintext Hill das Analysefenster geöffnet werden. In dieses Fenster wird der Klartext aus der Zwischenablage (mittels der Tastenkombination Strg+V) eingefügt.

szenariohill6.gif

Durch Betätigen des Weiter-Knopfes wird die Analyse gestartet, und es erscheint das in der folgenden Abbildung gezeigte Fenster mit dem gefundenen Schlüssel T E S T.

szenariohill7.gif

Damit wurde der Schlüssel nur mit Kenntnis des Klartextes und des entsprechenden verschlüsselten Textes ermittelt.