Vierquadrat-Chiffre

So verwenden Sie das Tool zur Vierquadrat-Chiffre

1. 1. Geben Sie zwei Schlüsselwörter ein. Das erste füllt das obere rechte Quadrat, das zweite das untere linke. Nur Buchstaben zählen, und jeder wird nur einmal verwendet, bevor das restliche Alphabet in Reihenfolge folgt.
2. 2. Wählen Sie die Quadrat-Konvention. Um 26 Buchstaben in 25 Felder zu bringen, teilen sich I und J ein Feld, oder Q wird weggelassen. Außerdem legen Sie fest, wie das Schlüsselwort eingetragen wird. Wählen Sie, was Ihr Rätsel oder Lehrbuch verwendet.
3. 3. Geben Sie die Nachricht ein und wählen Sie Verschlüsseln oder Entschlüsseln. Nur Buchstaben werden verschlüsselt; Leerzeichen und Satzzeichen fallen weg. Ein ungerader letzter Buchstabe wird mit X aufgefüllt.
4. 4. Lesen Sie den Rechenweg. Wählen Sie ein Paar in der Tabelle aus, um es hervorzuheben: Die Klartextbuchstaben liegen in den beiden Klartextquadraten, die Chiffrebuchstaben an den anderen Ecken des Rechtecks.

So funktioniert die Vierquadrat-Chiffre

Die Vierquadrat-Chiffre verschlüsselt jeweils zwei Buchstaben. Sie verwendet vier 5 × 5-Quadrate in einem 2 × 2-Block. Das obere linke und das untere rechte Quadrat enthalten das Standardalphabet. Das obere rechte und das untere linke Quadrat sind mit einem Schlüsselwort versehen: Jedes beginnt mit seinem eigenen Schlüsselwort und fährt mit den nicht verwendeten Buchstaben in Reihenfolge fort.

Um ein Paar zu verschlüsseln, suchen Sie den ersten Buchstaben im oberen linken und den zweiten im unteren rechten Quadrat. Sie liegen an gegenüberliegenden Ecken eines gedachten Rechtecks. Der erste Chiffrebuchstabe steht im oberen rechten Quadrat, in der Zeile des ersten Buchstabens und der Spalte des zweiten. Der zweite Chiffrebuchstabe steht im unteren linken Quadrat, in der Zeile des zweiten Buchstabens und der Spalte des ersten. Zum Entschlüsseln läuft dasselbe Rechteck rückwärts, ausgehend von den Schlüsselquadraten.

Beispiel

Die Beschreibung der Chiffre durch die American Cryptogram Association verwendet die Schlüsselwörter GEOMETRY (oben rechts) und LOGARITHM (unten links), jeweils spaltenweise eingetragen, wobei I und J ein Feld teilen. Wählen Sie diese Einstellungen und verschlüsseln Sie COMEQUICKLYWENEEDHELPX. Zeilen und Spalten werden ab 1 gezählt.

Für CO steht der erste Chiffrebuchstabe im oberen rechten Quadrat in Zeile 1, Spalte 4 (L), und der zweite im unteren linken Quadrat in Zeile 3, Spalte 3 (E). Die ganze Nachricht ergibt LEWIXAFNEXCUDXUVDPGXHZ, den Chiffretext aus der Beschreibung der ACA. Beachten Sie: Ein Paar ergibt immer dasselbe Chiffrepaar, aber kein Muster zeigt sich Buchstabe für Buchstabe; derselbe Klartextbuchstabe wird je nach seinem Partner zu einem anderen Buchstaben.

Konventionen, die das Ergebnis verändern

Veröffentlichte Beispiele stimmen nicht immer überein, deshalb lässt sich die Konvention im Tool wählen. Wikipedias Beispiel mit den Schlüsselwörtern EXAMPLE und KEYWORD, zeilenweise eingetragen, macht aus HELPMEOBIWANKENOBI nur dann FYGMKYHOBXMFKKKIMD, wenn Q weggelassen wird, statt I und J zusammenzulegen. Mit zusammengelegten I und J ergibt dieselbe Eingabe ein anderes Ergebnis. Gleichen Sie die Konvention deshalb immer ab, bevor Sie vergleichen.

Woher die Vierquadrat-Chiffre stammt

Die Chiffre stammt von Félix Delastelle (1840–1902), einem französischen Amateurkryptografen, der auch die Bifid- und die Trifid-Chiffre erfand. Er fasste seine Systeme im Traité élémentaire de cryptographie zusammen, den Gauthier-Villars 1902 in Paris veröffentlichte, wenige Monate nach seinem Tod. Die Vierquadrat-Chiffre ist ein naher Verwandter der Playfair-Chiffre, die Buchstabenpaare auf einem einzigen Quadrat verschlüsselt. Sie braucht zwei Schlüsselwörter und vier Gitter und ist daher aufwendiger in der Vorbereitung. Dieser Mehraufwand für einen bescheidenen Gewinn an Stärke ist der Grund, warum sich Playfair viel weiter verbreitete.

Wie die Vierquadrat-Chiffre gebrochen wird

Die Vierquadrat-Chiffre verbirgt Einzelbuchstabenhäufigkeiten, weil jeder Buchstabe von seinem Partner abhängt. Sie verbirgt aber Paarhäufigkeiten nicht: Ein bestimmtes Klartextpaar ergibt immer dasselbe Chiffrepaar, sodass häufige englische Paare wie TH und HE sich wiederholende Paare im Chiffretext hinterlassen. Bei einigen hundert Buchstaben kann ein Computer die beiden Schlüsselwörter durchsuchen und jede Vermutung danach bewerten, wie englisch die entschlüsselten Paare wirken. Mit einem bekannten Klartextfragment lassen sich die Quadrate fast von Hand ermitteln. Anders als bei Playfair ergibt ein umgekehrtes Klartextpaar kein umgekehrtes Chiffrepaar, wenn die beiden Schlüsselwörter verschieden sind, und Doppelbuchstaben brauchen keine Füllbuchstaben. Damit fallen zwei von Playfairs Schwachstellen weg.

Häufig gestellte Fragen

Was ist die Vierquadrat-Chiffre?

Die Vierquadrat-Chiffre ist eine Digraphen-Substitutionschiffre, die Buchstabenpaare mit vier 5 × 5-Quadraten verschlüsselt: zwei Standardalphabete und zwei, die mit unterschiedlichen Schlüsselwörtern versehen sind. Sie wurde vom französischen Kryptografen Félix Delastelle erfunden.

Wie entschlüssele ich eine Vierquadrat-Chiffre?

Teilen Sie den Chiffretext in Paare. Suchen Sie den ersten Buchstaben im oberen rechten und den zweiten im unteren linken Schlüsselquadrat. Der erste Klartextbuchstabe steht im oberen linken Quadrat, in der Zeile des ersten Chiffrebuchstabens und der Spalte des zweiten; der zweite Klartextbuchstabe steht im unteren rechten Quadrat, in der Zeile des zweiten Chiffrebuchstabens und der Spalte des ersten.

Worin unterscheidet sich die Vierquadrat-Chiffre von Playfair?

Playfair nutzt ein Schlüsselquadrat und verschiebt Buchstaben entlang von Zeilen oder Spalten. Die Vierquadrat-Chiffre verwendet vier Quadrate und wendet immer die Rechteckregel an. Sie braucht keine Füllbuchstaben zwischen Doppelbuchstaben, und ein umgekehrtes Klartextpaar ergibt kein umgekehrtes Chiffrepaar; dafür braucht sie zwei Schlüsselwörter und mehr Vorbereitung.

Müssen die beiden Schlüsselwörter verschieden sein?

Nein, aber wenn für beide Schlüsselquadrate dasselbe Schlüsselwort verwendet wird, lässt sich die Chiffre leichter angreifen. Zwei verschiedene Schlüsselwörter ergeben in jedem Schlüsselquadrat eine andere Anordnung, und die Chiffre ist nur so stark wie dieser Unterschied.

Was passiert mit dem Buchstaben J und mit Q?

Ein 5 × 5-Quadrat hält 25 Buchstaben, also muss einer weichen. Entweder teilen sich I und J ein Feld, und jedes J wird als I gelesen, oder Q wird weggelassen und aus der Nachricht entfernt. Veröffentlichte Beispiele verwenden beide Konventionen; wählen Sie die, die zu Ihrer passt.

Ist die Vierquadrat-Chiffre sicher?

Nein. Da ein bestimmtes Klartextpaar immer dasselbe Chiffrepaar ergibt, funktioniert die Häufigkeitsanalyse von Digraphen, und ein Computer kann beide Schlüsselwörter aus wenigen hundert Buchstaben rekonstruieren. Sie ist eine historische Chiffre für Lernzwecke und Rätsel.