Wie man ein Chiffrierrad herstellt und benutzt

Artikel Inhalt

1. Was ist Kryptographie?
1.1. Geschichte der Kryptographie und Nachrichtencodierung
1.2. Verschiedene Arten der Verschlüsselung von Nachrichten
2. Materialien zur Herstellung eines Chiffrierrads
3. Anleitung zur Herstellung eines Caesar-Chiffrierrades
4. Verwendung des Caesar Cypher Wheel
4.1. Verschlüsseln der Nachricht
4.2. Entschlüsseln der Nachricht
5. Was wirst du entwickeln und lernen

Was ist Kryptographie?

Kryptographie (Kryptologie) ist eine Studie über Möglichkeiten zur Durchführung sicherer Kommunikation. Genauer gesagt untersucht die Kryptographie Möglichkeiten, Nachrichten zu verschlüsseln und zu entschlüsseln, damit sie privat bleiben, und befasst sich mit der Entwicklung von Protokollen, die dabei helfen können. Wortkryptographie kommt von den griechischen Wörtern kryptós, was „versteckt“ bedeutet, und Graphein, was Schreiben bedeutet.

Geschichte der Kryptographie und Nachrichtencodierung

Kryptographie wurde seit der Antike verwendet, da es immer notwendig war, bestimmte Nachrichten privat zu halten. Der älteste Chiffretext stammt aus Ägypten und stammt aus dem Jahr 1900 v. Chr., aber in verschiedenen Kulturen, von Griechenland und Persien bis Indien, wurden verschiedene Möglichkeiten zum Kodieren von Nachrichten gefunden.

Eine der populäreren Ersatzchiffren, die Caesar-Chiffre, wurde von Julius Cäsar erfunden, um geheime Botschaften an seine Generäle zu senden. Es ist auch als Shift-Chiffre bekannt.

In der modernen Geschichte war das berühmteste Verschlüsselungsbeispiel die Enigma-Maschine, mit der Deutschland seine Nachrichten während des 2. Weltkriegs verschlüsselte. Die britische Bombe war eine Entschlüsselungsmaschine, die Alan Turing im Bletchley Park entworfen und entwickelt hatte und die einen enormen Einfluss auf die Beendigung des 2. Weltkriegs hatte.

Heute wurde viel Zeit und Mühe darauf verwendet, neue und bessere Wege zu finden, um unsere Kommunikation und Privatsphäre zu schützen. Kryptographie ist im Bereich der Internetsicherheit besonders wichtig, da heute große Datenmengen im Internet fließen und die Gefahr besteht, private Daten zu hacken.

Verschiedene Arten der Verschlüsselung von Nachrichten

In der Vergangenheit konzentrierte sich die Kryptographie auf die Möglichkeiten, bestimmte Nachrichten (Klartext) unverständlich zu machen (Chiffretext). Der umgekehrte Vorgang, Entschlüsselung genannt, übersetzt Chiffretext zurück in den Klartext.

Die ersten Methoden zur Verschlüsselung der Nachrichten waren Transpositionen, das einfache Verschlüsseln der Buchstaben im Satz (Anagramm). Danach kam die Ersetzungschiffre, die eine algorithmische Methode zum Verschlüsseln von Nachrichten darstellt. Es verwendet den Schlüssel (number), der den Klartext um die Schlüsselnummer der Buchstaben verschiebt (Beispiel: A wird zu D, wenn der Schlüssel 3 ist).

Caesar Cipher ist ein Beispiel für eine Substitutionschiffre. Dieser Schlüssel sollte zwischen den an der Kommunikation beteiligten Personen privat gehalten werden. Diese Methode ist jedoch sehr anfällig für Brute-Force-Angriffe, da es eine begrenzte Anzahl möglicher Schlüssel gibt.

Später gab es verschiedene Methoden, bei denen der Schlüssel ein Wort war. Das war sicherer, aber immer noch nicht zu schwer zu knacken.

In der modernen Zeit, mit den Kräften von Computern, brauchen wir viel bessere Möglichkeiten, um Informationen zu verschlüsseln. Der große Durchbruch war der Wechsel vom symmetrischen Schlüssel (Sender und Empfänger haben den gleichen Schlüssel) zum asymmetrischen oder öffentlichen Schlüssel.

In diesem System wird der öffentliche Schlüssel, der zur Verschlüsselung verwendet wird, frei verteilt und mit einem privaten Schlüssel gepaart. Der private Schlüssel wird zur Entschlüsselung verwendet und muss geheim bleiben. Diese Änderung hatte enorme Auswirkungen auf die Erhöhung der Sicherheit unserer Kommunikation.

Zweifellos wird sich dieses Feld weiterentwickeln, da auch die Methoden von Hackern, die an unsere privaten Informationen gelangen möchten, immer besser werden.

Aber lassen Sie uns einen Ausflug in die Geschichte machen und unser eigenes Chiffrierrad auf eine Weise herstellen, wie es Julius Cäsar getan hat.

Materialien zur Herstellung eines Chiffrierrads

1. Karton. Wir werden Pappe verwenden, um die Spinnräder für unsere Chiffre herzustellen. Die normale Pappschachtel wird gut tun. Wir können auch Normalpapier verwenden, aber dickere Materialien wie Pappe wären einfacher zu verarbeiten.
2. Teiler. Wir werden den Teiler verwenden, um zwei Kreise auf unserem Karton zu erstellen. Eine kleinere und eine größere. Sie werden die Basis für unser Chiffrierrad sein.
3. Schere. Und wir können die Kreise nicht ohne Schere aus Pappe schneiden. Anstelle einer Schere können wir auch ein Skalpell verwenden, wenn es bequemer ist.
4. Herrscher. Wir werden ein Lineal verwenden, um gleiche Felder auf unserem Chiffrierrad zu erstellen. Das Lineal ist großartig, da wir gerade Linien über beide Räder ziehen können, die wir aus Pappe erstellt haben. Hier können wir auch den Winkelmesser verwenden, um gleiche Felder zu messen und Stützlinien zu erstellen, die wir mit dem Lineal verbinden.
5. Stift. Wir brauchen einen Stift, um kleinere und größere Pappkreise zu verbinden, damit wir das Spinnrad bekommen.
6. Bleistift. Wir benötigen einen Bleistift, um Linien zu zeichnen und Felder auf unserem Chiffrierrad zu erstellen. Außerdem benötigen wir es, um Briefe zu schreiben, mit denen wir die Nachricht entschlüsseln.
7. Buntstifte oder Marker. Wir können verschiedene Buntstifte oder Marker verwenden, um unser Chiffrierrad zu dekorieren. Sie sind nicht obligatorisch, werden aber unser Rad sicherlich großartig aussehen lassen.

Anleitung zur Herstellung eines Caesar-Chiffrierrads

Sie können sich das Video am Anfang eines Artikels ansehen, um die Erstellung des Chiffrierrads in Aktion zu sehen, oder lesen Sie weiter, um Schritt für Schritt Anweisungen zur Herstellung eines zu erhalten.

1. Nimm ein Stück Pappe und einen Teiler. Spreizen Sie den Teiler auf seinen maximalen Radius und zeichnen Sie einen Kreis. Der Kreis von etwa 20 cm ist gut für unseren größeren Kreis, aber Sie können ihn für ein größeres Chiffrierrad noch größer machen.
2. Nimm das zweite Stück Pappe und einen Teiler und zeichne einen kleineren Kreis. Sie können das Lineal verwenden

   um ein paar Zentimeter kleineren Radius zu messen. Ein 3-4 cm kleinerer Radius als der erste Kreis reicht aus.

3. Schneiden Sie beide Kreise mit Schere oder Skalpell.
4. Nehmen Sie einen Stift und verbinden Sie einen kleineren Kreis mit dem größeren Kreis, indem Sie sie in der Mitte zusammenstecken. Im Moment sollten wir den Stift entfernen, weil wir nur ein kleines Loch erstellen wollten, um ein Zentrum zu markieren. Entfernen Sie also den Stift, aber lassen Sie die Kreise so, wie sie waren – kleiner auf dem größeren in der Mitte.
5. Methode 1, ohne Winkelmesser: Nehmen Sie das Lineal und einen Bleistift und zeichnen Sie eine horizontale und vertikale Linie, die durch die Mitte verläuft (wo ist das Loch vom Stift). Jetzt haben wir unsere beiden Kreise in 4 Teile geteilt. Zeichnen Sie 2 weitere Linien, diesmal diagonal. Jetzt haben wir die Kreise in 8 Teile geteilt. Zeichnen Sie nun mehr Linien in die Mitte jedes Feldes, um 16 Teile zu erhalten. Und noch einmal, um 32 Teile zu bekommen. Das reicht für das ganze Alphabet.
6. Methode 2, mit Winkelmesser: Wenn Sie einen Winkelmesser haben, wäre es jetzt ein guter Zeitpunkt, ihn zu verwenden. Sie können die Felder erstellen, die die gleiche Größe haben, egal wie viele Felder Sie benötigen. Wenn Sie beispielsweise 26 Felder für alle Buchstaben des englischen Alphabets haben möchten, können Sie 360 durch 26 teilen (360 Grad / 26 Felder = 13,85). Also sollten wir alle 13,85 Grad eine Linie um unser Chiffrierrad zeichnen.
7. Verwenden Sie nun wieder den Stift, um das kleinere Rad mit dem größeren zu verbinden. Dadurch kann sich das kleinere Rad im größeren Rad drehen.
8. Schreiben Sie die Buchstaben des Alphabets in der gleichen Reihenfolge in die Felder beider Kreise. Wenn noch überschüssige Felder übrig sind, können Sie eine beliebige Form zeichnen oder leer lassen.
9. Färben und dekorieren Sie Ihr Rad mit Buntstiften oder Markern und Sie sind bereit, geheime Nachrichten zu verschlüsseln und zu entschlüsseln!

Wie man das Caesar Cypher Wheel benutzt

Verschlüsseln der Nachricht

Legen Sie einen Schlüssel fest, den Sie verwenden möchten. Nehmen wir zum Beispiel an, der Schlüssel ist 5 – rechts.

Schreiben Sie den Schlüssel auf, und die Person, an die Sie die Nachricht senden, die die Nachricht entschlüsseln wird, muss diesen Schlüssel kennen. Richten Sie beide Kreise des Chiffrierrads aus. Der gleiche Buchstabe auf dem kleineren Kreis muss also unter dem Buchstaben auf dem größeren Kreis liegen.

Bewegen Sie nun den kleineren (unteren) Kreis für eine Taste mehrmals in die Richtung, die sich auf der Taste befindet. In unserem Beispiel, wo der Schlüssel 5 – rechts ist, wird A zu F (B -1, C-2, D-3, E-4, F-5).

Schreiben Sie Ihren Chiffretext aus dem kleineren Kreis auf das Papier. Wir finden den Buchstaben, den wir verschlüsseln möchten, auf dem großen Kreis und schreiben auf das Papier entsprechenden Buchstaben (verschlüsselter Brief) aus dem kleineren Kreis.

Entschlüsseln der Nachricht

Sie haben eine geheime Nachricht! Ehrfürchtig. Sie müssen den Schlüssel kennen, mit dem die Nachricht verschlüsselt wird. Du hast also etwas Kauderwelsch auf dem Papier und den Schlüssel, der 5 sagt – richtig.

Nehmen Sie Ihr Rad und richten Sie es so aus, dass sich oben und unten derselbe Buchstabe befindet.

Bewegen Sie nun den kleineren (unteren) Kreis für eine bestimmte Anzahl von Malen – 5 mal nach rechts. Schauen Sie sich den verschlüsselten Buchstaben vom Papier auf einem kleineren Kreis an und notieren Sie den entsprechenden Buchstaben auf dem großen Kreis darüber. Wenn Sie mit allen Buchstaben fertig sind, werden Sie Ihre Nachricht kennen!

Was werden Sie entwickeln und lernen?

• Grundlegende Kryptografiekenntnisse – Verschlüsseln, Entschlüsseln, Algorithmen.
• Technische Fähigkeiten – indem Sie Ihr eigenes Verschlüsselungstool entwerfen und herstellen.
• Mathematische Fähigkeiten – mit dem Schlüssel müssen wir zählen.
• Alphabet – Schreiben und Lesen von Buchstaben zum Verschlüsseln und Entschlüsseln von Nachrichten.
• Logische Fähigkeiten – indem wir an ein System zum Verschlüsseln von Nachrichten denken und den Schlüssel lesen, den wir zum Entschlüsseln benötigen.
• Okulomotorische Fähigkeiten – Mit dem Rad entwickeln wir okulomotorische Fähigkeiten.

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