Workshop mit viel Spannung und Konzentration: Die Schülerinnen und Schüler verschlüsseln Botschaften nach dem Doppelwürfel-Verschlüsselungsverfahren.
Workshop für Begabungsförderung zu Steganografie und Kryptografie
Kommunikation ist ja schön und gut, aber schon immer gab es auch Nachrichten, die geheim bleiben sollten. Im Altertum hatten beispielsweise Feldherren das Problem, dass sie mit ihren Untergebenen kommunizieren wollten, ohne dass auch der Feind die Informationen erhält. Deshalb entwickelten die Fachleute für geheime Botschaften zwei Prinzipien – die Steganografie, bei der die Botschaft so versteckt wurde, dass sie kein Uneingeweihter entdeckt, sowie die Kryptografie, bei der die Botschaft geschickt verschlüsselt wurde. Mit diesem Thema befasste sich der Workshop für Begabungsförderung der Sankt Lioba Schule bei seinem letzten Treffen, das von über zwanzig Schülerinnen und Schülern besucht wurde.
Für eine versteckte Botschaft entwickelte man in der Antike zum Beispiel die Technik, dem Boten den Kopf kahl zu scheren, die Nachricht wasserfest auf die Haut zu schreiben oder zu tätowieren und dann zu warten, bis die Haare wieder gewachsen waren. Danach konnte man den Boten losschicken. Der Nachteil ist offensichtlich: Diese Technik braucht viel Zeit. Heute wird die Steganografie manchmal in digitalen Bildern eingesetzt. In diesen Bildern, die aus Millionen von Bildpunkten bestehen, kann man einzelne Pixel für andere Informationen verwenden. Diese „Bildfehler“ sind so winzig und unauffällig, dass sie meistens übersehen werden. Da die Kryptografie aber heute sehr sicher ist, wird Steganografie kaum noch eingesetzt.
Auch die Kryptografie wurde schon in der Antike eingesetzt. Eine einfache Methode ist, jeden Buchstaben einer Botschaft um eine bestimmte Anzahl von Zeichen im Alphabet zu verschieben. Zum Beispiel um vier Stellen, so wird dann die Buchstabenfolge ABCD zu EFGH oder das Wort Hilfe zu Lmpi. Diese Verschlüsselung wird nach ihrem wahrscheinlichen Erfinder „Cäsar“ genannt. Wer diese Verschlüsselungstechnik kennt, kann sie aber leicht knacken, denn in jeder Sprache ist die Häufung der einzelnen Buchstaben unterschiedlich. Im Deutschen kommt zum Beispiel das „e“ am häufigsten vor. Man muss also im verschlüsselten Text nur den häufigsten Buchstaben bestimmen und ermitteln, um wie viele Stellen er vom „e“ entfernt ist. Dann verschiebt man alle Buchstaben um diese Anzahl in der entgegengesetzten Richtung. Kommt ein lesbarer Text heraus, hat man die Botschaft entschlüsselt.
Um trotzdem Botschaften sicher verschlüsseln zu können, wurden im Lauf der Zeit immer neue Verfahren entwickelt. Workshop-Leiter Dr. Stefan Brückmann stellte in seinem Vortrag noch weitere Verfahren vor: Die Gartenzaun-Kryptografie, die doppelte Spaltentausch-Chiffre (oder auch Doppelwürfel-Verschlüsselungsverfahren) sowie die asymmetrische Verschlüsselung mit Public- und Private-Key nach Ronald Linn Rivest, Adi Shamir und Leonard Max Adleman (RSA).
Da das Doppelwürfel-Verschlüsselungsverfahren, das bei ausreichend komplizierten Schlüsseln auch heute mit Computern nicht zu knacken ist, mit dem Stift auf Papier durchgeführt werden kann, verschlüsselten die Teilnehmerinnen und Teilnehmer einen Text, und Brückmann entschlüsselte die Botschaft mit einem kleinen Python-Programm. Dazu benötigte er aber die von den Schülerinnen und Schülern verwendeten Schlüssel.
Der Workshop für den Arbeitskreis „Begabtenförderung“ war Bestandteil des Semesterthemas „Kommunikation“. Geplant sind weiterhin eine Besichtigung des Museums für Kommunikation in Frankfurt, ein Besuch des hessischen Rundfunks an der Sankt Lioba Schule auf seiner hr-Schultour 2023 sowie weitere Workshops zu den Themen Morsealphabet / Funken und Kommunikation im Tierreich.