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gf_informatik:verschluesselung:caesar [2024-03-10 14:27] – hofgf_informatik:verschluesselung:caesar [2025-03-18 15:34] (aktuell) – hof
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 </code> </code>
  
-<nodisp 2>+<nodisp 1>
 ++++Lösung:| ++++Lösung:|
 <code python caesar.py> <code python caesar.py>
-import string 
  
-def caesar(text, key): +def caesar(klartext, n): 
-    ciphertext = "" +    alphabet = 'ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ0123456789 .,!?' 
-    for letter in text.upper(): +    decrypted_text = '' 
-        index = string.ascii_uppercase.find(letter) +    # Jeden Buchstaben b im Klartext durchgehen. for-Schleife 
-        if index != -1:  # -1 means not found +    for b in klartext: 
-            index = index + key +    # Mit jedem Buchstaben: 
-            index = index % len(string.ascii_uppercase) +    #   - Position im Alphabet finden alphabet.find 
-            letter = string.ascii_uppercase[index] +        p = alphabet.find(b) 
-        ciphertext = ciphertext + letter +    #   - Position um n verschieben (Addition oder Subtraktion) 
-    return ciphertext+        p = p + n 
 +    #   - Resultat eingrenzen auf 0...len(alphabet) 
 +        p = p % len(alphabet) 
 +        decrypted_text = decrypted_text + alphabet[p] 
 +    return decrypted_text
  
 key = 17 key = 17
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 ++++ ++++
 </nodisp> </nodisp>
 +
 #### Aufgabe 2 #### Aufgabe 2
  
 ##### a) ##### a)
  
-Die folgende Nachricht ist mit der Caesar-Verschlüsslung verschlüsselt, indem alle Buchstaben um $3$ Stellen verschoben wurden: "LQIRUPDWLN!LVW!VXSHU"+Die folgende Nachricht ist mit der Caesar-Verschlüsslung verschlüsselt, indem alle Buchstaben um $3$ Stellen verschoben wurden: `LQIRUPDWLN!LVW!VXSHU`
  
 Als Alphabet wurden folgende Zeichen verwendet: `ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ0123456789 .,!?` Als Alphabet wurden folgende Zeichen verwendet: `ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ0123456789 .,!?`
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 ##### b) ##### b)
  
-Nutze deinen Code, um die folgende Nachricht zu knacken: "XN06VI41ZN05U140KIQVRIV0018N6V8RI5PU7YRIVZIT47R0R0J"+Nutze deinen Code, um die folgende Nachricht zu knacken: `XN06VI41ZN05U140KIQVRIV0018N6V8RI5PU7YRIVZIT47R0R0J`
  
 ++++Tipp| ++++Tipp|
 Probiere alle möglichen Verschiebungen aus. Am einfachsten geht dies mit einer ...! Probiere alle möglichen Verschiebungen aus. Am einfachsten geht dies mit einer ...!
 ++++ ++++
- 
  
  
 ## Monoalphabetische Verschlüsslung ## Monoalphabetische Verschlüsslung
  
-Eine Weiterentwicklung der Caesar-Verschlüsselung erhält man, wenn man das Alphabet nicht nur um eine fest Anzahl stellen verschiebt, sondern das gesamte Alphabet *durchmischt*. Aus "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ" wird dann zum Beispiel "UELXBICNYAZJSQORTPKFMGVHWD" oder "VSEIYHJTBUPANRCOQDLXFWKMZG". Diese neu sortierte Version dient als Schlüssel und wird benötigt, um die Nachricht zu entziffern. Man muss also darauf achten, dass dieser nicht in feindliche Hände gelangt. Diese Art der Verschlüsselung nennt man eine **monoalphabetische Verschlüsselung**.+Eine Weiterentwicklung der Caesar-Verschlüsselung erhält man, wenn man das Alphabet nicht nur um eine fest Anzahl stellen verschiebt, sondern das gesamte Alphabet *durchmischt*. Aus `ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ` wird dann zum Beispiel `UELXBICNYAZJSQORTPKFMGVHWD` oder `VSEIYHJTBUPANRCOQDLXFWKMZG`. Diese neu sortierte Version dient als Schlüssel und wird benötigt, um die Nachricht zu entziffern. Man muss also darauf achten, dass dieser nicht in feindliche Hände gelangt. Diese Art der Verschlüsselung nennt man eine **monoalphabetische Verschlüsselung**.
  
  
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    1. Eine mit der Caesar-Methode verschlüsselte Nachricht kann man problemlos mit Brute-Force entschlüsseln (alle Möglichkeiten ausprobieren). Funktioniert dies bei der monoalphabetische Verschlüsselung auch? Gibt es bessere Möglichkeiten, eine solche zu entziffern?    1. Eine mit der Caesar-Methode verschlüsselte Nachricht kann man problemlos mit Brute-Force entschlüsseln (alle Möglichkeiten ausprobieren). Funktioniert dies bei der monoalphabetische Verschlüsselung auch? Gibt es bessere Möglichkeiten, eine solche zu entziffern?
  
-<nodisp 2>+<nodisp 1>
 ++++Lösung| ++++Lösung|
 Für den ersten Buchstaben A können wir unter 26 Möglichkeiten auswählen, um ihn umzuplatzieren. Für B bleiben noch 25, für C 24 Möglichkeiten, etc. Für den ersten Buchstaben A können wir unter 26 Möglichkeiten auswählen, um ihn umzuplatzieren. Für B bleiben noch 25, für C 24 Möglichkeiten, etc.
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 ++++ ++++
 </nodisp> </nodisp>
- 
- 
 #### Aufgabe B2 #### Aufgabe B2
  
-Die Nachricht "RYDDUYKFXUKEBKFBBKKBQXBPVBJF" wurde mit dem Schlüssel "UELXBICNYAZJSQORTPKFMGVHWD" verschlüsselt. Schreibe ein Programm, mit welchem du die Nachricht im Klartext ermitteln kannst.+Die Nachricht `RYDDUYKFXUKEBKFBBKKBQXBPVBJF` wurde mit dem Schlüssel `UELXBICNYAZJSQORTPKFMGVHWD` verschlüsselt. Schreibe ein Programm, mit welchem du die Nachricht im Klartext ermitteln kannst.
  
 ++++Tipps| ++++Tipps|
Zeile 133: Zeile 134:
    1. Gehe Buchstaben um Buchstaben durch die Nachricht.    1. Gehe Buchstaben um Buchstaben durch die Nachricht.
    1. Ermittle die Position von diesem Buchstaben im durchmischten Alphabet (Schlüssel).    1. Ermittle die Position von diesem Buchstaben im durchmischten Alphabet (Schlüssel).
-   1. Dieser Buchstabe gehört zum Buchstaben im normalen Alphabet an dieser Stelle.+   1. Der Klartext-Buchstabe findet sich an dieser Position im normalen Alphabet.
  
 ++++ ++++
 +
 +<nodisp 1>
 +++++Mehr Tipps|
 +<code python>
 +def decrypt(ciphertext, key):
 +    # oder string.ascii_uppercase
 +    alphabet = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ"
 +    cleartext = ""
 +    for letter in ciphertext:
 +        # TODO
 +        # 1: Jeden Buchstaben im Chiffrat einzeln entschlüsseln.
 +        # 1a: Index des Buchstabens im Schlüssel finden.
 +        index = ...
 +        # 1b: Klartext-Buchstaben am gleichen Index im Alphabet auslesen.
 +        clear_letter = ...
 +        # 2: entschlüsselten Buchstaben an den Klartext anfügen.
 +        cleartext = cleartext + clear_letter
 +    return cleartext
 +
 +ciphertext = "RYDDUYKFXUKEBKFBBKKBQXBPVBJF"
 +key = "UELXBICNYAZJSQORTPKFMGVHWD"
 +print(decrypt(ciphertext, key))
 +</code>
 +++++
 +</nodisp>
 +
 +<nodisp 1>
 +++++Lösung|
 +<code python>
 +def decrypt(ciphertext, key):
 +    # oder string.ascii_uppercase
 +    alphabet = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ"
 +    cleartext = ""
 +    for letter in ciphertext:
 +        # 1: Jeden Buchstaben im Chiffrat einzeln entschlüsseln.
 +        # 1a: Index des Buchstabens im Schlüssel finden.
 +        index = key.find(letter)
 +        # 1b: Klartext-Buchstaben am gleichen Index im Alphabet auslesen.
 +        clear_letter = alphabet[index]
 +        # 2: entschlüsselten Buchstaben an den Klartext anfügen.
 +        cleartext = cleartext + clear_letter
 +    return cleartext
 +
 +ciphertext = "RYDDUYKFXUKEBKFBBKKBQXBPVBJF"
 +key = "UELXBICNYAZJSQORTPKFMGVHWD"
 +print(decrypt(ciphertext, key))
 +</code>
 +++++
 +</nodisp>
 +
 ## Häufigkeitsanalyse ## Häufigkeitsanalyse
  
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 ``` ```
 ++++ ++++
-<nodisp 2>+<nodisp 1>
 ++++Python Lösung| ++++Python Lösung|
 <code python> <code python>
Zeile 218: Zeile 269:
     return text     return text
          
- 
 def count_letters(text): def count_letters(text):
     """Computes relative frequency of lower-case ASCII letters in text."""     """Computes relative frequency of lower-case ASCII letters in text."""
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         # Print the letter with width 2         # Print the letter with width 2
         # Print the frequency with width 6 and precision 2, in percent format.         # Print the frequency with width 6 and precision 2, in percent format.
-        print("{0:2}{1:6.2%}".format(letter, percent))+        print(f"{letter:2}{percent:6.2%}")
  
 print_percentages(count_letters(faust)) print_percentages(count_letters(faust))
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 <code python> <code python>
-import urllib2 +from urllib.request import urlopen 
- +count = 0 
-data = urllib2.urlopen(<Pfad zu File als String>) +data = urlopen(<Pfad zur Datei>) 
-line_first = ... # erste Zeile des Texts +text = data.read().decode('utf-8')  # reads all downloaded bytes, convert to text
-line_last  = ... # letzte Zeile des Texts +
-for line in data: +
-    line = line.replace('\n', '').decode('utf-8') # replace(...): entfernt nervige Zeilenumbrueche, decode(): Umlaute usw richtig anzeigen +
-    if line_first <= count <= line_last: +
-        print(line) # Achtung: keine gute Idee, wenn File sehr viele Zeilen beinhaltet! Baue z.B. Counter ein, damit nach z.B. 100 Ausgaben abbricht+
 </code> </code>
- 
-Beachte, dass du noch die erste und letzte Zeilennummer im Buch angeben musst: Der Text am Anfang und Ende des Files gehört nicht zum Buch und soll ignoriert werden. 
  
 Kontrolle: am häufigsten vorkommen sollte $E$ (gut $15\%$), gefolgt von $N$ (ca. $10\%$) und $S$. Die letzten Ränge machen typischerweise $Y$, $Q$ und $X$ unter sich aus. Kontrolle: am häufigsten vorkommen sollte $E$ (gut $15\%$), gefolgt von $N$ (ca. $10\%$) und $S$. Die letzten Ränge machen typischerweise $Y$, $Q$ und $X$ unter sich aus.
  
-<nodisp 2>+<nodisp 1>
 ++++Lösung mit Gutenberg| ++++Lösung mit Gutenberg|
 <code python> <code python>
 # Rest as above. # Rest as above.
-# Trick: urlopen() returns a file-like object, which iterates over lines of text +from urllib.request import urlopen 
-# itertools.chain.from_iterable() will create an iterator that takes those lines +  
-# and iterates over each of them (creating an iterator over the characters of the +faust = urlopen('http://www.gutenberg.org/files/21000/21000-0.txt') 
-# entire book). +s= faust.read().decode('utf-8') 
- +print_percentages(count_letters(s))
-# Caution: this solution will not properly decode UTF-8 characters. +
- +
-import urllib2 +
-import itertools +
- +
-faust = urllib2.urlopen('https://www.gutenberg.org/files/21000/21000-0.txt') +
-print_percentages(count_letters(itertools.chain.from_iterable(faust)))+
 </code> </code>
 ++++ ++++
  • gf_informatik/verschluesselung/caesar.1710080871.txt.gz
  • Zuletzt geändert: 2024-03-10 14:27
  • von hof