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--- gf_informatik:verschluesselung [2022-03-08 19:54] – [Ein paar Tipps] hof
+++ gf_informatik:verschluesselung [2022-03-30 05:07] (aktuell) – hof
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 ====== Verschlüsselung ======
-## Caesar-Verschlüsselung
+  * [[gf_informatik:verschluesselung:caesar]]
+  * [[gf_informatik:verschluesselung:codierung]]
+  * [[gf_informatik:verschluesselung:symmetrisch]]
+  * [[gf_informatik:verschluesselung:asymmetrisch]]
+  * [[gf_informatik:verschluesselung:signaturen]]
+  * [[gf_informatik:verschluesselung:zertifikate]]
+  * [[gf_informatik:verschluesselung:ziele]]
-Bei der Caesar-Verschlüsselung werden alle Buchstaben um eine Anzahl Stellen verrückt:
-{{ :gf_informatik:caesar.png?nolink&400 |}}
-### Aufgabe 1: Caesar-Verschlüsselung in Python
-Schreibe eine Funktion `caesar(klartext, n)`, die die Cäsar-Verschlüsselung umsetzt.
-  * Gebe nur Grossbuchstaben aus.
-  * Zeichen, die keine Buchstaben sind, sollen nicht verändert werden.
-  * Wie kannst du das Chiffrat (den Ciphertext) entschlüsseln?
-#### Ein paar Tipps
-Du kannst über die Buchstaben eines Strings laufen wie über die Elemente einer Liste:
-<code python>
-s = "Hallo KSR"
-for buchstabe in s:
-    print(buchstabe)
-</code>
-Einen String in Grossbuchstaben umwandeln:
-<code python>
-print("Hallo KSR".upper())
->>> HALLO KSR
-</code>
-Alle Grossbuchstaben können in `string.ascii_uppercase` abgefragt werden. Mit [[https://docs.python.org/3/library/stdtypes.html?highlight=upper#str.find|str.find()]] können wir den Index (oder -1) finden:
-<code python>
-import string
-for buchstabe in "HALLO":
-    print(string.ascii_uppercase.find(buchstabe))
->>>
-</code>
-Der Modulo-Operator `%` gibt uns den Rest der Ganzzahl-Division zurück. Das ist praktisch, um den Index wieder bei `A` starten zu lassen, wenn er grösser als `Z` wird:
-<code python>
-import string
-klartext = "Z"
-index = string.ascii_uppercase.find(klartext)
-index += 3
-index = index % len(string.ascii_uppercase)
-ciphertext = string.ascii_uppercase[index]
-print(ciphertext)
->>> C
-</code>
-<nodisp 1>
-++++Lösung:|
-<code python caesar.py>
-import string
-def caesar(text, key):
-    ciphertext = ""
-    for letter in text.upper():
-        index = string.ascii_uppercase.find(letter)
-        if index != -1:  # -1 means not found
-            index = index + key
-            index = index % len(string.ascii_uppercase)
-            letter = string.ascii_uppercase[index]
-        ciphertext = ciphertext + letter
-    return ciphertext
-key = 17
-encrypted = caesar("my little secret", key)
-print(encrypted)
-print(caesar(encrypted, -key))
-</code>
-++++
-</nodisp>
-### Aufgabe 2 (Optional): Substitution
-Statt einer fixen Verschiebung soll jeder Buchstabe durch einen beliebigen anderen ersetzt werden. Der _Schlüssel_ ist also nicht mehr einfach eine Zahl `n`, sondern ein String mit Länge 26, der für jeden Buchstaben A-Z dessen Entsprechung enthält.
-Wie gross ist der Schlüsselraum der monoalphabetischen Substitution?
-<nodisp 2>
-++++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.
-Es gibt also $26\cdot25\cdot...\cdot2\cdot1 = 26! \approx 4\cdot10^{26}$ Möglichkeiten, die Buchstaben umzusortieren.
-++++
-</nodisp>
-Schreibe eine Funktion `substitution(klartext, schluessel)`, die den so verschlüsselten Text zurückgibt. Braucht es eine separate Funktion für die Dechiffrierung?
-## Häufigkeitsanalyse.
-Nicht alle Buchstaben kommen gleich oft vor in einer Sprache. Dies können wir nutzen, indem wir das Buchstabe-Histogramm des Chiffrats mit dem der vermuteten Klartext-Sprache vergleichen.
-Was sind die Probleme und Voraussetzungen?
-++++Lösung:|
-  * Klartext-Sprache muss bekannt sein oder vermutet werden.
-  * Chiffrat muss genügend lang sein.
-++++
-### Aufgabe 3: Monoalphabetische Substitution knacken mit Häufigkeitsanalyse.
-Versuchen Sie, das [[https://studio.code.org/s/frequency_analysis/lessons/1/levels/1|Chiffrat eines englischen Klartexts]] zu knacken.
 <nodisp 2>