Das One-Time-Pad

Nachdem es den Kryptanalytikern gelungen war, die lange als unknackbar geltende Vigenère-Verschlüsselung zu entschlüsseln, waren sie für lange Zeiten den Verschlüsslern überlegen. Gegen Ende des Ersten Weltkrieges (inzwischen war ja auch die Zimmermann-Depesche entschlüsselt worden) fanden die amerikanischen Wissenschaftler Joseph Mauborgne und Gilbert Vernam von AT&T im Jahre 1917 einen Spezialfall der Vigenère-Chiffre, der in der Tat absolute Sicherheit gewährt - worüber sich auch leicht ein mathematischer Beweis führen lässt.

Diese absolute Sicherheit wird unter den drei folgenden Bedingungen erreicht: Die Länge des Schlüssels entspricht der Länge des Klartextes Jeder Schlüssel besteht aus einer absolut zufälligen Zeichenfolge Jeder Schlüssel darf nur einmal verwendet werden Die erste Forderung verhindert, dass der Ansatz zur Vigenère-Entschlüsselung greift, da sich im Geheimtext kein zyklischer Charakter mehr erkennen lässt. Die Gründe für die letzten beiden Forderungen habe ich bei den Angriffsmöglichkeiten bei falscher Anwendung illustriert. Aus der letzten dieser drei Forderungen stammt auch der Name dieses Spezialfalls der Vigenère-Chiffre: One-Time-Pad (OTP) bzw. ”Einmal-Block”. Besonders in der Zeit gegen Ende des Ersten und während dem Zweiten Weltkriegs wurden die großen Schlüsselmengen oft auf kleinen Blöcken mitgeführt.

Ein russisches One-Time-Pad

Die Haupteinsatzgebiete des One-Time-Pads waren die Spionage und die Diplomatie.

Ein Spion führt beispielsweise einen solchen unauffälligen kleinen Block mit sich. Auf jeder Seite dieses Blockes befinden sich zufällige Folgen von Schlüsselbuchstaben, die für bessere Lesbarkeit in kleinen Gruppen angeordnet sind. Sein Auftraggeber befindet sich in Besitz eines identischen Blockes. Der Inhalt des Blockes und auch seine Existenz sind natürlich von beiden Seiten absolut geheimzuhalten.

Empfängt nun einer von beiden eine verschlüsselte Nachricht, so verwendet er den Schlüssel auf dem obersten Blatt um die Nachricht zu entschlüsseln. Danach vernichtet er das oberste Blatt. Sendet er seinerseits eine Nachricht, so verwendet er wiederum das oberste Blatt zur Verschlüsselung und vernichtet es ebenfalls sofort nachdem er die verschlüsselte Nachricht erstellt hat.