Spaltenvertauschung

Spaltenvertauschung ist ein Begriff aus der klassischen Kryptographie und bezeichnet eine transpositionelle Verschlüsselung, bei der die Zeichen einer Nachricht ausschließlich durch Umordnung der Spalten einer Tabelle neu angeordnet werden. Im Gegensatz zu Substitutionsverfahren bleiben die Zeichen selbst unverändert, es kommt nur die Anordnung der Zeichen in der Nachrichtenspur auf dem Textfluss an.

Verfahren und Ablauf: Zunächst wird eine bestimmte Spaltenanzahl festgelegt, oft bestimmt durch ein Schlüsselwort oder eine Zahl. Der Klartext wird zeilenweise in eine Tabelle mit dieser Spaltenzahl geschrieben. Anschließend wird eine Permutation der Spalten festgelegt (häufig anhand der alphabetischen Rangordnung des Schlüsselworts). Die Spalten werden gemäß dieser Permutation gelesen, typischerweise spaltenweise von oben nach unten, und ergeben so den Geheimtext. Die Umordnung der Spalten ist das zentrale Verschlüsselungsprinzip.

Ein einfaches Beispiel: Klartext ATTACKATDAWN wird in 4 Spalten geschrieben:

A T T A

C K A T

D A W N

Die Permutation [3, 1, 4, 2] bedeutet, dass Spalte 3, dann Spalte 1, Spalte 4 und schließlich Spalte 2 gelesen wird. Die resultierende Chiffre ist TAWACDATNTKA.

Eigenschaften und Bewertung: Spaltenvertauschung ist ein klassisches und relativ leicht zu implementierendes Verfahren. Sie verändert die Reihenfolge der Zeichen, nicht jedoch deren Häufigkeit, weshalb sie durch Frequenzanalyse oder Kryptoanalyse einzelner Transpositionen und Kombinationen mit anderen Verfahren angreifbar ist. Oft wird sie mehrfach hintereinander (Double Transposition) oder mit zusätzlichen Substitutionen kombiniert, um die Sicherheit zu erhöhen. In modernen kryptographischen Standards gilt sie als veraltet und unsicher für ernsthafte Anwendungen, dient jedoch häufig als didaktisches Beispiel oder Bestandteil historischer Schriften.

Historisch gesehen war die Spaltenvertauschung ein grundlegendes Werkzeug in der Welt der handschriftlichen und frühen maschinellen Verschlüsselungen und wird heute vor allem im Lehrkontext diskutiert.