Playfair-Chiffre

Die Playfair-Chiffre ist ein klassisches Verschlüsselungsverfahren, das nicht mit einzelnen Buchstaben, sondern mit Buchstabenpaaren arbeitet. Diese Paare heißen Bigramme.

Zuerst wird aus dem Schlüsselwort eine Buchstabenmatrix erzeugt. Doppelte Buchstaben im Schlüssel werden entfernt, anschließend werden die übrigen Felder mit den restlichen Buchstaben des gewählten Alphabets gefüllt. Für deutsche Beispiele wird das deutsche Alphabet verwendet; die Matrix richtet sich also nach diesem Alphabet und nicht nach der traditionellen englischen 5×5-Variante.

Beim Verschlüsseln wird der Klartext in Bigramme zerlegt. Befinden sich beide Buchstaben in derselben Zeile, werden sie durch die Buchstaben rechts daneben ersetzt. Befinden sie sich in derselben Spalte, werden die darunterliegenden Buchstaben verwendet. In allen anderen Fällen gilt die Rechteckregel: Jeder Buchstabe wird durch das Zeichen in derselben Zeile, aber an der gegenüberliegenden Ecke des Rechtecks ersetzt.

Füllbuchstaben können automatisch eingefügt werden, um doppelte Buchstaben in einem Paar zu trennen oder ein letztes unvollständiges Paar zu ergänzen.

Im Unterschied zu einfachen Substitutionschiffren wie der Caesar-Chiffre verschlüsselt Playfair Buchstabenpaare. Dadurch ist eine einfache Häufigkeitsanalyse einzelner Buchstaben weniger wirksam, weil derselbe Klartextbuchstabe je nach Paar unterschiedliche Ergebnisse erzeugen kann.

Historisch war die Chiffre nützlich, weil sie stärker war als viele einfache manuelle Verfahren und trotzdem ohne Maschinen praktikabel blieb. Benötigt werden nur ein Schlüsselwort, eine Matrix und wenige Ersetzungsregeln.

Nach modernen kryptografischen Maßstäben ist Playfair nicht sicher. Heute eignet sich die Chiffre vor allem für Unterricht, Rätsel, Demonstrationen und zum Verständnis klassischer polygraphischer Substitutionsverfahren.

Die Playfair-Chiffre wurde 1854 vom britischen Wissenschaftler Charles Wheatstone erfunden. Bekannt wurde sie jedoch vor allem durch Lord Playfair, der das Verfahren stark für die praktische Nutzung bewarb. Deshalb ist die Chiffre heute mit seinem Namen verbunden und nicht mit dem Namen ihres Erfinders.

Das Verfahren sollte einfache Substitutionsmethoden verbessern, indem es Buchstabenpaare statt einzelner Zeichen verschlüsselt. Dadurch wurde die klassische Häufigkeitsanalyse deutlich erschwert und die Sicherheit manueller Kommunikation erhöht.

Playfair wurde im späten 19. und frühen 20. Jahrhundert von militärischen und diplomatischen Stellen genutzt. Obwohl sie heute nicht mehr als sicher gilt, bleibt sie eine der bekanntesten klassischen Chiffren und ein wichtiger Schritt in der Geschichte der Kryptografie.