Historie & Ursprung
Die faszinierende Evolution der absolut sicheren Kommunikation
1. Die Geburtsstunde (1917)
Die Geschichte des One-Time-Pads (OTP) beginnt mitten im Ersten Weltkrieg. Während man Kryptografie heute fast nur noch mit Supercomputern verbindet, wurde das sicherste System der Welt mit Bleistift, Papier und Telegrafentechnik erfunden.
Der Ingenieur Gilbert Vernam entwickelte 1917 ein System, das jeden Buchstaben einer Nachricht mit einem Zeichen eines zufälligen Schlüssels kombinierte. Sein Partner, Joseph Mauborgne, erkannte kurz darauf die entscheidende Komponente: Wenn der Schlüssel niemals wiederholt wird und völlig zufällig ist, ist die Nachricht mathematisch nicht zu knacken.
Diese Entdeckung war revolutionär. Bis dahin basierten fast alle Verschlüsselungen auf Mustern oder Alphabet-Verschiebungen, die durch Häufigkeitsanalysen (wie oft kommt das 'E' vor?) irgendwann geknackt werden konnten. Das OTP eliminierte diese Muster vollständig.
Mathematische Perfektion
Erst 1949 bewies Claude Shannon, der Vater der Informationstheorie, wissenschaftlich, was man zuvor nur ahnte: Das OTP besitzt "Perfect Secrecy".
Das bedeutet: Selbst ein Angreifer mit unendlicher Rechenleistung kann die Nachricht nicht entschlüsseln, da der Geheimtext schlichtweg keine Information über den Klartext enthält.
2. Das goldene Zeitalter der Spionage
Während des Kalten Krieges wurde das OTP zum wichtigsten Werkzeug der Geheimdienste. Der größte Vorteil war die **Low-Tech-Anwendung**: Ein Agent im Feld benötigte keine auffälligen Chiffriermaschinen wie die Enigma. Er brauchte lediglich einen Block aus hauchdünnem Papier – das "Pad".
Diese Pads wurden oft auf brennbarem Zellulose-Papier oder Seide gedruckt, damit sie im Falle einer Entdeckung schnell vernichtet oder sogar verschluckt werden konnten. Jede Seite enthielt Zeilen von Zufallszahlen und wurde nach einmaligem Gebrauch abgerissen und vernichtet.
Zahlensender: Stimmen aus dem Äther
Um Agenten weltweit zu instruieren, nutzten Geheimdienste wie die Stasi oder der KGB Kurzwellen-Radiostationen. Wer nachts die Frequenzen absuchte, stieß oft auf monotone Stimmen, die endlos Zahlenkolonnen vorlasen – die sogenannten Zahlensender.
Der "Agenten-Vorteil"
- Kein Equipment: Nur Radio, Stift und Papier nötig.
- Unauffällig: Das Hören von Radio war nicht strafbar.
- Spurlos: Nach dem Verbrennen des Pads gab es keine Beweise für die Dechiffrierung.
3. Warum ist es so sicher?
Das Geheimnis liegt in der Mehrdeutigkeit. Stellen Sie sich vor, ein Angreifer fängt die verschlüsselte Nachricht "XJGZ" ab.
Bei einer normalen Verschlüsselung würde der Angreifer versuchen, den Schlüssel zu finden, bis ein sinnvolles Wort wie "BIER" erscheint. Beim One-Time-Pad ist es jedoch so: Mit einem bestimmten Schlüssel ergibt "XJGZ" das Wort "BIER". Mit einem anderen, ebenso wahrscheinlichen Schlüssel, ergibt es jedoch "GOLD" oder "HALT".
Da der Schlüssel absolut zufällig ist, gibt es für den Angreifer keine Möglichkeit zu wissen, welches dieser sinnvollen Wörter das richtige ist. Jede mögliche Nachricht der gleichen Länge ist exakt gleich wahrscheinlich.
Wenn das OTP so sicher ist, warum nutzen wir es nicht für das gesamte Internet?
Das Problem ist der Schlüsselaustausch. Damit das System funktioniert, muss der Schlüssel:
- Genauso lang wie die Nachricht sein.
- Absolut zufällig generiert werden.
- Physisch sicher zum Empfänger gelangen (vorab!).
Für Milliarden von WhatsApp-Nachrichten ist es unmöglich, jedem Nutzer vorab Terabytes an Zufallsschlüsseln auf Festplatten per Kurier zuzustellen.
"Das One-Time-Pad ist das einzige Kryptosystem, bei dem die Sicherheit nicht auf der begrenzten Rechenleistung eines Gegners beruht, sondern auf den Gesetzen der Mathematik selbst."