Der XOR (exklusives Oder)-Algorithmus ist eine einfache Verschlüsselungsmethode, die auf der XOR-Operation basiert, einer binären Operation, die ein Ergebnis auf Grundlage der Unterschiede zwischen den entsprechenden Bits des Textes und eines angegebenen binären Schlüssels erzeugt. Dieser Algorithmus ist symmetrisch, das bedeutet, es gibt einen Schlüssel sowohl für die Verschlüsselung als auch für die Entschlüsselung.

Was ist die XOR-Operation?

Die XOR-Operation vergleicht jedes Bitpaar und liefert 1, wenn die Bits unterschiedlich sind, und 0, wenn sie gleich sind. Dargestellt durch das Symbol ⊕.
XOR bietet Symmetrie und Umkehrbarkeit, was es für Verschlüsselungs- und Entschlüsselungsprozesse geeignet macht.

Hier ist die Wahrheitstabelle für die XOR-Operation:

Algorithmus-Implementierung

1. Verschlüsselungsprozess: Der Verschlüsselungsprozess beinhaltet das XORen jedes Bits des Klartexts mit dem entsprechenden Bit des Schlüssels. Sind die Bits gleich, ist das Ergebnis 0; sind sie unterschiedlich, ist das Ergebnis 1. Dieser Vorgang wird für jedes Bit im Klartext wiederholt und erzeugt den Geheimtext;

2. Entschlüsselungsprozess: Die Entschlüsselung ist das Spiegelbild der Verschlüsselung. Das XORen des Geheimtexts mit demselben Schlüssel, der für die Verschlüsselung verwendet wurde, stellt den ursprünglichen Klartext wieder her. Die XOR-Operation ist symmetrisch; zweimaliges XORen mit demselben Wert ergibt den Anfangswert;

3. Schlüssel variabler Länge: In einigen XOR-basierten Verschlüsselungsimplementierungen kann die Schlüssellänge von der des Klartexts abweichen. Um dies zu ermöglichen, wird der Schlüssel zyklisch wiederholt, um die Länge des Klartexts zu erreichen. Diese Wiederholung gewährleistet eine konsistente XOR-Operation über die gesamte Nachricht hinweg und erhält die Integrität des Algorithmus.

Beispiel

Erstellen wir ein einfaches Beispiel für die XOR-Verschlüsselung unter Verwendung der XOR-Wahrheitstabelle. Zur Vereinfachung verwenden wir eine binäre Nachricht und einen binären Schlüssel.

Message: 1101.
Key: 1010.
Encryption:

Hinweis

Um Textnachrichten zu verschlüsseln, müssen wir unseren Text in ein Binärformat umwandeln. Dies kann mit der ASCII-Tabelle erfolgen: Zeichen werden zunächst als numerische Codes codiert und anschließend werden diese Codes in das Binärformat umgewandelt.