XOR-Algorithmus

Der XOR (Exclusive OR)-Algorithmus ist eine einfache Verschlüsselungsmethode, die auf der XOR-Operation beruht, einer binären Operation, die ein Ergebnis basierend auf den Unterschieden zwischen den entsprechenden Bits des Textes und eines bestimmten binären Schlüssels liefert. Dieser Algorithmus ist symmetrisch, was bedeutet, dass ein Schlüssel sowohl für die Verschlüsselung als auch für die Entschlüsselung verwendet wird.

Was ist die XOR-Operation?

Die XOR-Operation vergleicht jedes Bitpaar und gibt 1 zurück, wenn die Bits unterschiedlich sind, und 0, wenn sie gleich sind. Sie wird durch das Symbol ⊕ dargestellt.
XOR bietet Symmetrie und Reversibilität, was es für Verschlüsselungs- und Entschlüsselungsprozesse geeignet macht.

Hier ist die Wahrheitstabelle für die XOR-Operation:

Algorithmus Implementierung

1. Verschlüsselungsprozess: Der Verschlüsselungsprozess beinhaltet das Anwenden der XOR-Operation auf jedes Bit des Klartexts mit dem entsprechenden Bit des Schlüssels. Sind die Bits gleich, ist das Ergebnis 0; sind sie unterschiedlich, ist das Ergebnis 1. Dieser Prozess wird für jedes Bit im Klartext wiederholt, wodurch der Geheimtext entsteht;

2. Entschlüsselungsprozess: Die Entschlüsselung ist ein Spiegelbild der Verschlüsselung. Das Anwenden der XOR-Operation auf den Geheimtext mit demselben Schlüssel, der für die Verschlüsselung verwendet wurde, stellt den ursprünglichen Klartext wieder her. Die XOR-Operation ist symmetrisch; zweimaliges Anwenden derselben Operation ergibt den ursprünglichen Wert;

3. Schlüssel variabler Länge: In einigen auf XOR basierenden Verschlüsselungsimplementierungen kann die Länge des Schlüssels von der des Klartexts abweichen. Um dem Rechnung zu tragen, wird der Schlüssel zyklisch wiederholt, um der Länge des Klartexts zu entsprechen. Diese Wiederholung gewährleistet eine konsistente XOR-Operation über die gesamte Nachricht und bewahrt die Integrität des Algorithmus.

Beispiel

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

Nachricht: 1101.
Schlüssel: 1010.
Verschlüsselung:

Hinweis

Um Textnachrichten zu verschlüsseln, müssen wir unseren Text in ein binäres Format konvertieren. Dies kann mithilfe der ASCII-Tabelle erfolgen: Zeichen werden zunächst als numerische Codes enkodiert und anschließend diese Codes in das binäre Format umgewandelt.