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Ege Karaahmet und Prem Jagadeesh hatten bereits vor mehreren Jahren vom nationalen Wettbewerb für junge Wissenschaftler gehört, bisher den Schritt jedoch nie gewagt. In diesem Jahr haben die beiden physik- und mathematikbegeisterten Freunde ihr Glück versucht und wurden durch die Jury für ihre auf Kryptographie basierende Textverschlüsselungsanwendung ausgezeichnet.

Im Rahmen ihres Projekts gelang es den 16- und 17-jährigen Schülern des Lycée Michel Lucius einen Algorithmus zu entwickeln, der es ermöglicht, einen Text mithilfe eines Schlüssels sicher zu ver- und entschlüsseln. Nun bereiten sie sich auf die Teilnahme an der in den USA veranstalteten Regeneron ISEF – International Science and Engineering Fairvor.

Wenngleich das Thema Verschlüsselung vielen Menschen abstrakt bzw. sogar hochkompliziert erscheinen mag, scheinen die beiden Nachwuchsforscher, die sich erstmalig an diesem Fachbereich versucht haben, die wichtigen Konzepte bereits zu meistern. „Zur Entwicklung unserer Methodik haben wir Online-Recherchen durchgeführt und uns auf die Prinzipien der Kryptographie gestützt. Anschließend haben wir aus eigener Kraft experimentiert“, erklären Prem und Ege.

Text in Datenform aufbereiten

Bevor eine Nachricht verschlüsselt werden konnte, wandelten die Nachwuchswissenschaftler zunächst jeden Buchstaben in kartesische Koordinaten um. Mit anderen Worten: Prem und Ege stützten sich auf die Dezimalwerte, genannt Unicode, jedes Buchstabens und transformierten diese in Hexadezimalwerte. Nach erfolgter Änderung trennten sie die resultierende Zahl in zwei Ziffern und verwendeten die eine für die horizontale Achse des Graphen, die andere für die vertikale Achse des Graphen (x- bzw. y-Achse).

Betrachten wir ein Beispiel aus ihrem Projekt:

 Buchstabe

 Dezimal

 (Unicode)

 Hexadezimal  x   y 
 F  70  46  4  6

 

Daten mithilfe eines Schlüssels umwandeln

„Der Schlüssel ist ein Algorithmus, der jeden Buchstaben, in Abhängigkeit von dessen Koordinaten im Graphen, in verschlüsselte Daten umwandelt. Er ermöglicht es gewissermaßen, die Daten zu sperren“, so Prem und Ege. Zur Entwicklung des Schlüssels wiesen die beiden Schüler jeder Zahl bzw. jedem Buchstaben, aus der bzw. dem er besteht, eine Transformation zu, z. B. rechts, links, Drehung im Uhrzeigersinn, vertikal, horizontal etc. Diese Schritte ermöglichen es, die Buchstabenwerte des Textes in komplexere Koordinaten zu verwandeln. Um die Sicherheit des Schlüssels zu erhöhen, besteht dieser aus zwei Teilen bzw. Blöcken, die die verschiedenen Buchstaben des Textes im Wechsel umwandeln.

Legende: Übersicht über die Anwendung zur Ver- und Entschlüsselung von Nachrichten durch Generierung eines Schlüssels.© Ege Karaahmet & Prem Jagadeesh – Jonk Fuerscher

„Diese Transformationen erfolgen im Rahmen der Verschlüsselung mehrere tausend Mal am gleichen Text. Der Text wird auf diese Weise unlesbar für alle, die nicht über den Schlüssel verfügen, sogar für Hacker. Es gibt zu viele verschiedene Kombinationen“, schildern Prem und Ege. Somit können nur die Besitzer dieses Schlüssels die verschlüsselte Nachricht lesen.

Neben der Verschlüsselung von Nachrichten sind Prem und Ege allgemein von Wissenschaften fasziniert und hoffen, neue Projekte durchführen zu können, die Chemie, Mathematik und Physik miteinander verbinden.


Autor: Constance Lausecker
Foto: © Pixabay

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