Um geheime Nachrichten zu übermitteln, sind zahlreiche Verfahren erfunden worden, diese vor fremdem Mitlesen zu schützen. Da Vinci zum Beispiel schrieb seine Ideen in Spiegelschrift auf. Manchmal wurden schlicht irgendwelche Geheimschriften erfunden. Alle diese Verfahren hatten den Nachteil, daß sie nur solange ihre Berechtigung hatten, wie sie dem "Spion" nicht bekannt waren.
Moderne Verfahren haben diese Probleme nicht, denn sie benutzen nur eine allgemeine Vorschrift, wie man aus Klartext Geheimtext erzeugt. Um das Ver- und Entschlüsseln wirklich durchzuführen müssen noch einige Parameter festgelegt werden, die den Proze/szlig des Ver- und Entschlüsseln wesentliche Auswirkung haben. Die Parameterwerte werden Schlüssel genannt.
Zwei Grundprinzipien der Chiffrierung sind Konfusion und Diffusion. Sie sind 1949 von Shannon begründet worden.
Konfusion bedeutet die Verschleierung des Zusammenhangs zwischen Klartext- und Geheimtextzeichen. Das Hauptproblem ist dabei, daß ein Angreifer, dem das Verschlüsselungsverfahren bekannt ist, durch statistische Analysen Regelmäßigkeiten finden kann, die ihm Hinweise auf den verschlüsselten Text geben können.
Diffusion verteilt die im Klartext enthaltene Information über den Geheimtext. Das heißt, Regelmäßigkeiten in den Klartextzeichen werden über mehrere Zeichen hinweg verteilt, so daß sie schwerer aufzufinden sind.
Noch strenger als die Verwischung durch Diffusion ist der Lawineneffekt bei Blockchiffrierungen. Der bedeutet: Jedes Bit des Geheimtextblockes soll von jedem Bit des Klartextblocks und jedem Bit des Schlüssels abhängen. Man verlangt heute sogar von einem guten Blockalgorithmus folgendes: Ändert man irgendein Klartext- bzw Schlüsselbit, so sollte sich jedes Geheimtextbit mit einer Wahrscheinlichkeit von exakt 50% ändern.
Unter der einfachen Substitution versteht man die Ersetzung jedes Buchstabens des Alphabets durch einen anderen. Die einzige Bedingung ist, daß nicht zwei verschiedene Buchstaben durch den gleichen Buchstaben ersetzt werden dürfen. Man nennt diesen Vorgang auch eine Permutation des Alphabets. Da die Permutationsgruppe einer beliebigen Menge eben eine Gruppe ist, gibt es dann insbesondere eine inverse Operation, die den Klartext wiederherstellt. Außerdem folgt dann, dass es bei einer Zeichenmenge von 26 eben 26! verschiedene Möglichkeiten der Substitution gibt. Das sind also ungefähr 403 Quadrillionen (24 Nullen). Mit statistischen Methoden ist eine solche Substitution leider schnell zu knacken. Der Gedanke der polyalphabetischen Substitution ist nun der, die Substitutionsvorschrift von der Position im Text abhängig zu machen. Ein Beispiel dafür ist die Vigenère-Chiffre.