Some gossip, facts & history on cryptography, cryptology and crypto-analysis.
And: How to decipher old secret German writings.
Inhaltsübersicht: Das 'Geheime' liegt jenseits der 'Mauer' - Dem Kind ist die Welt ein Rätsel - Die Mauer des Schweigens - Die Mauer des Analphabetismus - Fremde Sprachen als Mauern - Mangelnde Bildung als Mauer - Die Abbildung der Wirklichkeit durch wissenschaftliches Denken - Europäische Wurzeln der 'Geheimniskrämerei' - 'Geheime Hieroglyphen' - Das Geheimnis des 'griechischen Wunders' - 'Rosetta Steine' als Schlüssel zur Entzifferung - Verschlüsselung und Entzifferung deutscher Geheimschriften in drei Jahrhunderten (kurzer Überblick).
Dem kleinen Kind ist noch alles ein Rätsel. Es ist ihm noch alles 'fremd', 'geheim'. Es lernt durch Reaktionen seiner Umwelt eben diese kennen und irgendwann kommt dann die ständige Fragerei nach dem 'warum'. Da werden ganze Warum-Ketten erfragt, eine Frage führt zur nächsten, wie zum Beispiel:
Mama: "Ich komme heute etwas später nach Hause".
Kind: "Warum kommst Du später nach Hause".
Mama: "Ich muss heute länger arbeiten".
Kind: "Warum musst du arbeiten?".
Mama: "Damit wir Geld haben!".
Kind: "Warum müssen wir Geld haben?".
Mama: "Damit wir einkaufen können?"
Kind: "Warum müssen wir einkaufen?"
Mama: "Damit wir was zum Essen im Haus haben!".
usw.
Ja, so eine
Fragerei kann schon lästig werden. Schön, wenn das Kind dann jemanden hat, der Zeit und Lust hat bei diesen Fragespielen mit zu machen oder solche zu fördern. Hier wird durch die Fragerei des Kindes seine/ihre Welt enträtselt und das Kind fängt gerne immer wieder von vorne an.
Werden die Fragen nicht beantwortet oder wird die Fragelust erstickt und abgewürgt, weil halt eben alles (selbstverständlich) so ist wie es ist, und damit basta, weil manfrau keine Zeit hat sich mit dummen Fragen ab zu quälen dann ...
Das führt zu der Frage: Muss es auch
plöde Menschen geben? Ihre Meinung ist gefragt!
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Alphabetismus bedeutet die Kunst, das Können und Vermögen, Buchstaben-Zeichen und -Folgen zu erkennen und zu verstehen. Wer nicht lesen kann, bleibt aus einer Welt der Nachrichten und des Wissens ausgeschlossen.
Alles Geschriebene ist ihm/ihr geheim und nicht zu entziffern. Manfrau ist angewiesen auf des Lesens und Schreibens kundige, welche die seltsamen Zeichen in verständliche Sprache übersetzen können. Analphabetismus bedeutet somit eine Art Mauer.
Mangelnde
Fremdsprachenkenntnisse sind eine ähnliche Mauer. Eine Mauer zwischen Kulturen, eine Mauer die das gegenseitige Verstehen verhindert. Die fremde Sprache, als 'geheime' Sprache.
Mangelnde
Bildung und Allgemeinbildung sind eine weitere Mauer. In der Welt in der 'an Pferdekraft' und 'Rechenkraft' starke Maschinen die Konstruktion und Produktion übernehmen, wird der Wert körperlicher (Hilfs-) Arbeit geringer. Gehirne, die gut funktionieren sind gefragt, also Menschen die schlicht und einfach gut geschult und ausgebildet sind. Menschen, die mit komplexen Maschinen umgehen können.
Allgemeinbildung (Matura, Abitur, High School) wird zu einer Grundvoraussetzung, auch der Facharbeit. Das Studium oder/und der Meisterbrief sind nur eine weitere Grundvoraussetzung für darauf folgende produktive Arbeit und weiteres notwendiges Studium.
Der
Wissenschaftler und auch der Ingenieur stehen vor weiteren Herausforderungen, vor weiteren Mauern, die übersprungen, untergraben oder was-immer-auch werden wollen. Wie formuliere (löse) ich eine physikalische Aufgabe? Welche Schritte sind notwendig? Was muss ich wissen? In welcher 'Sprache' ist mein Problem formuliert?
Zum Beispiel: Wie löse ich folgendes 'Rätsel'?:
'Ein Körper von 100 kp Gewicht wird auf eine federnde Unterlage gesetzt, die sich dadurch um 12 mm senkt.
1. Wie groß ist die Federkonstante der Unterlage?
2. Mit welcher Frequenz schwingt der Körper, wenn manfrau die Masse der Unterlage vernachlässigen darf?
oder:
An zwei kreisförmige Platten (Durchmesser 20 cm, Plattenabstand 1 mm), zwischen denen sich Luft befindet, wird die Spannung 1000 V geschaltet.
1. Wie groß ist die Kapazität des Kondensators?
2. Welche Ladungsmenge fließt auf die Platten?
Vor über 2000 Jahren geschah
das 'griechische Wunder'. Näheres zu diesem 'Wunder' in punkto Mathematik finden Sie durch die folgenden Links in diesem Blog:
Das Pharaonenland und Pythagoras Die 'Mathematikerliste' von Eudemos, keine 'Mathematik' vor Pythagoras?
Zusammenschau, Weltharmonie und WissenschaftDie Geometrie und der Satz des PythagorasHat Pythagoras 'abgekupfert'?In einem 'Pop-up' des Philosophierens, Denkens und Wissen-Suchens wurde die europäische Welt für über 2000 Jahre mit Stoff versorgt, an dem sie sich bis heute ab arbeitet. Alles Denken und Wissen geschah und geschieht noch immer mehr oder weniger innerhalb der Grenzen (oder auch Bereiche) die damals, (nach noch immer heutiger Sichtweise), mehr oder weniger aus dem Nichts auf tauchten. Hier ist ein Unterschied zu den USA, welche im 20. Jahrhundert auf ihren Universitäten (und im wissenschaftlichen Denken) begonnen haben, auch fremde Kulturen zu assmilieren. (Nicht aber so im ethischen Bereich).
Ich nehme an, dass eine solche 'Assimilation' sehr wohl auch einige Jahrhunderte vor Christus in Griechenland statt fand. Damals waren die Hierogyphen dem gebildeten Menschen des nahen Ostens verständlich.
Im zweiten Jahrhundert vor Christus, als Verlautbarungen noch in Stein gemeißelt wurden, verkündeten ägyptische Priester eine Art Dekret zur Einsetzung eines Festes zur Verherrlichung und zur Ehre des Gottes Epiphanes. Dies geschah aus einer Art Dankbarkeit heraus und so wurden Steine bemeißelt mit dieser Botschaft der Dankbarkeit und bei den Tempeln sichtbar auf gestellt.
Diese Steine hatten eine Eigenart: Sie waren drei-sprachig ('drei-schriftig') und die Inschrift war also in Hieroglyphen, weiters in alt-griechischer und schließlich in demotischer Schrift (Sprache).
Das Wissen um die
Hieroglyphen ging verloren, und als im späten 18. Jahrhundert dann Napoleons Truppen in Ägypten waren, verstand manfrau nichts von dem was auf den uralten ägyptischen Tempeln und auf Stelen (Steinsäulen, Steintafeln) geschrieben stand. Auch die gelehrte Welt dieser Zeit war ohne Ahnung und konnte keinen Rat geben, was diese geheimnisvollen Inschriften wohl bedeuten sollten. Es war rätselhaft und Gegenstand von Spekulationen.
Bis eben napoleonische Soldaten eine dieser alten Stelen fanden, eine dieser drei-sprachigen, drei-schriftigen Steintafeln die dann zum Schlüssel wurde um die Hieroglyphen zu entziffern, weil die alt-griechische Sprache ja noch bekannt war.
Diese bei Rosetta im Niltal gefundene Steintafel wurde als der '
Rosetta Stein' berühmt.
So ein 'Rosetta-Stein' symbolisiert eine Brücke vom Wissen zum Unwissen, eine Brücke vom Bekannten zum Unbekannten. Er symbolisiert einen Schlüssel der uns den Weg zu einer Tür in eine andere Welt öffnet.
Welche 'Rosetta Steine' haben WIR?
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Nicht nur im Wüstensand fand und findet sich Geheimnisvolles. Ständig finden sich geheimnisvolle Herausforderungen wie zum Beispiel geheime Botschaften.
Geheimschriften waren natürlich zu den Zeiten Napoleons hie wie dort aktuell und so finden wir ---
im 'Allgemeinen ökonomisch - chemisch- technologischen Haus- und Kunstbuch (Leipzig, 1797, Sammlung ausgesuchter Vorschriften zum Gebrauch für Haus- und Landwirthe, Professionisten, Künstler und Kunstliebhaber) von C. F. A. Hochheimer der königl. großbrit. teutschen Gesellschaft, der churmainzischen Adademie der Wissenschaften, der Jenaischen latein. und der Leipziger ökonomischen Gesellschaft Mitglied.
--- hier auf Seite 681 eine zügige Einführung: 'wie manfrau eine geheime (Anm.: deutsche) Schrift entziffern kann'.
Es handelt sich hier um ein Beispiel für 'klassische Kryptologie bzw. Kryptographie, Kryptoanalyse'. Die Vorgangsweise ist eine für Geheimschriften typische, die mit der Substitutionsmethode (Ersetzungsmethode, Buchstaben oder Buchstabengruppen werden durch andere ersetzt) arbeitet.
Was sagt uns nun dieses schlaue Buch von 1797 ?
"Vor allen Dingen muß man die Vocales aufsuchen. Dieses geschieht auf folgende Art:
1) Man muß alle zweybuchstabige Worte aus der geheimen Schrift herausziehen, und vor sich schreiben; hernach sucht man auch die Worte, welche am Ende der einen und am Anfange der andern Zeile also getheilt sind, daß am Ende nur die ersten zwey Buchstaben von demselbigen Worte stehen, und schreibet diese zwey Buchstaben auf; denn einer muß nothwendig ein Vocal seyn. Wenn man nun alle diese aufgeschrieben hat, so nimmt man die fünf Buchstaben heraus, die am meisten vorkommen.
2) Man prüfe diese fünf Buchstaben, und versuche, ob auch in jedem Worte der geheimen Schrift einer oder der andere vorkomme. Findet sich ein Wort, in welchem keiner davon anzutreffen ist, so hat man noch nicht die rechten Vocalen gefunden, und man muß deshalb zusehen, welcher von den Buchstaben desselbigen Wortes unter den aufgeschriebenen einsylbigen Wörtern am meisten vorkommt, den schreibt man zu den vermuthlichen Vocalen, und thut an dessen Statt einen davon weg, der unter gedachten zweybuchstabigen Wörtern am seltensten vorkommt.
Diese Untersuchung muß man durch die ganze Schrift durchführen. Wenn man endlich die Vocalen gefunden hat, so muß man
3) dieselben unterscheiden, und weil der Vocal E im Deutschen der gemeinste ist, so siehet man zu, welcher Buchstabe sich in der Schrift am meisten sehen läßt. Dieser ist gewiß E.
4) Werden durch die dreybuchstabigen Wörter Ein, nun, und, die Buchstaben i, n, u, d, ingleichen durch an,das, wie, ihm, will, auf, die Buchstaben a, c, b, s, r, w, m, l, f, ausgeforscht."
... und so weiter ...
Diese Anleitung zur Entzifferung einer deutschen Geheimschrift geht noch vier Seiten lang weiter, dann kommt noch eine kurze Anleitung 'für die französische Sprache':
"1) In dieser Sprache kommt das E ebenfalls am häufigsten vor. Der Buchstabe, den man am öftersten findet, ist also E.
2) Der Buchstabe E läßt in einem Worte von zwey Buchstaben allezeit einen Consonans, c, d, j, l, m, n, s, t vor sich hingehen, oder ein n und t nach sich folgen.
3) Wenn ein Buchstabe allein stehet, so ist es entweder a oder y.
4) In einem Worte von zwey Buchstaben hat a allezeit einen Mitlaut von den Mitlautern l, m, n, s, t, vor sich, oder den Vocal u nach sich.
5) b, f, g, h, q, p stehen beynahe niemals am Ende eines Wortes."
So schließt diese Anleitung zur Entzifferung von deuscher und französischer Geheimschrift mit den Worten:
"Auf diese Art fällt es nicht schwer, die Buchstaben einer geheimen Schrift zu entziffern. Man muß nur gleich anfänglich ein einsylbiges Wort zu entdecken suchen, und sich überzeugen, welche Zeilen nothwendig drey oder vier Buchstaben ausdrücken. Wenn man so weit gekommen ist, so untersucht man einige Worte, die aus drey oder vier Buchstaben bestehen, von welchen diejenigen, die bekannt sind, einen Theil ausdrücken können, und setzt hierauf diejenigen noch hinzu, welche erfordert werden, um Wörter herauszubringen."
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Cirka 100 Jahre später (1885) gegen Ende des 19. Jahrhunderts, das war eine Zeit in der der Telegraph schon erfunden war, bekommen wir eine Anleitung zum Entziffern deutscher Geheimschriften die der obigen recht ähnlich ist:
"Es kommt wohl jeder Mensch einmal in die Lage, sich Notizen zu machen, die nur er oder ein Vertrauter kennt. Oder manfrau (Anm: 'man wurde durch 'manfrau' ersetzt) will jemandem eine wichtige Mitteilung machen, deren Inhalt Geheimnis bleiben muss und so weiter. In solchen und vielen anderen Fällen zeigt sich unsere gewöhnliche Schrift ungeeignet, da sie allgemein gelesen werden kann. Manfrau hat deshalb Geheimschriften erfunden, die nur von den eingeweihten Personen verstanden werden.
Geheimschrift kann entweder aus willkürlichen Zeichen, Punkten, Strichen u. s. w. bestehen, oder ist aus dem gewöhnlichen Alphabet gebildet, dadurch dass manfrau an Stelle der zu verwendenden Buchstaben andere setzt u. s. w. So kommt es vor, dass manfrau statt des richtigen Buchstaben stets den nach folgenden oder vorher gehenden des Alphabets nimmt.
Beispiele:
xkoufsmvgu sfkau ekf cfhkfs mbdi efn nbim, gmvfhfm bn gvta sfkafm tkf nfis. lmpqtupdl.
vhmsdqktes qdhxs chd adfhdq mzbg cdl lzgk, ektdfdk zl etrx qdhxdm rhd ldgq. iknorsnbi.
Diese vorstehenden Buchstabenverbindungen erscheinen für den ersten Augenblick, und sind es tatsächlich für viele, unentzifferbar. Wer allerdings etwas in Geheimschrift eingeweiht ist, dem fällt es nicht schwer, das Vorstehende und jede andere Geheimschrift zu entziffern, sobald nur jeder Buchstabe stets durch ein und denselben anderen Buchstaben, oder durch ein und dasselbe Zeichen wieder gegeben wird.
Um derartige Geheimschriften zu lesen, verfahre manfrau nach folgenden
Regeln:
Manfrau suche vor allen Dingen die Vokale. Zu dem Ende ziehe manfrau zunächst aus der geheimen Schrift alle Worte aus, die nur aus zwei Buchstaben bestehen, und schreibe sie vor sich hin. Dann ermittle manfrau die Worte, welche am Ende der einen und am Anfang der andern Zeile so geteilt sind, dass auf der ersten Zeile nur zwei Buchstaben stehen. Einer von beiden muss ein Vokal sein. Aus den solchergestalt ausgewählten Worten und Wortteilen ziehe manfrau die fünf Zeichen aus, welche zumeist darin vorkommen, es werden dies die fünf Vokale sein, wenn in jedem Worte der Geheimschrift eins oder das andere dieser Zeichen vorkommt. Ist dies nicht der Fall, kommt also in einem Worte keines der fünf Zeichen vor, so sind es eben noch nicht die rechten, und es muss weiter untersucht werden, welches von den Zeichen dieses Wortes in den anderen einsilbigen Worten am häufigsten vorkommt; das gefundene wird zu den vermeintlichen Vokalzeichen hinzugefügt und dagegen dasjenige von den ursprünglich ausgewählten fünf Zeichen gestrichen,welches in den Worten mit zwei Buchstaben am wenigsten vorkommt.
Diese Untersuchung wird durch die ganze Schrift geführt, und sind dann die Vokale gefunden, so gilt es, sie zu unterscheiden. Hierbei ist zu beachten, dass der Vokal e der am häufigsten vorkommende in der deutschen Sprache ist, dasjenige Zeichen, welches von den fünf in der größten Zahl vorhanden ist, wird und muss also das e sein. Dieser gefundene Buchstabe wird nun in der Geheimschrift selbst überall, wo das für denselben gebrauchte Zeichen vorkommt, über dieses geschrieben und an den einsilbigen, überhaupt den kürzesten Worten, hat nun das eigentliche Werk der Lösung durch Kombination zu beginnen. Auf diese Weise werden Worte wie: ab, an, da, du, er, es, in, um, wo, zu u. s. w. bald gefunden sein, die dann, wie dies schon mit dem e geschehen, über die entsprechenden Zeichen der Geheimschrift gesetzt werden. Ist manfrau bis dahin gelangt, so wird durch Kombination hier und da ein Wort oder ein neuer Buchstabe ermittelt werden; jeder neu hinzu kommende Buchstabe hilft aber neue Lücken ausfüllen, von einer Chiffre nach der anderen wird der Schleier des Geheimnisses weg gezogen und endlich ist das Rätsel ganz gelöst."
"Alle Geheimschriften, welche für denselben Buchstaben dasselbe Zeichen zur Anwendung bringen (Anm: 'monoalphabetische Substitution'), sind zu entziffern, dagegen wollen wir nachstehend eine Geheimschrift nachweisen, welche nicht zu entziffern ist (Anm.: dem Autor waren zu dieser Zeit schon mögliche Entschlüsselungstechniken noch nicht bekannt (time lag of communication))."
Anm.: Nun folgt ein Beispiel für die
Vigenère-Verschlüsselung (für die Suchmaschine: 'Vigenere Verschluesselung') (nach Blaise de Vigenère, Diplomat, 1523-1596). Eigentlicher Autor für diese Verschlüsselungsmethode ist der Benediktinermönch Johannes Trithemius (1462-1516).
"Manfrau bedient sich zu diesem Zwecke einer Tafel (Anm.: quasi mehrerer Geheimtextalphabete), auf welcher das Alphabet mehrfach in zwei Reihen übereinander geschrieben ist. Diese Reihen bezeichnet manfrau durch ein mehrsilbiges Wort (in nach stehender Tafel: Braunschweig), das Schlüsselwort."
Anm.: Die Buchstabenreihen sollten genau über einander stehen, bedingt durch die Software ist das hier nicht leicht möglich, bitte deshalb den Cursor zur Hilfe nehmen.
B
a b c d e f g h i k l m
z x w v u t s r q p o n
R
z a b c d e f g h i k l
x w v u t s r q p o n m
A
a c d e f g h i k l m n
b o p q r s t u v w x z
U
a b d e f g h i k l m n
c z x w v u t s r q p o
N
a b e f i k n o r t u x
c d g h l m p q v s w z
S
a b c g h i n o p t u v
d e t k l m q r s w x z
C
a b c d i k l m r s t u
e f g h n o p q v w x z
H
a c e g i l n p r t v x
b d f h k m o q s u w z
W
i l m n o p q r g e c a
k s t u v w x z h f d b
E
a o c q e s g u i w l z
n b p d r f t h v k x m
I
a b v w e f r s i k n o
x z c d t u g h p q l m
G
b c d u v w h i k o p q
x z a e f g r s t l m n
Will manfrau nun eine geheime Botschaft schreiben, so verwechselt manfrau der Reihe nach die Buchstaben in der Weise, dass manfrau immer statt des einen den anderen, in der Querspalte darüber oder darunter stehenden Buchstaben setzt. Wollte manfrau also schreiben:
'Schicke mir'
, so würde dies (nach dem oben stehenden Schlüssel) wie folgt aussehen:
'gutsaga lke'.
Also dann wollen wir mal:
B
a b c d e f
g h i k l m -(2)
z x w v u t
s r q p o n -(1) 's' von
schicke mir, der entsprechende Buchstabe in der anderen Reihe (2) ist ein '
g'
R
z a b
c d e f g h i k l -(3) hier finden wir das 'c' von s
chicke
x w v
u t s r q p o n m -(4) der entsprechende Buchstabe ist ein '
u'
A
a c d e f g
h i k l m n -(5) da haben wir das 'h'
b o p q r s
t u v w x z -(6) und nehmen das '
t'
U
a b d e f g h
i k l m n -(7) nun das 'i'
c z x w v u t
s r q p o -(8) und nehmen das '
s'
N
a b e f i k n o r t u x -(10) nehmen das '
a'
c d g h l m p q v s w z -(9) finden hier das 'c' von schi
cke
S
a b c g h i n o p t u v -(12) und nehmen das '
g'
d e t
k l m q r s w x z -(11) finden das 'k' von schic
ke
C
a b c d i k l m r s t u etc. etc.
e f g h n o p q v w x z
Anm.: 'schicke' haben wir jetzt verschlüsselt, es ergibt das Wort 'gutsaga'
H
a c e g i l n p r t v x
b d f h k m o q s u w z
W
i l m n o p q r g e c a
k s t u v w x z h f d b
E
a o c q e s g u i w l z
n b p d r f t h v k x m
Anm.: 'mir' ergibt verschlüsselt 'lke'
und so weiter
"Da hier kein Buchstabe zweimal die nämliche Bedeutung hat, so sieht manfrau leicht, dass alles Erraten der Buchstaben und Worte in Folge der Wiederholung des selben Zeichens vergebens sein würde. Ja manfrau kann die Schwierigkeit noch vermehren, wenn manfrau mit seinem Korrespondenten einige Schlüsselworte verabredet, und diese nach einer bestimmten Reihenfolge anwendet; die Vervielfältigung der gleich bedeutenden Zeichen wächst dadurch ins unendliche und keines der gewöhnlichen Mittel ist anwendbar, um diese Geheimschrift zu entziffern."
(Aus Wilhelms Quelle des Vergnügens (Quelle nicht eindeutig identifizierbar :-)).
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Hier hat der Autor obigen Beispiels nicht ganz recht mit seiner Meinung, dass diese Geheimschrift nicht entzifferbar wäre, denn um 1850 schon gelang es Charles Babbage (1791-1871) Vigenere-Geheimschriften (Chiffrierungen) zu entziffern. Allerdings wurde sein Wissen erst einige Zeit nach seinem Tode bekannt. Friedrich Wilhelm Kasiski (1805-1881) entwickelte dann ein Verfahren (Kasiski Test) mit dem Vigenère-Geheimschriften zügig dechiffriert werden konnten (1863).
Etwa zur gleichen Zeit (1885) als für Rätselfreunde und fleißige Denker obiger Rat zur Entzifferung von Geheimschriften gegeben wurde, formulierte Auguste Kerckhoff (1835-1903)) sein Prinzip, das zu einer Grundregel (auch moderner) Kryptographie wurde: "Die Sicherheit eines Kryptosystems darf nicht (nur) von der Geheimhaltung des Algorithmus abhängen. bzw. "Ein Verfahren ist dann sicher, wenn man es nicht knacken kann, obwohl man den Code kennt."
Im ersten Weltkrieg gab es dann ganze Schlüsselbücher (Codebücher), wobei Nachrichten, Botschaften und Befehle quasi in Fremdsprachen übersetzt wurden. In den 20er Jahren wurde dann die Verschlüsselungsmaschine 'Enigma' gebaut, nach deren Prinzip von allen Buchstaben, jeder einzelne auf eine andere Weise verschlüsselt wird. Zur Verschlüsselung wurde das einer Schreibmaschine ähnliche Gerät auf einen Code eingestellt und dann die geheime Botschaft getippt / verschlüsselt und auf Papier übertragen (als Zeichenfolge). Zur Entschlüsselung musste dieser verschlüsselte Text wieder eingetippt werden (und auch die Maschine eingestellt werden) und die ursprüngliche Botschaft kam zu Tage. Es brauchte also Maschine UND Code um geheime Botschaften zu entziffern. Diese Technik wurde im zweiten Weltkrieg zur Nachrichtenübermittlung eingesetzt.
Im 19. und 20. Jahrhundert wurden (und werden noch) Schritte unternommen um ein ganz spezielles Rätsel, eine Geheimschrift anderer Art zu entziffern: Die Entzifferung der Bio-Moleküle, der DNA, der Organisation der Chromosomen etc. die in allen Lebewesen enthalten sind.
Was wird bei dieser Entzifferung gefunden werden?
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Kryptographische Rätsel:
