Douglas W. Mitchell schlug 1992 ein Verschlüsselungsverfahren vor, das auf dem bekannten Würfel von Ernő Rubik basiert. Dieser Würfel besteht aus 26 sichtbaren Teilwürfeln, von denen nur die jeweils mittleren der sechs Seitenflächen mit dem unsichtbaren Zentrum fest miteinander verbunden sind. Diese Teilwürfel lassen sich in Höhe, Breite und Tiefe durch Drehungen um die drei Raumachsen bewegen, sodass die Position und Lage von 20 der insgesamt 26 äußeren Steine fast beliebig verändert werden kann.
Obwohl die Farben für dieses Verfahren keine Rolle spielen, sollen sie beibehalten werden, um die durchzuführenden Schritte besser zu verdeutlichen.
Für eine übersichtliche Orientierung wird der linke obere Teilwürfel auf der roten Vorderfläche mit 1 beschriftet. Diese Ausrichtung dient in allen Schritten als Grundeinstellung, die nie verändert wird.
Drehungen des Würfels werden durch die Bezeichnungen Z für Zeilen, S für Spalten und E für Ebenen bzw. Tiefen festgelegt. Dabei ist die Drehrichtung fest vorgegeben und wird mit den Zahlen 1, 2 und 3 für die Drehwinkel 90°, 180° sowie 270° gekennzeichnet. Die Codes 1 bis 3 legen gleichzeitig fest, dass nur die Zeile, Spalte oder Ebene gedreht wird, die sich entgegengesetzt zum linken oberen Teilwürfel mit der Zahl 1 befindet. Also die untere Zeile, die rechte Spalte sowie die hintere Ebene.
Als zweite Möglichkeit können jeweils zwei Zeilen, Spalten oder Ebenen gleichzeitig gedreht werden, die nicht den linken oberen Teilwürfel enthalten. Damit kann etwa eine Linksdrehung der oberen Zeile um 90° simuliert werden, indem diese durch eine Drehung der beiden unteren Zeilen um 270° unter Beibehaltung der Orientierung ersetzt wird. Bei diesen zweifachen Drehungen werden die Codes 1 bis 3 für die Einzeldrehungen um drei erhöht und erhalten damit die Werte 4 bis 6.
Um das Verfahren anwenden zu können, muss der Klartext aus 48 Zeichen bestehen und eventuell mit Füllzeichen verlängert werden.
Für das Eintragen werden die fünf noch leeren Seitenflächen mit den Zahlen von 2 bis 6 gekennzeichnet, wobei die jeweilige Position auf dieser Seitenfläche unter den neun möglichen Positionen beliebig gewählt werden kann. Die Reihenfolge der Nummerierung wird durch den ersten Schlüssel festgelegt. Dazu werden die Seitenflächen im Netz der Abbildung etwa von oben nach unten und von links nach rechts mit den Buchstaben von A bis F gekennzeichnet. Dann entspräche die Reihenfolge der Seitenflächen in der nachfolgenden Abbildung dem Schlüssel DCEFAB.
Für die Verschlüsselung wird zusätzlich ein zweiter Schlüssel benötigt, der die durchzuführenden Drehungen beschreibt.
| Klartext |
Ein Text mit sehr wichtigen und geheimen Informationen |
| Schlüssel |
DCEFAB Z1S3E4S6Z2 |
Der Klartext wird in der Reihenfolge der Kennzahlen 1 bis 6 von links nach rechts und von oben nach unten in die Seitenflächen eingetragen. Dabei werden die bereits vorhandenen Zahlen von 1 bis 6 übersprungen, sodass auf jeder Seite nur acht Zeichen zusätzlich ihren Platz finden.
Um den Geheimtext zu erzeugen, wird der Würfel so gedreht, wie es mit dem zweiten Schlüssel festgelegt ist. Dabei darf nicht mehrmals hintereinander dieselbe Zeile, Spalte oder Ebene gedreht werden, weil sich diese Drehungen dann überlagern würden.
Abschließend wird der Geheimtext in der durch den ersten Schlüssel festgelegten Reihenfolge der Seitenflächen abgelesen. Obwohl sich die Zahlen 2 bis 6 jetzt auf anderen Seitenflächen befinden, kann die Orientierung des Würfels durch die unveränderte Zahl 1 auf der Vorderfläche jederzeit wiederhergestellt werden.
| Geheimtext | 1SINETIEN MI2EHHTHC ENEINOIEX MWXFTI5E4 NDG6NTOEI MTUG3NRRA |
Neben den durch die beiden Schlüssel festgelegten Varianten, kann dieser Algorithmus durch weitere Veränderungen erweitert werden. So kann etwa die Nummerierung der Seiten mit den Zahlen von 2 bis 6 durch einen zusätzlichen Schlüssel variabel gestaltet werden und muss nicht mit der Reihenfolge beim Auslesen des Geheimtextes übereinstimmen.
Auch muss das Eintragen des Klartextes in die Seitenflächen nicht mit der beschriebenen Ausrichtung erfolgen. Durch den Wechsel der Schreibrichtung von unten nach oben oder von rechts nach links ergeben sich insgesamt vier Möglichkeiten.
