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A musical cipher challenge created by a blog reader

Von / 1. Oktober 2017 / 14 Kommentare
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Blog reader Martin Lohner has created a piece of music that hides a message. Can you find it?

Hiding a secret message in a piece of music has fascinated both musicians and cryptologists for centuries. In my new book Versteckte Botschaften, which covers the history of steganography, a whole chapter is dedicated to this topic. Here are two examples I covered on my blog (in German):

 

Codes in musical notes

Before modern recording technology came up, hiding a message in music usually meant hiding it in musical notes. The following scheme (by Schwendter) is one of many that were developed:

Schwendter-music-key

When developing such a code, the most important difficulty is that a piece of music that encodes a message should sound like real music. The following piece I created for the first edition of my book does not fulfill this requirement – it codes a message (can you find it?), but it sounds pretty awkward.

Music-Puzzle

A much better example, which sounds surprisingly good, was published by Duke August of Brunswick-Lüneburg. Duke August derived this musical cipher from the Steganographia Nova by Count Friedrich von Oettingen-Wallerstein (thanks to blog readers Thomas and Thomas Ernst for the hint).

 

Martin Lohner’s composition

Blog reader Martin Lohner, who read about August’s musical code on my blog, recently provided me another example of a well-sounding steganographic composition. It is played on the following video:

This piece, which certainly sounds like real music, encodes a German sentence. Every tone of the melody voice (i.e., of the highest voice) stands for a letter, space or punctuation mark. Each of these tones can be expressed as a number:

Lohner-Muscial-Challenge-numbers

The composition was created by a computer program of Martin’s design. This program has a number of non-deterministic elements, which means that the same message will result in different musical pieces when the program is run several times.

Can you decipher this musical cryptogram? Martin Lohner has agreed to post hints, in case the challenge turns out to be too tricky.


Further reading: Listen to this musical cipher from 1933

Linkedin: https://www.linkedin.com/groups/13501820
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Kommentare (14)

  1. #1 Colin Bierton
    48485 Neuenkirchen
    2. Oktober 2017

    The theme music to the series ‘Inspector Morse’ has morse code spelling out the name ‘Morse’ and is a great piece of music:

  2. #2 Norbert
    3. Oktober 2017

    Mir wird nicht klar, inwiefern die Notenfolge der Oberstimme mit der angegebenen Zahlenfolge korrespondiert. Der dritte und der vierte Ton sind ja z. B. verschieden, aber die dritte und vierte Zahl identisch. Insofern, muss ich gestehen, ist mir auch die Aufgabenstellung unklar: Was soll nun entziffert werden – die Noten oder die Zahlen?

  3. #3 Martin
    3. Oktober 2017

    Lieber Norbert, die Zahlen der Zahlenfolge sind zusammengesetzt aus der Tonnummer innerhalb der Tonleiter und einer Zahl für den codierten Buchstaben. So kann es sein, dass gleiche Töne in der Zahlenfolge unterschiedliche Zahlen haben und unterschiedliche Töne gleiche Zahlen.

  4. #4 Thomas
    3. Oktober 2017

    @Martin
    Also lässt sich die Zahlenfolge nicht ohne die Musik lösen? “Einer Zahl für den codierten Buchstaben”: Nicht auch für Wortzwischenräume und Satzzeichen, wie Klaus oben schreibt?

  5. #5 Norbert
    3. Oktober 2017

    Okay, danke für den Hinweis.

    Heute gibt es abends wahrrcheinlich heftige Gewitter!

  6. #6 Norbert
    3. Oktober 2017

    Für “wahrscheinlich” müsste die zweite “139” in Zeile 2 eine “140” sein (wenn ich mich an der Stelle nicht verhört habe …)

  7. #7 Martin
    3. Oktober 2017

    Lieber Thomas, doch, auch Zwischenräume (space) und Satzzeichen haben einen Code.

  8. #8 Norbert
    4. Oktober 2017

    Um meinen launigen Kommentaren von gestern Abend eine Form zu geben:

    Von den Zahlen der Folge 94, 124, … muss jeweils ein Wert subtrahiert werden, der sich aus den Tonhöhe der Ober- bzw. Melodiestimme im Video ergibt. Jeweils ein Ton ist für eine Zahl zuständig, unabhängig von seiner Dauer. Töne, die neu angeschlagen werden, zählen zweimal. Die Tonhöhe wird diatonisch bestimmt, auf Deutsch: man zählt weiße Tasten ab; das im Video ganz links sichtbare tiefe “C” zählt als 0, das “D” daneben als 1 usw. Es gibt mehr Noten als Zahlen: Martins Programm war also nach getaner Arbeit mit dem künstlerischen Ergebnis offenbar noch nicht zufrieden und hat dem Opus einen angemessenen Schluss verleihen wollen.

    Das Ergebnis der Subtraktion kann unmittelbar mittels einer ASCII-Tabelle als Zeichen interpretiert werden. Auf diese Weise komme ich auf

    Heute gibt es abends wahrrcheinlich heftige Gewitter!

    Beim Wort “wahrscheinlich” gab es möglicherweise einen Chiffrierfehler, oder ich hab mich verhört, oder das Computerprogramm hat auch hier künstlerische Kriterien über die kryptologischen gestellt und sich trotz besseren Wissens für eine schönere Melodei entschieden 😉

    Nette Idee! Eigentlich wäre das auch ohne Tipp lösbar gewesen – aus meiner Sicht war aber die Formulierung der Aufgabenstellung etwas unglücklich gewählt. Ich dachte jedenfalls, die Zahlenfolge sei ein Äquivalent der Tonfolge. Mag an meinen suboptimalen Englischkenntnissen liegen.

    Letzte Anmerkung: Respekt vor dem selbstentwickelten Computerprogramm! Sein kreativer Output in allen Ehren, aber mit diesem Prinzip hätte man denselben Klartext auch mithilfe eines Lady-Gaga-Hits oder (passender) Beethovens Pastorale verschlüsseln können, es hätte sich nur eine andere Zahlenfolge ergeben.

  9. #9 Martin
    4. Oktober 2017

    @ Norbert
    Ich gratuliere für die rasche Entschlüsselung des codierten Satzes! Bei “wahrscheinlich” wird tatsächlich ein falscher Code ausgegeben, Sie haben sich nicht verhört. Es muss sich um einen Programmierfehler handeln, aber ich finde ihn nicht.
    Algorithmische Musik schreibe ich schon seit den 80ger Jahren, damals noch auf einem C-64, später auf einem Atari ST. Er hatte einen MIDI-Ausgang, den man programmieren konnte, um ein MIDI-Instrument anzusteuern. Auf dem PC kannte ich lange keine solche Möglichkeit, bis ich vor kurzem vmpk (virtual midi piano and keyboard) kennen lernte. Es kann auch über die Computertastatur gespielt werden, und diese kann ich mit der procedure ~keybd_event(tt, 0, 0, 0) in einem Programmcode ansteuern.
    Auf die Idee, dass man auch geheime Botschaften mit Musik übermitteln kann, kam ich durch diesen Blogg (Klaus Schmeh sei Dank!).
    Ursprünglich versteckte ich die Buchstaben des zu verschlüsselten Textes in der Notenlänge. Im Programmcode wird die Notenlänge durch eine Zahl bestimmt. Eine Viertelnote in einem Andante hat z.B. die Notenlänge 800. Dazu addierte ich den ASCII-Code des zu verschlüsselnden Buchstabens, so dass die Note etwas länger ausgehalten wurde.
    Ein so verschlüsselter Text kann aber wohl nur durch ein weiteres Computerprogramm entschlüsselt werden, das die Tonlängen genau misst, und so kam ich auf die Idee, das Keyboard zu filmen, während es spielt und anschliessend eine Zahlenfolge auszugeben, die den Code der gespielten Noten enthält.
    Für Profis wie Norbert war das nun aber zu offensichtlich. Ich könnte die Aufgabe schwieriger machen, indem ich z.B. das Keyboard beim Spielen nicht filme und im Zahlencode die Parameter Tondauer, Tonhöhe, Tongeschlecht des gespielten Akkordes (Dur/Moll) und Akkordlage (Grundstellung, 1./2. Umkehrung) mit dem ASCII-Code des Buchstabens mathematisch verknüpfe. Da müsste man schon sehr genau hinhören, denn es gibt ja keine Partitur wie bei einer Beethoven-Symphonie, und der Song ist auch nicht schon bekannt.

  10. #10 Thomas
    5. Oktober 2017

    @Norbert
    Glückwunsch zur Lösung!

    @Martin: Ich konnte bisher dein Rätsel nur akustisch genießen, die Lösung habe ich noch nicht verstanden: Auf welche Weise sind die Noten verschlüsselt und in der Zahlenfolge enthalten?

  11. #11 Davidsch
    5. Oktober 2017

    @Norbert: very quick and nice work!
    It seems you are a very quick & excellent music student, too !

    Yes, how did you transcribe the notes to notation?

  12. #12 Martin
    5. Oktober 2017

    Der Text wurde folgendermassen verschlüsselt:

    Für jeden Buchstaben des Textes wählt das Programm einen zufälligen Melodieton zwischen a4 und g6 (siehe die Bezeichnungen der Tasten auf dem Bild des Keyboards. Der Ton a4 hat die Tonnummer 19, h4 hat die Tonnummer 20, ……., g6 hat die Tonnummer 32. Die Tonnummern unter 19 werden für die Begleitakkorde verwendet.

    Der erste Ton des Stückes ist ein d5, es hat die Tonnummer 22. Der erste Buchstabe des Textes ist das grosse “H” von “Heute”. Es den ASCII-Code 72 (ASCII-Code und Tabelle siehe z.B.: https://www.pctipp.ch/tipps-tricks/kummerkasten/office/artikel/ascii-tabelle-fuer-sonderzeichen-27872/). Nun wird die Tonnummer des ersten Tones (des ersten Buchstabens) und dessen ASCII-Code addiert, dies führt zur ersten Codezahl 22 + 72 = 94.

    So wird mit jedem Buchstaben des Textes verfahren, auch mit den Leerzeichen und den Satzzeichen. Die Codezahlen der Töne (Buchstaben) werden nach Spielende ausgegeben, sie entsprechen der Reihenfolge und der Zahl der Töne im Stück und der Buchstaben im Text.

    Statt die beiden Zahlen einfach zu addieren, hätte ich Norbert die Sache auch etwas schwieriger machen können, z.B. indem die Codezahlen rückwärts ausgegeben werden, also statt 94 –> 49 und statt 124 –> 421.

    Ganz beliebig werden die Melodietöne übrigens nicht gewählt, sonst würde eine wirre Tonfolge entstehen. Die Melodie wird nach gewissen melodischen Gesetzen konstruiert, doch dies geschieht unabhängig von der Codierung.

  13. #13 Klaus Schmeh
    6. Oktober 2017

    @Colin Bierton: Thanks, I didn’t know this code. Very interesting.

  14. #14 Klaus Schmeh
    6. Oktober 2017

    @Norbert: Congratulations, great job! As a musician you are predistined to solve such a puzzle.