MINT lernen

Moderne Verschlüsselung

Zwei Rechner, die sich nie gesehen haben, brauchen einen gemeinsamen Schlüssel. Öffentlicher und privater Schlüssel lösen das Problem.

1

Ein Schlüssel für beide Seiten

Bei Cäsar und Vigenère brauchen Sender und Empfänger denselben Schlüssel. Das gilt auch für das heutige Standardverfahren — und genau das wird im Internet zum Problem.

  • Symmetrische Verschlüsselung:derselbe Schlüssel schließt zu und wieder auf.
  • AES:Advanced Encryption Standard — symmetrisch, sehr schnell, steckt in WLAN, Messengern und Festplatten.
  • Unsicherer Kanal:eine Leitung wie das Internet, auf der jemand mitlesen kann.
  • Schlüsselaustausch:Browser und Online-Shop haben sich nie gesehen — wie kommt der gemeinsame Schlüssel sicher zum Partner?
2

Zwei Schlüssel statt einem

Seit 1976 gibt es Verfahren mit zwei verschiedenen Schlüsseln, von denen einer öffentlich sein darf. Das bekannteste heißt RSA, nach Rivest, Shamir und Adleman.

  • Asymmetrische Verschlüsselung:ein Schlüsselpaar — was der eine zuschließt, öffnet nur der andere.
  • Öffentlich / privat:der öffentliche Schlüssel darf jeder kennen (Briefkastenschlitz), der private bleibt beim Besitzer (Klappenschlüssel).
  • Hybride Verschlüsselung:asymmetrisch nur einen kurzen Sitzungsschlüssel übertragen, danach schnell mit AES weiter.
  • Hashfunktion:macht aus beliebigen Daten einen kurzen Wert fester Länge; nicht umkehrbar, ein geändertes Zeichen ändert alles (Lawineneffekt).
  • Digitale Signatur:Hashwert mit dem privaten Schlüssel verschlüsselt — beweist Herkunft und Unverändertheit. HTTPS, das Schloss im Browser, nutzt all diese Bausteine.

Anna möchte Ben eine Nachricht schicken, Eve hört den Kanal ab. Wähle ein Verfahren und spiele es mit „Nächster Schritt“ (oder Pfeiltaste rechts) durch. Achte auf Eves Kasten: Was landet bei ihr — und nützt es ihr etwas?

Anna, Ben und die Lauscherin

Anna Ben unsicherer Kanal · Internet Eve
Anna besitzt
—
Ben besitzt
—
Eve hat abgefangen
—

Halte fest: Beim symmetrischen Verfahren muss das Geheimnis einmal durch den unsicheren Kanal, beim asymmetrischen nie. Der private Schlüssel verlässt Bens Gerät kein einziges Mal.

Merke

Schlüsselregel: Verschlüsseln mit dem öffentlichen Schlüssel des Empfängers, signieren mit dem eigenen privaten Schlüssel.

3

Allgemeine Hinweise

Wessen Schlüssel?

Frage bei jeder Aufgabe zuerst: Wessen Schlüssel und welcher der beiden? Für eine Nachricht an Ben brauchst du Bens öffentlichen.

Hashen ≠ Verschlüsseln

Verschlüsseltes lässt sich zurückholen, ein Hashwert nie. Es fehlt schlicht der Platz für die ganze Eingabe.

Schnell plus sicher

Asymmetrisch löst das Schlüsselproblem, symmetrisch das Tempoproblem. Jedes echte System benutzt darum beides.

Videos