Symmetrische Verschlüsselung

Wer verschlüsseln kann, kann auch entschlüsseln — beide Seiten besitzen dasselbe Geheimnis.

• Symmetrisch:Sender und Empfänger verwenden denselben geheimen Schlüssel zum Ver- und zum Entschlüsseln.
• Beispiele:Caesar, Vigenère, heute vor allem AES (Advanced Encryption Standard, Schlüssel mit 128, 192 oder 256 Bit).
• Kerckhoffs-Prinzip:Das Verfahren darf jeder kennen — die Sicherheit beruht allein auf der Geheimhaltung des Schlüssels.
• Schlüsselraum:Menge aller möglichen Schlüssel. Brute Force probiert sie der Reihe nach durch.
• Aber:Ein großer Schlüsselraum allein reicht nicht. Die monoalphabetische Substitution hat \(26!\approx4\cdot10^{26}\) Schlüssel und fällt trotzdem der Häufigkeitsanalyse zum Opfer.
• Einsatz:sehr schnell, deshalb für große Datenmengen — Festplatten- und ZIP-Verschlüsselung, WLAN (WPA2/WPA3 mit AES).

Ordne die sieben Verfahren nach der Größe ihres Schlüsselraums — links der kleinste, rechts der größte. Ziehe die Karten oder nimm eine mit Leertaste auf, verschiebe sie mit den Pfeiltasten und lege sie mit Leertaste ab. „Prüfen“ zeigt die echten Größen und die Brute-Force-Zeiten.

Halte fest: Ein Verfahren ist nur sicher, wenn Brute Force aussichtslos ist UND keine Analyse den Schlüssel schneller verrät. Von den sieben erfüllt das nur AES.

• Problem:Vor der ersten geheimen Nachricht muss der Schlüssel selbst auf sicherem Weg zum Partner — persönlich oder per Bote, nie ungeschützt über das Netz.
• Viele Partner:Jedes Paar braucht einen eigenen Schlüssel, sonst lesen die anderen mit.
• Folge:Die Zahl der Schlüssel wächst ungefähr mit dem Quadrat der Personenzahl.