VON. Kryptographie. 07. März Powerpoint-Präsentation

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1 VON 07. März 2013 & Kryptographie Powerpoint-Präsentation 1

2 Allgemeines über die Kryptographie kryptós= griechisch verborgen, geheim gráphein= griechisch schreiben Kryptographie + Kryptoanalyse= Kryptologie Kryptologie Lehre der Verschlüsselung Kryptoanalyse Lehre der Entschlüsselung

3 Was ist Kryptographie? Ursprünglich: Wissenschaft der Verschlüsselung von Informationen Geheimschriften Heutzutage: allgemein Schutz von Daten

4 Ein paar Begriffe Klartext: auch: Dechiffrat soll Empfänger erhalten Geheimtext: verschlüsselter Klartext sollte nicht lesbar sein Angreifer: unbefugter Dritter: möchte Schlüssel/Klartext Bits (Binery digit): Bezeichnung für Binärziffern (0 und 1) Als Maßeinheit beim Übertragen von Daten Umso mehr Bits umso sicherer ist die Datei

5 5 Ein paar Begriffe 2 Blockchiffrierung: Verschlüsselungsverfahren, Klartext wird in gleich lange Blöcke geteilt, Blöcke werden mit dem selben Schlüssel verschlüsselt Stromchiffrierung: Verschlüsselungsverfahren, Teile des Klartextes werden mit Zeichen eines Schlüsselstroms einzeln verknüpft, Schlüsselstrom= zufällige Zeichenfolge

6 Ziele der Kryptographie 4 Hauptziele: 1. Authentizität 2. Vertraulichkeit 3. Integrität 4. Verbindlichkeit

7 1. Authentizität Sicherstellung, dass die Nachricht wirklich vom angegebenen Absender stammt

8 2. Vertraulichkeit Sicherstellung, dass die Nachricht nur von dem, vom Absender bestimmten, Empfänger gelesen werden kann.

9 3. Integrität Sicherstellung, dass Nachricht während dem Transport unverändert bleibt. z.b. keine unbefugte, dritte Person kann die Nachricht lesen kann.

10 4. Verbindlichkeit Die Urheberschaft des Absenders soll nachweisbar sein. Absender soll diese nicht bestreiten können.

11 Verschlüsselung & Entschlüsselung Chiffrierung Dechiffrierung Unbedingt notwendig Schlüssel Klartext= Dechiffrat; soll Empfänger erhalten Chiffrierter Text= Geheimtext

12 Kryptosysteme a) Symmetrisches Kryptosystem b) Asymmetrisches Kryptosystem c) Kombiniertes Kryptosystem

13 Symmetrisches Kryptosystem Auch Single Key Zum Ver- & Entschlüsseln gleicher Schlüssel verw. Vorteile: arbeitet mit hoher Geschwindigkeit Nachteile: erhöhtes Sicherheitsrisiko der Schlüssel muss übermittelt werden Beispiele: IDEA, Blowfish, Twofish

14 14 Symmetrische Verschlüsselung

15 Asymmetrisches Kryptosystem Auch Public Key 15 Jeder der Korrespondenten hat ein Schlüsselpaar Vorteile: hohe Sicherheit Nachteile: langsam, hoher Rechenaufwand Beispiele: Verkehr: OpenPGP, S/MIME Kryptografische Protokolle: SSH, SSL/TLS

16 Asymmetrische Verschlüsselung

17 17 Kombiniertes Kryptosystem Auch Hybride Verschlüsselung Kombination aus Symmetrischem- und Asymmetrischem Kryptosystem Vorteile: schnell und löst Schlüsselverteilungsproblem

18 18 Kombinierte Verschlüsselung Daten werden mit zufälligem, symmetrischem Schlüssel (Session-Key) verschlüsselt. Session-Key wird asymmetrisch mit öffentlichem Schlüssel von Empfänger verschlüsselt.

19 19 Alte Verschlüsselungsverfahren Transposition: Zeichen/Buchstaben werden anders angeordnet Substitution: Zeichen/ Buchstaben werden durch andere Zeichen/ Buchstaben ersetzt Monoalphabetische Substitution Polyalphabetische Substitution

20 Geschichte Klassische Kryptographie Gartenzaunmethode Skytale Caesercode Vignere- Verschlüsselung Chiffriescheibe

21 21 Gartenzaunmethode Text ist über zwei Zeilen zu schreiben: Gartenzaunmethode G R E Z U M T O E A T N A N E H D Grezumtoeatnanehd

22 22 Skytale Absender wickelte Pergamentpapier um einen Stab, schreibt die geheime Botschaft darauf und schickt das wieder abgewickelte Pergamentpapier an Empfänger Schlüssel: Durchmesser der Skytale

23 23 Caesar- Verschlüsselung Verschlüsselung: jeder Buchstabe des Klartextes wird auf einen Geheimtextbuchstaben abgebildet Klar a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z Geheim D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C Schlüssel: Zahl der verschobenen Buchstaben Informatik= LQIRUPDWLN

24 24 Vigenere- Verschlüsselung Klartext: V i g e n e r e Schlüssel: B o n d B o n d WWTHOSEH

25 25 Chiffrierscheibe seit dem 15. Jahrhundert eines der 1. Geräte zur Verschl. Zwei drehbare Scheiben auf einer gemeinsamen Achse Eine Scheibe Klartextalphabet Eine Scheibe Geheimtextalphabet

26 Geb: Gest: Charles Babbage Englischer Philosoph, Erfinder und Mathematiker Erfinder von der Rechenmaschine: Analytical Engine gilt als Vorläufer unseres heutigen modernen Computers

27 27 Charles Babbage 2 Großartiger Kryptoanalytiker entschlüsselte 1854 die damals als unentschlüsselbar geltende Vigenere- Verschl. Veröffentlichte seine Erkenntnisse aber nicht "Die Entschlüsselung ist in meinen Augen eine der faszinierendsten Künste und ich fürchte, ich habe damit mehr Zeit vertan, als es wert war."

28 28 Kryptographie im zweiten Weltkrieg ENIGMA Ainigma= griech. für Rätsel Deutsche Verschlüsselungsmaschine aus dem zweiten Weltkrieg Erfinder: deutscher Elektroingenieur Arthur Scheribus Erstes Patent: 23. Februar 1918

29 29 ENIGMA- Aufbau und Funktion Tastatur Walzensatz (3 Walzen) Lampenfeld (Anzeige) Polyalph. Substitution Aufgrund der Rotation der verschieden Walzen wird jeder Buchstabe anders verschlüsselt OTTO z.b. PQSW

30 30 Geschichte 2 Moderne Kryptographie DES RSA PGP

31 31 DES (Data Encryption Standart) Entwickelt von IBA Symmetrischer Algorithmus Wegen nur 56 Bits als unsicher erklärt

32 32 RSA (Ronald Rivest, Adi Shamir & Leonard Adleman) Asymmetrischer Verschlüsslungsalgorithmus für Verschlüsselung und digitale Signatur verwendet a)privater Schlüssel: zum Entschlüsseln und signieren von Daten b)öffentlicher Schlüssel: zum Verschlüsseln & Prüfen der Signatur

33 33 PGP (Pretty Good Privacy) Hybrides Verschlüsselungssystem Von Phil Zimmerman, 1991 gute und zuverlässige Verschlüsselungsmechanismen Flexibel

34 34 Weitere moderne Algorithmen 3DES IDEA CAST Blowfish Twofish RC4, RC5/a, RC6 A5 Rijndael od. AES

35 35 Quantenkryptographie wird verwendet um zwei Parteien eine Zufallszahl (=Schlüssel) zur Verfügung zu stellen Nachrichten können 100% abhörsicher übertragen werden (z.b. One-Time-Pad) Quantenphysik: alle Phänomene und Effekte wo klassische Physik an ihre Grenzen stößt und welche sie nicht erklären kann.

36 36 Quellen /HTML/ _eff_des_faq.html#terms# wismar.de/~cleve/vorl/projects/krypto/ss04/koker- Kryptographie.pdf

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