Einführung Verschlüsselung Mag. Dr. Klaus Coufal

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1 Einführung Verschlüsselung Mag. Dr. Klaus Coufal

2 Verschlüsselung Symmetrisch Asymmetrisch Rechenleistung Primzahlenzerlegung Quantenkryptographie Schlüsselverwaltung Dr. Klaus Coufal Einführung Verschlüsselung 2

3 Symmetrische Verschlüsselung Der Schlüssel für die Verschlüsselung und Entschlüsselung ist gleich und muß daher beiden Kommunikationspartnern bekannt sein. Schlüsseltausch problematisch Bleibt lange Zeit konstant und ist daher der leichter herauszufinden Dr. Klaus Coufal Einführung Verschlüsselung 3

4 Einfachverschlüsselung Substitutionsverfahren Cäsarcode, Zeichencodes,... Transpositionsverfahren Permutation, Zick Zack,... Kombinationen daraus Dr. Klaus Coufal Einführung Verschlüsselung 4

5 Private Key Verfahren Polyalphabetische Substitution Produktverschlüsselung Blockverschlüsselungen ECB (Electronic Code Book) CBC (Cipher Block Chaining) CFB (Cipher Feed Back) OFB (Output Feed Back) Bitstromverschlüsselungen Dr. Klaus Coufal Einführung Verschlüsselung 5

6 Asymmetrische Verschlüsselung Bei der asymmetrischen Verschlüsselung sind die Schlüssel für die Verschlüsselung bzw. Entschlüsselung verschieden Kein Schlüsseltausch notwendig Einer der beiden Schlüssel wird öffentliche verfügbar (public) gemacht. Dr. Klaus Coufal Einführung Verschlüsselung 6

7 Public Key Verfahren Merkel Hellman Verfahren RSA (Rivest, Shamir, Adleman, 1978) Verfahren Für verschlüsselte Kommunikation wird der Verschlüsselungsschlüssel public Für die digitale Unterschrift wird der Entschlüsselungsschlüssel public Dr. Klaus Coufal Einführung Verschlüsselung 7

8 DES DES (Data Encryption Standard) Amerikanischer Standard, in Polen entwickelt, Chip unterliegen dem Exportembargo 3DES (Triple-DES) Dr. Klaus Coufal Einführung Verschlüsselung 8

9 Sicherheit RSA Schlüsseltext=Klartext e (mod n) Klartext=Schlüsseltext d (mod n) (e,n) Public Key (d,n) Secret Key n ist das Produkt zweier sehr großer Primzahlen (100-stellig und mehr) Dr. Klaus Coufal Einführung Verschlüsselung 9

10 Zahlenbeispiel p=11, q=19 und e=17 n=209, d=53 Klartext 5 ergibt Schlüsseltext 5 17 (mod 209) = 80 und Schlüsseltext 80 ergibt Klartext (mod 209) = 5 Kann durch Faktorisieren von n gebrochen werden (zeitaufwendig) Dr. Klaus Coufal Einführung Verschlüsselung 10

11 Sicherheit PGP PGP ist eine Anwendung des RSA- Verfahren, daß diese Methode in das e- Mail-System (den Client) einbindet bzw. beliebige Texte über die Zwischenablage behandeln kann. lokale Schlüsselverwaltung integriert Verschlüsselung und Signatur möglich Dr. Klaus Coufal Einführung Verschlüsselung 11

12 Rechenleistung Mit steigender Rechenleistung (Taktrate, Parallelisierung) wird das Brechen der Verschlüsselung in kürzerer Zeit möglich. Mit steigendem Hauptspeicher ebenfalls, da vorberechnete Tabellen zum Einsatz kommen können. Dr. Klaus Coufal Einführung Verschlüsselung 12

13 Primzahlenzerlegung Der Schutz der meisten bestehenden Verfahren beruht darauf, daß die Primzahlenzerlegung (Faktorisierung) von großen Zahlen sehr zeitaufwendig ist. Das ist aber weder bewiesen noch widerlegt! Dr. Klaus Coufal Einführung Verschlüsselung 13

14 Quantenkryptographie Quantencomputer ermöglichen eine einfache Faktorisierung auch großer Primzahlen. Quantenkryptographie gilt derzeit als unknackbar, da jeder Versuch die Daten abzufangen diese zerstört. Dr. Klaus Coufal Einführung Verschlüsselung 14

15 Schlüsselverwaltung 1 Das verbleibende Problem ist die Schlüsselverwaltung Wie kann sichergestellt werden, daß bestimmter Schlüssel zu einer bestimmten Person gehört? Persönliche Übergabe weltweit? Übertragung über ? Dr. Klaus Coufal Einführung Verschlüsselung 15

16 Schlüsselverwaltung 2 Zentrale hierarchische Schlüsselverteilung Zentrale Schlüsselverwaltung z.b.: BMJ Notar1 Beglaubigt von BMJ Notar2 Beglaubigt Notar3 Beglaubigt Firma1 Beglaubigt von Notar1 Firma2 Beglaubigt von Notar3 Dr. Klaus Coufal Einführung Verschlüsselung 16