1. Definition:
Die Kryptografie ist die Wissenschaft der Informationsverschlüsselung und eine Teilmenge der Lehre der Kryptologie. Ziel der Kryptografie ist es, eine Information derart zu bearbeiten, dass sie vor dem Zugriff Unberechtigter geschützt und nur dem berechtigten Absender und dem berechtigten Empfänger zugänglich ist.
2. Ziele der Kryptografie
- Authentizität: Sicherstellung, dass eine Nachricht wirklich vom Absender stammt, der sich als Absender der Nachricht herausgibt. Erhält ein Kunde zum Beispiel eine Rechnung, so muss er davon ausgehen können, dass die Rechnung auch tatsächlich vom dem Absender stammt, von dem sie vorgibt, zu sein.
- Vertraulichkeit: Sicherstellung, dass eine Nachricht nur von der Person gelesen werden kann, für die die Nachricht vom Absender bestimmt ist. Eine Rechnung sollte also tatsächlich nur vom eigentlichen Empfänger geöffnet werden können.
- Integrität: Sicherstellung, dass eine Nachricht während dem Transport auf dem Übertragungsweg nicht verändert wird. Es darf also beispielsweise nicht passieren können, dass Beträge einer Rechnung durch Unbefugte ungemerkt geändert werden können.
- Verbindlichkeit: Der Urheber der Daten oder Absender einer Nachricht soll nicht in der Lage sein, seine Urheberschaft zu bestreiten, d. h., sie sollte sich gegenüber Dritten nachweisen lassen
3. Geschichte
- erste
Funde
kryptografischer Methoden: im alten
Ägypten
(Hieroglyphen)
→ Abweichung vom bekannten Hieroglyphensatz – Geheimzeichen
- Ende 19. Jh. elektrische Kommunikation mit Telegrafie → Geheimschrift zur Übertragung sensibler Informationen über potenziell unsichere Medien
- Verfeinerung dieser Entwicklungen und der kryptografischen Methoden
- 2.
Weltkrieg:
Übermittlung militärischer
Befehle
elektrisch
via Funk
oder Draht → Kryptografie nicht mehr manuell, sondern mechanische
Systeme
→ deutsche Verschlüsselungsmaschine
Enigma:
schnelle Ver- und
Entschlüsselung (wurde im Krieg durch britische Fachleute
geknackt)
- Ende 40er Jahre des 20. Jh: Einleitung der modernen Kryptografie durch Artikel „Communication Theory of Secrecy Systems“ (Claude Shannon) → moderne Kryptogrfie beruht auf mathematischen Verfahren und Algorithmen
- komlexere kryptografische Verfahren durch aufblühende Computertechnik und Kalten Krieg (doch Entwicklung und Nutzung im Geheimen)
- Ende 20. Jh. für sichere Kommunikation und sichere Berechnungen eingesetzt Methoden der Kryptografie: → Unterteilung in klassische und moderne Verfahren klassische Verfahren: kein Einsatz elektronischer Rechner, Verschlüsselung durch Ersetzung von Buchstaben und Buchstabengruppen (heute veraltet, unsicher)
- Transposition: Buchstaben werden anders angeordnet (z.B. Gartenzaunmethode, Skytale)
- Substitution: Buchstaben werden durch jeweils anderen Buchstaben oder Symbol ersetzt → Monoalphabethische Substitution oder Polyalphabetische Substitution (z.B. Caesar- Verschlüsselung, Vingenère- Verschlüsselung
4. Moderne Verfahren
- Codebuch moderne Verfahren: Verfahren arbeiten nicht mit ganzen Buchstaben, sondern mit einzelnen Bits der Daten
- Symmetrische Verfahren: (=Secret-Key-Verfahren) Ein Schlüssel ver- und entschlüsselt Daten, den berechtigte Empfänger und Absender zur Verfügung haben. Nachteil: wird der Schlüssel ausgetauscht, kann er von Unberechtigten abgehört und somit die späteren Nachrichten entschlüsselt werden.
- Beispiel:
Markus schickt an Johann eine Textnachricht: "8 1 12 12 15". Da sie
vorher festlegten, das jede Zahl für einen Buchstaben in alphabetischer
Reihenfolge steht, kann Johann den Text entschlüsseln: "H A L L
O".
- Asymmetrische Verfahren: (=Public-Key-Verfahren) Im Gegensatz zur symmetrischen Verschlüsselung gibt es zwei Schlüssel: den öffentlichen und den privaten Schlüssel. Der private Schlüssel entschlüsselt Daten und erzeugt digitale Signaturen, während der öffentliche Schlüssel Daten verschlüsselt und erzeugte Signaturen auf ihre Authenzität überprüft.
Beispiel: Markus will Johann eine weitere Nachricht schicken. Ihm liegt sie als Klartext vor. Er verschlüsselt sie mit dem öffentlichen Schlüssel (Zahlen entsprechen alphabetischen Buchstaben), den er von Johann mitgeteilt bekam und sendet sie an Johann: "24 3 36 36 45". Johann kann nun diese mit seinem privaten Schlüssel entschlüsseln (Zahlen müssen durch 3 dividiert und dann auf das Alphabet angewandt werden). Nun hat er seinen Klartext: "H A L L O"
5. Quellen
Textquellen:
Netplanet
Wikipedia
Studyflix
Kryptowissen
Bildquellen:
Schlüssel
Hieroglyphen
Enigma
Nachrichten