Verschlüsselung / Codierung

Bücher zum Thema:

http://www.archmatic.com/glossar/z_verschluessel.htm

asymmetrische Verschlüsselung
Blocklänge
digitale ID / digitale Signatur
Kryptographie / Verschlüsselung
Paßwort
PGP
Verschlüsselungsalgorithmen
symmetrische Verschlüsselung
Steganografie
Transport Layer Security (TLS)

siehe auch (auf anderen Glossar-Seiten):

E-Mail
E-Mail-Protokolle

Wer sich über Verschlüsselung informieren will, muß viel Zeit haben. Jedes Land hat andere Bestimmungen, die rechtliche Lage ist daher mehr als kompliziert. Ein niederländischer Doktorand hat sich die Mühe gemacht, Informationen über Kryptographie auf seiner Website zu sammeln. Dabei geht es weniger um die Technik als um die rechtlichen Auswirkungen und Probleme. Beispielhaft ist die Sammlung der landesspezifischen Gesetze und Regulierungen, das Ergebnis von mehreren Jahren Sammeltätigkeit. Selbst Anwälte bescheinigen der Site eine hohe Verläßlichkeit der Informationen: cwis.kub.nl/~frw/people/koops/bertjaap.htm

asymmetrische Verschlüsselung

siehe unter Kryptographie / Verschlüsselung

Blocklänge

Eine Datei wird in Blöcken verschlüsselt, deren Länge vom verwendeten Algorithmus abhängt. Beim Blowfish-Verfahren werden beispielsweise erst die ersten 64 Bits einer Datei codiert, dann die nächsten 64 Bits und so weiter.
 

digitale ID / digitale Signatur

Die elektronische Unterschrift ist ein Versuch, sich auch im anonymen Internet eindeutig identifizieren zu können. Das ist vor allem gefragt bei Online-Einkäufen und beim Versenden von E-Mails mit sensiblem Inhalt. Noch - Ende 1998 - gilt die elektronische Unterschrift nicht als rechtlich anerkanntes Pendant zur "echten" Unterschrift einer Person. Doch in der Praxis werden im Internet Verfahren wie PGP (Pretty Good Privacy) angewendet und akzeptiert, die digitale Signaturen eindeutig einem Absender zuweisen:

• Dabei besitzen Absender einen öffentlichen und Empfänger einen privaten Schlüssel (Public und Private Key").
• Beim Verschicken einer E-Mail signiert der Absender diese mit seinem privaten Schlüssel, dem elektronischen Pendant zur "echten" Unterschrift.
• Der Empfänger prüft nun die Echtheit des Absenders, indem er die Signatur mit dem öffentlichen Schlüssel des Absenders decodiert. Läßt sich die Unterschrift so verifizieren, ist die Nachricht eindeutig vom Absender und außerdem nach dem Signieren nicht mehr nachträglich geändert worden.

In Zukunft werden zugelassene Zertifizierungs-Stellen Kennungen an Personen oder Firmen vergeben, die sich dort zuvor persönlich ausgewiesen haben. Dazu bestimmt das Multimediagesetz von August 1997 im Artikel 7, daß die Anbieter für die Vergabe der Signaturen eine Lizenz bei öffentlichen Stellen beantragen müssen.

Die Regulierungsbehörde für Telekommunikation und Post beauftragte 1998 die Deutsche Telekom mit dem Aufbau einer obersten Zertifizierungsstelle in Mainz. Die Zertifizierungsstellen sollen später von öffentlichen Institutionen, Unternehmen und Verbänden betrieben werden. Sie verkaufen an den Computernutzer ein Paar individueller Schlüssel zur Dokumenten-Kennzeichnung. Es gibt bereits 20 Anträge (Mitte 1998) auf Einrichtung einer Zertifizierungsstelle. Sie können aber noch nicht genehmigt werden: Die Anforderungen sind noch nicht klar definiert.
 

siehe auch:

• http://www.telekom.de/angebot/telesec/vertrau/index.htm

Kryptographie / Verschlüsselung

Zum Schutz vertraulicher Informationen werden mit Hilfe von Verschlüsselungs-Systemen, den sogenannten Kryptosystemen, nur verschlüsselte Datenpakete über das Netz versendet. Entsprechende Verschlüsselungsverfahren sind die Basis des abgesicherten Datenaustausches.

Hierfür haben Informatiker verschiedenartige Systeme entwickelt (siehe z.B. PGP). Sie basieren alle auf der Idee, daß nur jemand mit einem passenden Schlüssel eine verschlüsselte Nachricht entschlüsseln kann. Es gibt zwei gebräuchliche Verschlüsselungsverfahren:
 

• Die symmetrische Secret-Key-Verschlüsselung, bei der EIN geheimer Schlüssel zur Kodierung (Chiffrieren) und Dekodierung (Dechiffrieren) der Nachricht verwendet wird. Diese Variante setzen häufig Programme ein, die Daten verschlüsseln, die beim Anwender bleiben. Soll die codierte Datei jedoch weitergeben werden, muß dem Empfänger das Paßwort auf einem sicheren Übertragungsweg mitgeteilt werden. Da es neben dem Gespräch unter vier Augen keine wirklich sichere Methode gibt, wird dies zum Problem. Die asymmetrische Public-Key-Methode umgeht das:
• Die asymmetrische Public-Key-Verschlüsselung, bei der zwei Schlüssel, und zwar ein öffentlicher und ein privater / geheimer Schlüssel, verwendet werden. Der öffentliche Schlüssel ist jedem zugänglich, der geheime nur dem Teilnehmer. Außerdem können mit dem öffentlichen Schlüssel die Nachrichten kodiert und nur mit dem geheimen dekodiert werden:
  • Der Sender codiert seine Nachricht mit dem öffentlichen Schlüssel des Empfängers.
  • Eine so verschlüsselte Nachricht läßt sich dann nur mit dem privaten Schlüssel des Empfängers wieder entschlüsseln.

Die Vorsicht ist verständlich, denn E-Mails in die USA laufen etwa über Knoten, die von der NSA (National Security Agency), einer US-Geheimdienst-Behörde, kontrolliert werden. Ein Bericht der Europäischen Kommission bestätigt, daß die NSA nicht nur Telefone und Faxe, sondern auch E-Mails überwacht. Wie die Spione im Dienste der US-Regierung dabei möglicherweise technisch vorgehen, schildert der neuseeländische Autor Nicky Hager im Buch "Secret Power", das sich auf Interviews mit Neuseeländischen Geheimdienstleuten stützt. Ausschnitte über das "Echelon"-System, dessen Existenz offizielle Stellen nicht bestätigen, gibt es unter www.caq.com. Computerbesitzer fürchten darüber hinaus, daß Hacker über das Internet den Zugriff auf Festplatten bekommen und diese manipulieren können.

ALTERNATIVE 1: Noch zuverlässiger als die Codierung mit Krypto-Programmen, die Texte in ein Zahlen- und Buchstabenwirrwarr verwandeln, sind Verfahren der Steganografie (Geheimschrift-Lehre). Hier werden Daten unbemerkt in Bild- und Tonprogrammen verborgen, etwa in unverdächtigen Grafiken oder im elektronischen Rauschen.

ALTERNATIVE 2: Die amerikanische Zeitschrift Science berichtete Anfang April 1998, daß Roald Rivest, Verschlüsselungs-Experte des MIT einen alternativen Ansatz zur Sicherung der elektronischen Privatsphäre vorgestellt hat, der den aktuellen Streit über elektronische Schlüssel von Drittanbietern beenden könnte. Anders als konventionelle Verschlüsselungsprogramme verläßt sich die neue Technik von Rivest nicht darauf, jeweils nur die einzelnen Bits einer Nachricht zu verändern; vielmehr wird jedes Bit mit einem "message authentication code" (MAC) versehen und dann mit zufällig ausgewählten Bits vermischt, die fehlerhafte MACs enthalten und als "Spreu" bezeichnet werden. Der gewünschte Empfänger verwendet einen geheimen Code, den er mit dem Absender abgesprochen hat, um die gefälschten Bits herauszufiltern und damit "die Spreu vom Weizen zu trennen".
Eine Beschreibung der Methode kann unter theory.lcs.mit.edu/~rivest/chaffing.txt abgerufen werden.
 

Paßwort

Andere Bezeichnung für Kennwort oder Identifikation. Eindeutige Zeichenfolge, die Benutzern nach der Eingabe den Zugang zu einem Computersystem oder Netzwerk ermöglicht.

PGP

Abkürzung für "Pretty Good Privacy"  (zu deutsch etwa: ziemlich gute Vertraulichkeit): de-facto-Krypto (Verschlüsselungs)-Standard für sichere E-Mail-Kommunikation, das mit dem Public-Key-Verfahren (öffentliche Schlüssel) arbeitet. Bei Verwendung von PGP dauert es circa fünf Minuten, um die zwei Schlüssel zu kreieren (einen öffentlichen Schlüssel und einen privaten, geheimen Schlüssel). Jeder der beiden Schlüssel kann die Nachricht dechiffrieren, die vom anderen verschlüsselt wurde. Für die Aufbewahrung aller öffentlichen Schlüssel, die an alle Partner versendet werden, wird ein Schlüsselring benötigt; außerdem besitzt jeder seinen eigenen privaten Schlüssel. Um Nachrichten zu verschicken, werden diese mit dem entsprechenden öffentlichen Schlüssel des Adressaten verschlüsselt. Dieser kann die Nachricht dann mit dem geheimen Schlüssel dechiffrieren.
 

Verschlüsselungsalgorithmen:

• Blowfish
  Dieser sehr schnelle Algorithmus bietet besonders bei 32-Bit-Prozessoren eine gute Leistung. Ein Vorteil von Blowfish ist seine variable Schlüssellänge von 32 bis zu 448 Bits. Blowfish gilt als sehr sicher. Der Algorithmus wurde 1994 zum ersten Mal vorgestellt.
• Cast:
  Cast arbeitet ähnlich wie DES, ist aber zwei- bis dreimal schneller. Der Algorithmus unterstützt variable Schlüssellängen von 40 bis 128 Bits. Das bekannteste Programm, das Cast einsetzt, ist PGP. Der Algorithmus gilt als ziemlich sicher.
• Cayley-Purser-Algorithmus:
  ... veröffentlicht Anfang 1999 von Sarah Flannery, einem 16jähriges Mathematik-Genie aus Irland und benannt nach dem im 19. Jahrhundert aktiven Cambridge-Mathematiker Arthur Cayley und dem Baltimore-Gründer Michael Purser. Der Cayley-Purser-Algorithmus soll 22mal schneller sein als der gängige Krypto-Standard RSA.
  Die Teenagerin erklärte, die Idee zu dem neuen Algorithmus sei ihr in einem zweiwöchigen Praktikum bei Baltimore Technologies gekommen, einer Dubliner Firma für Datensicherheit. "Der Grundgedanke ist, Matrix-basierte Multiplikationen durchzuführen, statt die von RSA eingesetzte Technik zu verwenden" erläutert Flannery:
  Während die RSA-Verschlüsselung auf extrem langen Zahlenkolonnen basiert (je länger der Zahlenschlüssel, desto sicherer der Code, umso länger dauert die Codierung) nutzt der Cayley-Purser-Algorithmus kleine Zahlen, multipliziert sie aber.
  Flannery hat mit ihrem neuen Algorithmus den ersten Preis in einem Wettbewerb für irische Jungwissenschaftler gewonnen und hat es nun sogar auf das Titelblatt der Londoner Times geschafft. Jüngst berichtete die irische Presse, Flannery wolle auf die Patentierung ihrer Erfindung verzichten. Sie sei Mathematikerin, wirtschaftliche Interessen habe sie keine.
• Cobra 128:
  Der Algorithmus aus dem Jahr 1996 gilt als Mutation von Blowfish mit einigen Erweiterungen. Ursprünglich wurde Cobra 128 als Chiffrierer mit 24 Verschlüsselungsrunden und einer Schlüssellänge von 576 Bits entworfen. Durch seine offene Architektur kann er auf größere oder kleinere Blocklängen erweitert beziehungsweise verkleinert werden.
• DES:
  Abkürzung für "Data Encryption Standard" (Datenverschlüsselungs-Standard) • Von IBM entwickeltes Verschlüsselungssystem von 1974, das seit 1977 von der US-Regierung als offizielles Datenchiffriersystem eingesetzt wird. In einer symmetrischen Verschlüsselung werden Blöcke zu je 64 Bits mit einem 56-Bit-Schlüssel codiert. DES ist weitverbreitet, wurde allerdings schon einmal geknackt: In einer Gemeinschaftsaktion haben Anfang 1998 Zehntausende Computer in aller Welt über das Internet eine DES-chiffrierte Nachricht in mehreren Wochen entschlüsselt.
• Gost:
  Dieser Algorithmus ist eine Entwicklung aus der früheren Sowjetunion und gilt als Gegenstück zum DES. Obwohl Gost schon lange existiert, sind bis heute noch keine Schwächen bekannt. Seine Schlüssellänge beträgt 256 Bits.
• Idea:
  Idea ist ein möglicher Ersatz für DES. Der Algorithmus arbeitet wie DES mit 64-Bit-Blöcken, benutzt aber einen 128-Bit-Schlüssel.
• PC1:
  Dieser Algorithmus ist 100prozentig kompatibel zu RC4.
• RC2, RC4, RC5:
  Die Verschlüsselungs-Algorithmen RC2 und RC4 bieten gegenüber DES eine optional größere Sicherheit, denn die Länge der Schlüssel ist hier variabel. Für den Export aus den USA muß die Schlüssellänge jedoch auf 40 Bits beschränkt werden (Stand 1998). Es gibt aber immerhin die Möglichkeit, eine zusätzliche, bis zu 40 Bit lange Zeichenkette an den Schlüssel anzuhängen.
  RC5 bietet eine Schlüssellänge von 2048 Bits, darf allerdings nicht aus den USA exportiert werden.
• RSA:
  Aus den Anfangsbuchstaben der Erfinder (Rivest, Shamir und Adleman) zusammengesetzte Bezeichnung für ein Datenverschlüsselungssystem. Das Verfahren beruht wie die anderen bekannten Public-Key-Verfahren auf der Primfaktorzerlegung von Zahlen, die für hinreichend große Zahlen selbst auf Hochleistungsrechnern nicht in vernünftigen Zeiträumen zu leisten ist.
• S/MIME:
  Abkürzung für "Secure MIME". MINE-Ergänzung für Verschlüsselung und digitale Signaturen aus dem Hause RSA Data Security Inc. Ob S/MIME zum Internet-Standard wird, ist 1998 noch unklar.
• Triple-DES
  Dieser Algorithmus erhöht die Sicherheit des normalen DES-Verfahrens, indem die Daten mit dreifacher Schlüssellänge (168 Bits) verschlüsselt werden.
• TrustedMIME:
  ... von Siemens Anfang 1999 auf den Markt gebrachte Verschlüsselung mit einem 128-Bit-langen Schlüssel und einer zuverlässige Authentisierung sowie Fälschungssicherheit in der E-Mail-Kommunikation. Dies bewirken ergänzend eingesetzte asymmetrische Schlüssel mit einer Länge von bis zu 2048 Bit für die digitale Signatur. Das Verschlüsselungsprogramm integriert sich bei der Installation automatisch in die weit verbreiteten E-Mail-Programme Microsoft Outlook/Exchange und Lotus Notes.

Schlüssellänge

Mit dem Verschlüsselungs-Schlüssel, der normalerweise aus einem Paßwort generiert wird, werden die Daten codiert. Die Schlüssellänge hängt ab vom verwendeten Algorithmus. Je länger der Schlüssel ist, desto schwieriger ist es, die codierten Daten zu knacken.
 

symmetrische Verschlüsselung

siehe unter Kryptographie / Verschlüsselung

Steganografie

Ein steganographisches Verfahren verheimlicht, daß überhaupt geheime Daten existieren. Der Gedanke dahinter: Wo niemand geheime Daten vermutet, wird sie auch niemand suchen. Steganographie-Software versteckt die geheime Datei in einem anderen Dokument. Als sogenannte Trägerdateien dienen in der Regel meist Bilder, Sound-, Video- oder Textdateien. Dieses Verfahren kann man nicht nur zum Schutz von Daten benutzt werden sondern wird auch zur Kenntlichmachung von Urheberrechten verwendet.

Wer von der Verschlüsselung nichts weiß, nutzt die betreffende Trägerdatei ohne Einschränkungen mit der passenden Anwendung. Nur wer über die Verschlüsselung informiert ist und zudem den Zugriff auf den verwendeten Kodierungs-Schlüssel hat, kann die in der Trägerdatei enthaltenen Informationen entschlüsseln und für sich nutzbar machen.

siehe auch:

• Fraunhofer Institut für graphische Datenverarbeitung (IGD): www.igd.fhg.de
• www.steganography.com

Wassenaar

Im Vorfeld des Jubiläums "50 Jahre Menschenrechtserklärung" haben Ende Dezember 1998 dreiunddreißig Staaten das Wassenaar-Abkommen unterzeichnet. Darin wird versucht, mittels international gültigen Exportkontrollen das Verschieben von Waffen einzudämmen. So wollen die Beteiligten dem Grundrecht auf körperliche Unversehrtheit näherkommen. Gleichzeitig rücken sie damit ab vom Recht auf Privatsphäre. Denn im Abkommen wird auch der Export von wirkungsvoller Verschlüsselungs-Software unterbunden. Kryptografie ist deshalb unter die Gattung der Waffen eingeordnet worden, weil die Anleitungen zum Bau einer Senfgasfabrik oder einer Atombombe auf diese Art verschickt werden könnten, ohne daß es jemand mitbekommen würde. Dies ist die Argumentation amerikanischer Bundesbehörden.

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In diesem Buch wird ein Programmpaket entwickelt, das dem Bedarf an leistungsfähigen Erweiterungen der Programmiersprachen C und C++ für Berechnungen mit großen Zahlen vollauf genügt. Es präsentiert Funktionen und Methoden, die hinsichtlich theoretischer Fundierung, Stabilität und Performanz professionellen Ansprüchen genügt. Deren Anwendung wird an einer objektorientierten Implementierung des RSA-Kryptosystems demonstriert. Die beiliegende CD-ROM bietet den Lesern, denen es primär um den praktischen Einsatz der Programmfunktionen geht, eine stabile Plattform für eigene Anwendungen.

Moderne Verfahren der Kryptographie. Von RSA zu Zero- Knowledge.
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1998. Taschenbuch. Vieweg - ISBN: 3528165901
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Aus dem Inhalt
  1. Mathematische Grundlagen
  2. Kryptographische Grundlagen
  3. Einfache Protokolle
  4. Zero-Knowledge Verfahren
  5. Multiparty Computations
  6. Anonymität
  7. Exotische Probleme

Internet- Kryptographie. Richard E. Smith 1998. Gebundene Ausgabe. 372 Seiten Addison-Wesley, Bonn; ISBN: 3827313449 Preis: DM 79,90 (EUR 40,85) Aus dem Inhalt Grundlagen der Vernetzung und Krytographie und Schüsselverwaltung: - Verschlüsselung auf IP-Ebene mit IPSE - Virtuelle private Netze (VPN) - Sichere E-Mail - Sichere Web-Transaktionen mit SS - Internet-Firewalls - Public-Key-Zertifikate - Deutsches Signaturgesetz

Digitale Signatur. Grundlagen, Funktion und Einsatz.
F. Bitzer, K. M. Brich

1999. Taschenbuch. 220 Seiten. Springer-Verlag - ISBN: 3540655638
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Seit 1997 sind die gesetzlichen Rahmenbedingungen in Deutschland für rechtlich gesicherte Vorgänge im Internet geschaffen. Zentraler Bestandteil ist die digitale Signatur. Die Autoren erklären anschaulich und detailliert deren Konzept und Einsatzmöglichkeiten. Die Funktionen von Signatur, Trustcenter, Chipkarte und asymmetrischem Schlüsselverfahren werden dargestellt und durch zahlreiche Diagramme verdeutlicht. Die Informationen dienen als Entscheidungsgrundlage für den Einsatz der digitalen Signatur in Firmen, Institutionen und Behörden. Die Anwendungsbeispiele beziehen sich auf Business-to-Business- und Business-to-Customer-Beziehungen in Intranet und Internet. Das Werk wendet sich vor allem an Produzenten digitaler Medien sowie Entscheider in Wirtschaft und Verwaltung.

Safer Net. Kryptografie im Internet und Intranet.
Klaus Schmeh

1998. Taschenbuch
dpunkt-Verlag, Heidelberg; ISBN: 3932588231
Preis: DM 78,00 (EUR 39,88)

Das Besondere an dem Buch ist, daß nicht nur die Theorie (kryptografische Verfahren), sondern auch die Praxis (TCP/IP-Protokolle, Produkte, Standards) betrachtet wird.

  
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