Definition • Kryptographie (kryptos=geheim; gráphein=schreiben), =Wissenschaft zur Verschlüsselung von Informationen Ziel: die Geheimhaltung von Informationen Kryptographie, Kryptoanalyse bilden die Kryptologie •Problem der Kryptografie: Kommunikationspartner müssen sich mit gemeinsamen Schlüssel verständigen Schlüsselaustauschproblem •gebräuchliche Methoden: Transposition, Substitution( Sicherheit abhängig von Länge des Satzes)
Methoden Transposition:
Substitution:
• Buchstaben werden anders angeordnet z.B: Skytale(= Holzstab mit einem Lederband)
• Ersetzung von Buchstaben durch andere Buchstaben oder durch Symbole z.B: Cäsar Chiffre
Symmetrische Verschlüsselung • arbeiten mit einem Schlüssel: zur Ver-,Entschlüsselung • Verfahren sind schnell; bei langen Schlüsseln bieten sie sie hohe Sicherheit • Funktion: Klartext mit einem Schlüssel in einen Geheimtext umzuwandeln; mit dem selben Schlüssel, Geheimtext wieder in den Klartext umgewandelt • am besten eignet für das Verschlüsseln von Dateien, Verzeichnissen und Laufwerken
Asymmetrische Verschlüsselung • Man arbeitet mit einem Schlüsselpaar: öffentlichen zum Verschlüsseln, privaten Schlüssel zum Entschlüsseln • Damit ein Sender einem Empfänger eine verschlüsselte Nachricht schicken kann, muss der Empfänger seinen öffentlichen Schlüssel dem Absender bekannt machen. • Schlüsselpaar, mathematischen Algorithmus Zusammenhang • Das Problem: Verteilung der öffentlichen Schlüssel; Übergabe des öffentlichen Schlüssels beim Erstkontakt;
Konventionelle Verschlüsselung • einfaches Beispiel z.B: Ersetzungschiffriercode • Informationsbestandteile gegeneinander ausgetauscht; durch Vertauschen einzelner Buchstaben im Alphabet • Julius Cäsars Verschlüsselungscode: Alphabet wird dabei verschoben( Schlüssel= Anzahl der Zeichen um die Alphabet verschoben wurde
Verfahren - Spiegelschrift - Caesar-Chiffrierung: Schlüsselwert 3 • Vorteile: Schlüssel ist kurz, leicht zu merken bzw. zu übertragen, Verschiebung leicht zu berechnen • Nachteile: Schlüsselübermittlung muss geheim erfolgen; wenig Schlüssel Möglichkeit alle Schlüssel zu probieren; Buchstabenhäufigkeit - Vigenère-Verschlüsselung • Polyalphabetische Verschlüsselung, d.h. ein Wort wird als Schlüssel eingefügt und das Alphabet wird jeweils umsortiert. - Die Enigma • Mehrere Rotorscheiben hintereinander, mit unterschiedlicher “Schlüsselzahl” rotiert werden; Ergebnis ist entscheidend - One-Time-Pad • Jeder Schlüssel wird nur einmal verwendet (große Mengen an Schlüsseln benötigt)
Beispiele Cäsars Verschlüsselungscode: • Cäsars Schlüsselwert 3 • alle Buchstaben um drei Stellen verschoben: A=D, B=E, C=F usw. • ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ • DEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABC • gemessen an heutigen Standards sehr einfacher Verschlüsselungscode
Einsatzgebiete • • • •
sensible Daten in der Wissenschaft Abwicklung von Geschäftsvorgängen Vertrauliche Informationen im Privatleben Verschlüsseln von Dateien, Verzeichnissen und Laufwerken
Geschichte der Kryptographie 1 • Zu Beginn immer ein lesbarer Text, in einen Geheimtext umgewandelt, für Personen lesbar , die den Schlüssel kennen Kryptosystem • Stenographie verbirgt Kanal über den kommuniziert wird • früheste schriftliche Aufzeichnung von Kryptographie vom 3. Jhr. v.Chr. Im alten Ägypten, religiöse Texte verschlüsselt (nicht jeder war dazu berechtigt die heiligen Texte zu lesen) • Im Mittelalter verfasste ein Mönch Verschlüsselungsmethoden
Geschichte der Kryptographie 2 • Karl der Große, Hildegard von Bingen verschlüsselten mit bisher unbekanntem Alphabet • In der Renaissance, alte Verfahren weiterentwickelt • Chiffrierscheibe von Leon Battista Alberti erfunden • Blaise de Vignére veröffentlichte Tabula recta(Tafel mit einer Geheimschrift; erst 300 Jahre später von Babbage entziffert) • Anthony Babington wollte Kaiserin Elisabeth I. ermorden; Maria Stuart(im Gefängnis) auf Thron bringen; Er schrieb ihr verschlüsselte Briefe die abgefangen wurden Beide wurden hingerichtet
Geschichte der Kryptographie 3 • Anthony Babington wollte Kaiserin Elisabeth I. ermorden; Maria Stuart (im Gefängnis) auf Thron bringen; Er schrieb ihr verschlüsselte Briefe die abgefangen wurden Beide wurden hingerichtet • Im 19 Jhd. gab es das Beale-Chiffre: eine verschlüsselte Schatzkarte; gilt bis heute als unentziffert • Die Dorabella-Chiffre: in einem Brief verfasst, Edward Elgar an eine Bekannte schrieb; bis heute ungelöst • Aufschwung der Telegrafie Aufkommen neuer Möglichkeiten
