Was ist Kryptographie mit geheimen Schlüsseln?
Die Kunst der Kryptographie oder der Kommunikation im Code kann in drei große Kategorien unterteilt werden: Kryptographie mit öffentlichem Schlüssel, bei der ein Schlüssel zur Verschlüsselung und ein separater Schlüssel zur Entschlüsselung verwendet werden. Hash-Funktionen, die auf mathematischen Konvertierungen beruhen, um die Informationen dauerhaft zu verschlüsseln; und Kryptographie mit geheimen Schlüsseln, bei der derselbe Schlüssel für die Verschlüsselung und Entschlüsselung der übertragenen Daten verwendet wird. Die letzte Kategorie leitet ihren Namen von der Tatsache ab, dass sowohl der Absender als auch der Empfänger ihren Schlüssel geheim halten müssen, um zu verhindern, dass Nachrichten von Dritten erfolgreich abgefangen werden.
Die Kryptografie mit geheimen Schlüsseln, die auch als symmetrische Verschlüsselung bezeichnet wird, kann je nach Art des verwendeten Kodierungsschemas in zwei Haupttypen unterteilt werden. Mit Stream-Chiffren können beispielsweise Sender und Empfänger den geheimen Schlüssel ständig aktualisieren und ändern. Blockchiffren verschlüsseln dagegen konsistent jeweils einen Datenblock. Darüber hinaus speisen sich selbstsynchronisierende Stream-Chiffren vom vorherigen Datenvolumen ab, im Gegensatz zu synchronen Stream-Chiffren, die einen Schlüssel abarbeiten, der unabhängig vom Volumen und dem Fortschritt der Nachricht ist.
Es gibt vier Hauptmodi für die Verschlüsselung mit geheimen Schlüsseln. Der EZB-Modus (Electronic Codebook Mode) entspricht der niedrigsten Verschlüsselungsstufe. Cipher Block Chaining (CBC) integriert eine Sender-Empfänger-Rückkopplungsschicht in die EZB-Gleichung. Mit Cipher Feedback (CFB) können Daten auf einer viel kleineren Zeichenebene verschlüsselt werden. und Output Feedback (OFB) verwendet einen noch komplexeren, unabhängigen Codierungsalgorithmus, um zu verhindern, dass zwei Datenblöcke auf dieselbe, identische Weise codiert werden.
Alles in allem ist die Kryptographie mit geheimen Schlüsseln ein Paradies für Mathematiker, das sowohl durch die Komplexität des maßgeblichen Algorithmus als auch durch die Häufigkeit, mit der dieser Algorithmus oder Schlüssel geändert wird, komplexer werden kann. Eine alltägliche Anwendung, die die Kryptographie mit geheimen Schlüsseln verwendet, ist die fortlaufende Übertragung von Bezahlfernsehinhalten an einen Kabel- oder Satellitenabonnenten. Mit der zunehmenden Piraterie dieser Signale bemühen sich auch Kabel- und Satellitenunternehmen, ständig neue Entschlüsselungsschlüssel auf die Smartcards in den einzelnen Empfängern zu aktualisieren und herunterzuladen.
Zum Schutz der Telefonleitung, die das Weiße Haus und den Kreml direkt verband, wurde eine komplexe Form der Kryptographie mit geheimen Schlüsseln verwendet. Bekannt als One-Time-Pad (OTP), generiert es einen sehr großen Satz von Zufallszahlen, die nur einmal als Decodierschlüssel verwendet werden. Man sagt, dass diese Art der Verschlüsselung unmöglich ist, wenn sie richtig verwendet wird.