Hybride Verschlüsselung Oberstufe
Asymmetrische Verfahren lösen das Schlüsseltauschproblem, sind aber langsam. Symmetrische Verfahren sind schnell, haben aber das Schlüsseltauschproblem. Die Lösung in der Praxis: beides kombinieren.
Vergleich
| Verfahren | Grundidee | Vorteile | Nachteile | Schutzziele |
|---|---|---|---|---|
| symmetrisch (z. B. AES) | ein gemeinsamer geheimer Schlüssel | sehr schnell, gut für große Datenmengen | Schlüsseltausch schwierig, viele Schlüssel bei vielen Partnern | Vertraulichkeit |
| asymmetrisch (z. B. RSA) | Schlüsselpaar aus öffentlichem und privatem Schlüssel | kein geheimer Austausch nötig, Grundlage für Signaturen | langsam, rechenintensiv | Vertraulichkeit; mit Signaturen auch Integrität und Authentizität |
| hybrid | asymmetrisch einen Sitzungsschlüssel übertragen, Daten dann symmetrisch verschlüsseln | sicherer Schlüsseltausch und hohe Geschwindigkeit | komplexer, beide Verfahren müssen korrekt zusammenspielen | Vertraulichkeit; mit Zertifikaten auch Integrität und Authentizität |
Ablauf
Merke: Hybride Verschlüsselung
- Bob erzeugt ein Schlüsselpaar (öffentlich/privat).
- Bob veröffentlicht seinen öffentlichen Schlüssel.
- Alice möchte Bob eine Nachricht senden. Sie erzeugt einen zufälligen symmetrischen Sitzungsschlüssel, der nur für diese Sitzung gilt.
- Alice verschlüsselt ihre Nachricht mit dem Sitzungsschlüssel (schnell, z. B. AES).
- Alice verschlüsselt den Sitzungsschlüssel mit Bobs öffentlichem Schlüssel.
- Alice sendet beides: verschlüsselte Nachricht und verschlüsselten Sitzungsschlüssel.
- Bob entschlüsselt zuerst den Sitzungsschlüssel mit seinem privaten Schlüssel.
- Mit dem Sitzungsschlüssel entschlüsselt Bob die Nachricht.
text
Alice Bob
───── ───
Nachricht ──[AES mit Sitzungsschlüssel]──► Geheimtext ─────────► [AES] ──► Nachricht
▲
Sitzungsschlüssel ──[RSA mit Bobs öff. Schlüssel]──► ─────► [RSA mit Bobs priv. Schlüssel]Im Alltag
Jedes Mal, wenn du eine Website über HTTPS öffnest, passiert genau das: Browser und Server handeln per asymmetrischer Kryptographie einen Sitzungsschlüssel aus, und der eigentliche Datenverkehr läuft symmetrisch verschlüsselt (TLS). Auch ein VPN verschlüsselt den Transportweg auf ähnliche Weise.
Aufgabe
Bringe die acht Schritte oben ohne nachzusehen in die richtige Reihenfolge und zeichne dazu eine eigene Skizze mit Alice, Bob und den drei Schlüsseln.