Kryptologie – Grundbegriffe Oberstufe

Kryptologie kommt aus dem Griechischen: kryptós = verborgen, lógos = Lehre.

                  Kryptologie
          ┌────────────┴────────────┐
    Kryptographie              Kryptoanalyse
 (Verfahren entwickeln:      (Verfahren brechen:
  Daten verschlüsseln)        ohne Schlüssel entziffern)

Nahe verwandt ist die Steganografie: Sie versteckt, dass es überhaupt eine Nachricht gibt.

Fachbegriffe

Merke

Symbol	Begriff	Bedeutung
M	Klartext (message)	lesbare Nachricht
C	Geheimtext (ciphertext)	verschlüsselte Nachricht
K	Schlüssel (key)	Geheimnis für die Umwandlung
	Schlüsselraum	Menge aller möglichen Schlüssel
E	Verschlüsselung (encryption)	E(M, K) = C
D	Entschlüsselung (decryption)	D(C, K) = M

Beispiel Caesar: Der Schlüsselraum hat nur 26 Elemente (Verschiebungen 0–25). Bei n Personen, die paarweise geheim kommunizieren wollen, braucht man n · (n − 1) / 2 Schlüssel: bei 3 Personen 3, bei 5 Personen schon 10.

Zwei Arten klassischer Verfahren

Substitution (Ersetzen)	Transposition (Umstellen)
Buchstaben werden durch andere Zeichen ersetzt	Buchstaben bleiben gleich, ihre Reihenfolge ändert sich
Caesar, Vigenère	Skytale, Gartenzaun

Die Skytale

Die Spartaner wickelten einen Lederstreifen um einen Stab mit bestimmtem Durchmesser und schrieben die Nachricht längs darauf. Abgewickelt ergab sich scheinbarer Buchstabensalat. Der Stabdurchmesser ist der Schlüssel.

Kerckhoffs' Prinzip

Merke: Kerckhoffs' Prinzip (1883)

Die Sicherheit eines Verschlüsselungsverfahrens darf nicht davon abhängen, dass das Verfahren geheim bleibt. Sie darf nur auf der Geheimhaltung des Schlüssels beruhen.

Deshalb sind moderne Verfahren wie AES und RSA öffentlich bekannt und werden von Fachleuten weltweit geprüft.

Weitere Grundsätze von Kerckhoffs

Ein gutes System soll im Wesentlichen unentzifferbar sein, keine Geheimhaltung des Verfahrens erfordern, einen leicht zu übermittelnden Schlüssel haben, transportabel sein und einfach anwendbar sein. Aufgabe: Bewerte das RSA-Verfahren nach diesen Grundsätzen.