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KryptologieVon Dominik Herkel und Oliver Kaiser

Inhaltsverzeichnis 1/2

Allgemeines Definitionen CIA Geschichte

Inhaltsverzeichnis 2/2

Kryptographie Kryptoanalyse Entwicklungen Referenzmaterial Quellen

Allgemeines

Unterteilt in Kryptographie und Kryptoanalyse

Heutzutage von groer Bedeutung

Gesetzliche Vorschriften

Schafft Vertrauen

Definitionen 1/2

Cipher Klartext Ciphertext Iteration

Definitionen 2/2

Permutation Substitution Feistel-Netzwerk Biclique Graph (Bipartiter Graph)

CIA

Confidentiallity (Vertraulichkeit)

Integrity (Integritt)

Authentication (Authentifizierung)

Geschichte

Verschlsselung per Hand, Verschlsselung per Maschine und Epoche der Verschlsselung mit dem Computer

berblick

Epochen Verschlsselung von Hand Skytale, Caesar Chiffre, Vigenre Verschlsselung mit der Maschine One-Time-Pad, Enigma Verschlsselung mit dem Computer DES, RSA & Diffie-Hellman

Skytale

Enigma

Enigma Funktionsweise

Symmetrische Algorithmen

Allgemeines, Vorteile, Nachteile und Spezifische

Allgemeines

Basierend auf einfachen Mathematischen Algorithmen Normale Schlssellnge 56Bit - 256Bit Alle Kommunikationspartner brauchen denselben Schlssel Gleicher Schlssel fr Ver- und Entschlsselung

Vorteile

Performanter als Asymmetrische Algorithmen Unverzichtbar bei groen Daten Einfacher als Asymmetrische Algorithmen

Nachteile

Aufwendiges Schlsselmanagement Derselbe Schlssel fr Ver- und Entschlsselung Schlssel mssen sicher bertragen werden

Data Encryption Standard (DES) 1/2

Entwickelt 1976 von IBM & NSA Erster Verschlsselungsstandard 64-Bit-Schlssel Block-Chiffre Veraltet

Triple Data Encryption Standard (3DES)

Modifizierung von DES Verwendung von drei verschiedenen Schlsseln

Advanced Encryption Standard 1/2

Offiziell anerkanntes Symmetrisches Kryptosystem Entwicklung: Joan Daemen und Vincent Rijmen Nachfolger von DES und 3DES Iterative Blockchiffre Verwendet Rijndael Algorithmus

Advanced Encryption Standard 2/2

Vorteile: Sicher Schnell

Nachteile: Relativ neu Gebrochen

Asymmetrische Algorithmen

Allgemeines, Vorteile, Nachteile und Spezifische

Allgemeines

Nutzung von zwei verschiedenen Schlsseln zur Ver- & Entschlsselung Vertreter: DH, RSA Zertifikate & Signaturen Sicherer Schlsselaustausch

Vorteile & Nachteile

Vorteile: Ermglicht sicheren Schlsselaustausch Sicherstellung von Authentizitt

Nachteile: Langsam (Symmetrisch Algorithmen sind ~ 1000x schneller) Rechenintensiv

Diffie-Hellman-Key-Exchange 1/3

Entwicklung: Whitfield Diffie und Martin Hellman Fr sicheren Schlsselaustausch Symmetrischer Kryptosysteme Ungeeignet fr Datenverschlsselungen Schlssellnge: 512Bit, 1024Bit, 2048Bit


Schlssel wird niemals bertragen Beide Parteien Kenntnis vom Schlssel Sicherheit basiert auf Mathematischem Problem Mehrere Diffie-Hellman-Gruppen


Vorteile: Sicherer Schlsselaustausch, Vereinfachtes Schlsselmanagement und Keine Man in the Middle Attacke mglich

Nachteile: Berechnung aufwendig, Kalulationsproblem und Ungeeignet fr Verschlsselung

Rivest-Shamir-Adleman (RSA) 1/3

Entwicklung: Rivest, Shamir und Adleman Sichere Kommunikation Schlssellnge: 512Bit, 1024Bit, 2048Bit, 4096Bit, Einfache Schlsselverteilung


Zwei weit voneinander entfernte Primzahlen whlen (p,q) Zahl e bestimmen fr die gilt:

-1 < e < (n) (n) = (p 1)(q 1) ggT(e, (n)) = 1

Multiplikative Inverse: e * d = 1 mod (p 1)(q 1)


Verschlsselung: c = me mod n Entschlsselung: m = cd mod n Signatur: s = md mod n Signatur prfen: m = se mod n

Hashfunktionen

Allgemeines, Beispiel, Spezifische

Allgemeines

Mathematische Einweg-Funktion Stellt Integritt von Daten sicher Daten beliebiger Lnge ergeben fixen Hashwert : = =

Message-Digest Algorithm 5 (MD5)

Weit verbreitete Einwegfunktion Wandelt beliebigen Klartext in 128Bit Prfsumme um Unsicher, da aus unterschiedlichen Nachrichten gleiche Hashwerte

generiert werden knnen

Secure Hash Algorithm 1 (SHA-1)

Nachfolger von MD5 Entwicklung: NIST, NSA Lnge: 160Bit Nachfolger: SHA-2, SHA-3

Hybride Lsungen

Allgemeines, Vorteile und Nachteile

Allgemeines

Verbindung von symmetrischer und asymmetrischer Verschlsselung Vorteil:

Geschwindigkeit von symmetrischer Verschlsselung & Sicherheit von asymmetrischer Verschlsselung

Kryptoanalyse

Symmetrische Kryptosysteme, Asymmetrische Kryptosysteme und Hashfunktionen

Symmetrische Kryptosysteme

Brute-Force Attack Probieren jedes mglichen Schlssels Durchschnittlicher Erfolg ab 50%

Meet-in-the-Middle (MITM) Attack Angreifer kennt Teil von Klar- und Geheimtext Gleichzeitige Ver- und Entschlsselung

Schutz Symmetrischer Schlssel Asymmetrischer Schlssel Hash

3 Jahre 80Bit 1248Bit 160Bit




Quanten-

Kryptologie256Bit 15424Bit 512Bit

Asymmetrische Kryptosysteme

Brute-Force Attacken Fault Attacken Bug Attacke

Hashfunktionen

Rainbow Tables Groe Tabellen Enthalten Passwrter mit zugehrigem Hashwert

Collision Attack Zwei verschiedene Daten ergeben gleichen Hashwert Nachricht kann verflscht werden

Kryptologie Entwicklungen 1/2

Brute-Force Attacken mit GPU (~2008) 923 Bit PBC Verschlsselung geknackt (23-06-2012) Verschlsselung von Satelittentelefonen geknackt (08-02-2012) RSA-640: Erfolgreiche Faktorisierung eines 640Bit Schlssels (2001)

Referenzmaterial

Quantencomputer-Prsentation (Von Dominik Herkel und Oliver Kaiser) Virtual Private Networks (Von Dominik Herkel) Public Key Infrastructure (Von Oliver Kaiser) Cisco Certified Network Associate Security

Quellen 1/5

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