Kryptographie

Das Wort Kryptographie setzt sich aus den griechischen Wörtern „kryptós“ (deutsch: „verborgen)“ und „gráphein“ (deutsch: „schreiben“) zusammen. Kryptographie ist die Wissenschaft der Verschlüsselung von Informationen. Heute versteht man unter Kryptographie vor allem die Anwendung mathematischer Algorithmen zur Ver- und Entschlüsselung elektronischer Daten beim Senden und Empfangen. Die Anfänge dieser Technologie reichen bis ins vierte Jahrtausend v. Chr. zurück, als ein ägyptischer Schriftgelehrter Hieroglyphen durch veränderte Formen ersetzte und damit verschlüsselte.

Kryptographische Verfahren ermöglichen eine sichere Übertragung sensibler Daten. Dabei existiert eine Vielzahl von verschiedenen Verschlüsselungsalgorithmen, die im Wesentlichen auf drei elementaren Verfahren beruhen:

1. Symmetrische Verfahrenen

Die einfachste Art der Verschlüsselung ist die symmetrische Verschlüsselung. Der Sender einer Nachricht verschlüsselt diese unter Zuhilfenahme eines geheimen Schlüssels. Der Empfänger der Nachricht benötigt zum Entschlüsseln den Schlüssel des Senders. Der geheime Schlüssel, der zur Entschlüsselung benötigt wird, muss dabei sowohl Sender und Empfänger bekannt sein und zu diesem Zweck vorher ausgetauscht werden. Die Tatsache, dass der Schlüssel vor der Anwendung ausgetauscht werden muss, erschwert die Anwendung dieses Verschlüsselungsverfahrens. Der Vorteil dieser Methode liegt in der Geschwindigkeit. Dabei steht der Anwender jedoch vor dem Problem, dass für jede Kommunikationsbeziehung ein separater Schlüssel benötigt wird (daraus folgt eine große Schlüsselanzahl).

2. Asymmetrische Verfahren

Diese basieren auf der Verwendung eines zusammengehörigen Schlüsselpaares. Der Empfänger übermittelt seinen öffentlichen Schlüssel an den Sender, der dann mit diesem die Nachricht verschlüsselt. Einzig der Empfänger ist nun im Stande die verschlüsselte Nachricht zu entschlüsseln, da er den privaten Schlüssel besitzt. Vorteil des Verfahrens ist, dass jeder Kommunikationsteilnehmer lediglich ein Schlüsselpaar (öffentlicher + privater Schlüssel) benötigt. Problematisch ist dabei jedoch, dass dieses Verfahren sehr rechenintensiv (langsam) ist.

3. Hybride Verfahren

Der Sender verschlüsselt die Nachricht symmetrisch. Der dabei benutzte Schlüssel wird anschließend mit dem öffentlichen Schlüssel des Empfängers verschlüsselt und diesem übermittelt. Dieser ist nun in der Lage, den ursprünglichen Schlüssel zu entschlüsseln und damit auch die eigentliche Nachricht. Dieses Verfahren ist somit sehr schnell und bedarf nur eines Schlüsselpaares je Kommunikationsteilnehmer.

Ziele der Kryptographie

Mit Hilfe dieser Verfahren lassen sich die vier wesentliche Ziele des Informationsschutzes verfolgen:

• Vertraulichkeit
  (Verhinderung der Informationsverbreitung an Unbefugte)
• Integrität
  (Sicherstellung, dass die übermittelte Nachricht nicht manipuliert wurde)
• Authentizität
  (Die Identität des Senders sowie des Empfängers muss nachprüfbar sein)
• Verbindlichkeit
  (Die Urheberschaft von Daten muss gegenüber Dritten klar nachweisbar sein)

Anwendungsbeispiele

Immer mehr Geschäftsaktivitäten verlagern sich auf elektronische Plattformen. Daher kommt dem Internet aktuell und auch in Zukunft eine enorme Bedeutung zu. Diese Entwicklung wäre ohne die sichere Informationstechnik unvorstellbar. Kryptographische Verfahren kommen in der wirtschaftlichen Praxis in vielen Anwendungsgebieten zum Einsatz. Beispiele sind unter anderem die Zahlung per ec-Karte, die Sicherung von Computernetzwerken, die Sicherung von Räumen durch elektronische Türschlösser, die Ausstrahlung von Pay-TV, Online Banking, Email, der biometrische Reisepass, die Wegfahrsperre im  Auto, die mobile Kommunikation mit dem Handy wie auch das Einkaufen in einem Online Shop. All diese Prozesse betreffen viele verschiedene Wirtschaftszweige, in denen diese Technologie von Unternehmen benötigt wird um Geschäftsprozesse auszuüben oder Konsumenten den Alltag zu erleichtern.  

Literaturverzeichnis:

Beutelspacher, Albrecht: Kryptografie in Theorie und Praxis

Eckert, Claudia: IT-Sicherheit: Konzepte - Verfahren – Protokolle

Esslinger, Bernhard: Kryptographie für Jedermann, 2007

Grimm, Rüdiger: Anwendungsbeispiele für Kryptographie – Arbeitsberichte aus dem Fachbereich Informatik, Universität Koblenz-Landau, 2/2007

Werner, Prof. Dr. Heinrich: Symmetrische Verschlüsselung, 2007