Jeder von uns kennt so eine Situation, wo man nicht möchte, dass jemand ein Gespräch zwischen zwei Personen belauscht. Die Gründe können vielfältig sein. Sie reichen von "ich möchte nicht, dass du zuhörst" bis hin zu sensibleren Informationen wie Vertragsdaten, Zugangsdaten, Firmengeheimnisse und persönliche Vorlieben oder Abneigungen. Möchte man unter sich sein, so kann man einfach woanders hingehen und sich dort weiter unterhalten oder den nicht erwünschten Zuhörer bitten zu gehen.
Geht es allerdings in die Richtung der digitalen Welt, so kann man nicht einfach sagen: "He! lieber Hacker, ich möchte nicht dass du meine Kommunikation mitliest die nur zwischen mir und einer zweiten Person stattfindet". Es muss also einen Weg geben, wie man eine Nachricht zwischen zwei Personen irgendwie verändert, sodass eine dritte Person diese Nachricht nicht versteht.
In der Vergangenheit gab es bereits eine einfache Verschlüsselung die sich "Cäser-Chiffre" nennt und folgendermaßen funktioniert.
Man verschiebt einfach ein Zeichen um drei.
Aus der Klartext-Nachricht (plain text) Hallo Welt wird Kdoor Zhow. Dies entspricht dem Geheimtext (cipher text). Der Sender und der Empfänger solcher Nachrichten müssen sich vorher auf so eine Verschlüsselung einigen. Dadurch können dritte Personen, nennen wir sie Angreifer, nicht verstehen was in dieser Nachricht steht. Die Sicherheit dieses Verfahrens ist alles andere als sicher und sollte heute nicht mehr verwendet werden.
Der Sinn einer Verschlüsselung besteht also darin, einen Klartext in einen Geheimtext mithilfe eines Verschlüsselungs-Algorithmus zu transformieren. Dabei muss es sich nicht um einen Text handeln. Es können auch Bilder oder Videos verschlüsselt werden.
Moderne Verschlüsselungsverfahren sind in drei Kategorien aufgeteilt, die im Folgenden genannt werden:
Symmetrische Verschlüsselung
Hierbei generiert sich der Sender einen Sitzungsschlüssel oder auch Sesson-Key/Secret-Key/Private-Key genannt. Nun muss der Sender diesen Key sicher (dazu später mehr) an den Empfänger übermitteln. Da nun beide Parteien denselben Schlüssel besitzen, können sie nun alle Nachricht ver- und entschlüsseln.
Asymmetrische Verschlüsselung
Hier generiert sich der Sender ein Schlüsselpaar bestehend aus einem Public-Key und einem Private-Key. Der Empfänger macht dies ebenfalls. Mit dem Public-Key wird eine Nachricht verschlüsselt und mit dem dazugehörigen Private-Key wird dieselbe Nachricht wieder entschlüsselt. Doch vorher müssen sich beide Parteien ihre Public-Keys austauschen.
Nun hat der Sender sein eigenen Schlüsselpaar und den Public-Key des Empfängers erhalten. Mit dem Public-Key des Empfängers verschlüsselt der Sender seine Nachricht und schickt diese verschlüsselte Nachtricht an dem Empfänger. Der Empfänger kann diese Nachricht entschlüsseln, da nur er den zugehörigen Private-Key hat. Möchte der Empfänger antworten, so verschlüsselt der Empfänger seine Nachricht mit dem Public-Key des Senders, daher asymmetrische Verschlüsselung. Und nur der Sender kann diese verschlüsselte Nachricht mit seinem dazugehörigen Private-Key entschlüsseln.
Hybride Verschlüsselung
Diese Art von Verschlüsselung wird in der Regel verwendet. Sie kombiniert die beiden oben genannten Verfahren. Der Sender und der Empfänger generieren sich einmalig ein Schlüsselpaar. Der Sender generiert zusätzlich einen Secret-Key. Dieser Secret-Key wird mit dem Public-Key des Empfängers verschlüsselt und an dem Empfänger verschickt. Nun kennt der Empfänger den Secret-Key und über diesen wird verschlüsselt kommuniziert. Hier dient die asymmetrsiche Verschlüsselung nur dazu, den Secret-Key sicher an dem Empfänger zu senden. So eine Aktion wird auch Schlüsselaustausch genannt.
Mit diesem Artikel wurde der Zweck und die drei Varianten einer Verschlüsselung vorgestellt. In den nachfolgenden Artikeln dieser offenen Serie werde ich einige moderne Verschlüsselungsverfahren vorstellen. Ich versuche die Verfahren so zu beschreiben, dass man die Funktionsweise versteht, ohne zu detailiert in die Mathematik einzugehen.