Kryptographie
Kryptographie, oder Kryptologie, ist die Praxis und das Studium des Verbergens von Informationen. Sie wird manchmal als Code bezeichnet, aber das ist nicht wirklich ein korrekter Name. Es ist die Wissenschaft, mit der versucht wird, Informationen geheim und sicher zu halten. Die moderne Kryptographie ist eine Mischung aus Mathematik, Informatik und Elektrotechnik. Kryptographie wird bei Geldautomatenkarten (Bankkarten), Computerpasswörtern und beim Einkaufen im Internet verwendet.
Wenn eine Nachricht unter Verwendung von Kryptographie gesendet wird, wird sie vor dem Senden geändert (oder verschlüsselt). Die Methode der Textänderung wird als "Code" oder genauer gesagt als "Chiffre" bezeichnet. Der geänderte Text wird als "Chiffretext" bezeichnet. Durch die Änderung wird die Nachricht schwer lesbar. Jemand, der sie lesen will, muss sie zurückändern (oder entschlüsseln). Wie man ihn zurückändert, ist ein Geheimnis. Sowohl die Person, die die Nachricht sendet, als auch die Person, die sie erhält, sollte den geheimen Weg kennen, wie man sie ändern kann, aber andere Personen sollten dazu nicht in der Lage sein. Das Studium des Chiffretextes, um das Geheimnis zu entdecken, wird "Kryptoanalyse" oder "Knacken" oder manchmal "Code-Breaking" genannt.
Verschiedene Arten der Kryptographie können einfacher oder schwieriger zu benutzen sein und die geheime Nachricht besser oder schlechter verbergen. Verschlüsselungen verwenden einen "Schlüssel", der ein Geheimnis ist, das die geheimen Nachrichten verbirgt. Das kryptographische Verfahren muss nicht geheim sein. Verschiedene Personen können die gleiche Methode, aber unterschiedliche Schlüssel verwenden, so dass sie die Nachrichten der anderen nicht lesen können. Da die Caesar-Chiffre nur so viele Schlüssel hat wie die Anzahl der Buchstaben des Alphabets, kann sie leicht geknackt werden, indem man alle Schlüssel ausprobiert. Chiffren, die Milliarden von Schlüsseln zulassen, werden mit komplexeren Methoden geknackt.
Seit der Zeit Caesars sind viele verbesserte Chiffren hergestellt worden. Einige umfassten kluge Mathematik, um der cleveren Kryptoanalyse zu widerstehen. Während des 20. Jahrhunderts wurden Computer zum Hauptwerkzeug der Kryptographie.
Chiffrierrad aus dem frühen 20. Jahrhundert
Symmetrisch
Bei einem Algorithmus mit symmetrischem Schlüssel teilen sich sowohl der Sender als auch der Empfänger den Schlüssel. Der Sender verwendet den Schlüssel, um die Nachricht zu verbergen. Dann verwendet der Empfänger den gleichen Schlüssel in umgekehrter Weise, um die Nachricht zu enthüllen. Seit Jahrhunderten ist der Großteil der Kryptographie symmetrisch. Der Advanced Encryption Standard ist ein weit verbreiteter Standard. Er ist jedoch nicht mit Symmetrie zu verwechseln.
Asymmetrisch
Asymmetrische Kryptographie ist schwieriger zu verwenden. Jede Person, die asymmetrische Kryptographie verwenden möchte, verwendet eine geheime Nummer (einen "privaten Schlüssel"), die nicht weitergegeben wird, und eine andere Nummer (einen "öffentlichen Schlüssel"), die sie jedem mitteilen kann. Wenn jemand anderes dieser Person eine Nachricht senden möchte, verwendet er die Nummer, die ihm mitgeteilt wurde, um die Nachricht zu verbergen. Nun kann die Nachricht nicht offenbart werden, auch nicht durch den Absender, aber der Empfänger kann die Nachricht mit seinem geheimen oder "privaten Schlüssel" leicht offenbaren. Auf diese Weise braucht niemand sonst den geheimen Schlüssel zu kennen.
Asymmetrische Kryptographie nimmt im Allgemeinen mehr Zeit in Anspruch und benötigt mehr Computerleistung, weshalb sie die meiste Zeit nicht genutzt wird. Stattdessen wird sie oft für Computersignaturen verwendet, wenn ein Computer wissen muss, dass einige Daten (wie eine Datei oder eine Website) von einem bestimmten Absender gesendet wurden. Zum Beispiel können Computersoftware-Firmen, die Updates für ihre Software herausgeben, diese Updates signieren, um zu beweisen, dass das Update von ihnen stammt, so dass Hacker keine eigenen Updates machen können, die Schaden anrichten würden. Websites, die HTTPS verwenden, verwenden einen populären Algorithmus namens RSA, um Zertifikate zu erstellen, die zeigen, dass sie die Website besitzen und dass sie sicher ist. Computer können auch asymmetrische Chiffren verwenden, um sich gegenseitig die Schlüssel für symmetrische Chiffren zu geben.
Computer
Computer können schnell rechnen. Sie können sehr stark verschlüsseln, und die meisten Kryptographen des 21. Jahrhunderts verwenden sie. Beispiele dafür sind Computeralgorithmen wie RSA, AES und viele andere. Die Verwendung guter Algorithmen wie dieser kann es sehr schwer machen, die gesendeten Informationen zu lesen.
Menschen
Da Menschen langsamer als Computer sind, kann jede Kryptographie, die sie benutzen, wahrscheinlich gebrochen werden, wenn genug von dem geheimen Weg, sie zu ändern, bekannt ist.
Einfache Formen der Kryptographie, die Menschen ohne Maschinen auskommen können, sind Caesar-Chiffren und Transpositions-Chiffren, aber vor dem Einsatz von Computern wurden viele andere Arten verwendet.
Fragen und Antworten
F: Was ist Kryptographie?
A: Kryptographie oder Kryptologie ist die Praxis und das Studium des Verbergens von Informationen. Sie umfasst eine Mischung aus Mathematik, Informatik und Elektrotechnik, um Informationen geheim und sicher zu halten.
F: Wie wird die Kryptographie eingesetzt?
A: Kryptographie wird bei Geldautomatenkarten (Bankkarten), Computerpasswörtern und beim Einkaufen im Internet verwendet. Wenn eine Nachricht mit Hilfe der Kryptographie gesendet wird, wird sie vor dem Versand verändert (oder verschlüsselt).
F: Wie wird Text mit Kryptographie verändert?
A: Beim Ändern von Text mit Kryptografie wird ein "Code" oder eine "Chiffre" verwendet. Der veränderte Text wird "Chiffretext" genannt. Dadurch wird die Nachricht schwer lesbar, so dass jemand sie zurückverändern (oder entschlüsseln) muss.
F: Wie nennt man das Studium des Chiffriertextes, um das Geheimnis zu entdecken?
A: Das Studium des Chiffriertextes zur Entdeckung des Geheimnisses wird als "Kryptoanalyse" oder "Knacken" oder manchmal auch als "Codeknacken" bezeichnet.
F: Welche Art von Schlüssel wird bei Chiffren verwendet?
A: Chiffren verwenden einen "Schlüssel", der ein Geheimnis ist, das die geheimen Nachrichten verbirgt.
F: Wie viele Schlüssel hat die Cäsar-Chiffre?
A: Die Cäsar-Chiffre hat nur so viele Schlüssel, wie es Buchstaben im Alphabet gibt, so dass sie leicht geknackt werden kann, indem alle möglichen Schlüssel ausprobiert werden.
F: Wie wurden Computer im 20. Jahrhundert in die Kryptographie einbezogen?
A: Im 20. Jahrhundert wurden Computer zu einem wichtigen Werkzeug für die Kryptographie, da sie komplexere Methoden zum Knacken von Chiffren ermöglichten, die Milliarden von Schlüsseln zulassen.
