Verschlüsselung

Die Verschlüsselung ermöglicht es, Informationen zu verbergen, so dass sie ohne spezielle Kenntnisse (wie z.B. ein Passwort) nicht gelesen werden können. Dies geschieht mit einem Geheimcode oder einer Chiffre. Die versteckte Information wird als verschlüsselt bezeichnet.

Die Entschlüsselung ist eine Möglichkeit, verschlüsselte Informationen wieder in Klartext umzuwandeln. Dies ist die entschlüsselte Form. Das Studium der Verschlüsselung wird Kryptographie genannt. Die Kryptoanalyse kann von Hand durchgeführt werden, wenn die Verschlüsselung einfach ist. Komplexe Chiffren benötigen einen Computer, um nach möglichen Schlüsseln zu suchen. Die Entschlüsselung ist ein Gebiet der Informatik und Mathematik, das sich damit befasst, wie schwierig es ist, eine Ziffer zu knacken.

Beispiele

Eine einfache Art der Verschlüsselung von Wörtern ist ROT13. Bei ROT13 werden Buchstaben des Alphabets anhand eines einfachen Musters gegeneinander ausgetauscht. Zum Beispiel ändert sich A in N, B ändert sich in O, C ändert sich in P und so weiter. Jeder Buchstabe wird um 13 Leerzeichen "gedreht". Unter Verwendung der ROT13-Chiffre wird das Wort Simple English Wikipedia zu Fvzcyr Ratyvfu Jvxvcrqvn. Die ROT13-Chiffre ist sehr leicht zu entschlüsseln. Da es im englischen Alphabet 26 Buchstaben gibt, erhält man den Originalbuchstaben, wenn ein Buchstabe zweimal um jeweils 13 Buchstaben gedreht wird. Wenn man also die ROT13-Chiffre ein zweites Mal anwendet, erhält man den Originaltext zurück. Wenn Julius Cäsar mit seiner Armee kommunizierte, benutzte er manchmal die so genannte Caesar-Chiffre, die heute als Caesar-Chiffre bekannt ist. Diese Chiffre funktioniert durch eine Verschiebung der Position der Buchstaben: jeder Buchstabe wird um 3 Positionen gedreht.

Die meisten Arten der Verschlüsselung werden komplexer gemacht, so dass eine Kryptoanalyse schwierig sein wird. Einige sind nur für Text gedacht. Andere sind für binäre Computerdateien wie Bilder und Musik gedacht. Heute verwenden viele Menschen das asymmetrische Verschlüsselungssystem namens RSA. Jede Computerdatei kann mit RSA verschlüsselt werden. AES ist ein gängiger symmetrischer Algorithmus.

Einmaliger Block

Die meisten Verschlüsselungsarten können theoretisch geknackt werden: Ein Feind könnte eine Nachricht entschlüsseln, ohne das Passwort zu kennen, wenn er geschickte Mathematiker, leistungsfähige Computer und viel Zeit hat. Das One-Time-Pad ist etwas Besonderes, denn bei richtiger Anwendung ist es unmöglich, es zu knacken. Es gibt drei Regeln, die befolgt werden müssen:

Der geheime Schlüssel (Passwort) muss so lang wie die geheime Nachricht sein: Wenn die Nachricht 20 Buchstaben hat, muss der Schlüssel ebenfalls mindestens 20 Buchstaben haben.
Der geheime Schlüssel muss zufällig sein (z.B. KQBWLDA...)
Der geheime Schlüssel darf nur einmal verwendet werden. Um mehr als eine Nachricht zu senden, muss für jede Nachricht ein anderer Schlüssel verwendet werden.

Wenn diese drei Regeln befolgt werden, dann ist es unmöglich, die geheime Botschaft zu lesen, ohne den geheimen Schlüssel zu kennen. Aus diesem Grund benutzten Botschaften und große Militäreinheiten während des Kalten Krieges oft Einmal-Pads, um mit ihren Regierungen heimlich zu kommunizieren. Sie hatten kleine Bücher ("Blöcke"), die mit zufälligen Buchstaben oder Zahlen gefüllt waren. Jede Seite des Blocks konnte nur einmal verwendet werden: deshalb wird er "Einmalblock" genannt.

Verschlüsselung im Internet

Verschlüsselung wird im Internet häufig verwendet, da viele Websites sie zum Schutz privater Informationen einsetzen. Im Internet werden mehrere Verschlüsselungsprotokolle verwendet, wie z.B. Secure Sockets Layer (SSL), IPsec und SSH. Sie verwenden das RSA-Verschlüsselungssystem und andere. Das Protokoll für das geschützte Surfen im Internet heißt HTTPS. Die URL-Verschlüsselung verwendet meistens den MD5-Algorithmus. Auf dem Internetmarkt werden je nach Bedarf verschiedene Algorithmen verwendet.

Fragen und Antworten

F: Was ist Verschlüsselung?

A: Bei der Verschlüsselung werden Informationen mit Hilfe eines geheimen Codes oder einer Chiffre so versteckt, dass sie ohne spezielle Kenntnisse, wie z. B. ein Passwort, nicht gelesen werden können.

F: Was bedeutet Entschlüsselung?

A: Entschlüsselung ist der Vorgang, bei dem verschlüsselte Informationen wieder in Klartext, also in die entschlüsselte Form, zurückverwandelt werden.

F: Was ist Kryptografie?

A: Kryptografie ist die Lehre von der Verschlüsselung und davon, wie man Informationen sicher macht.

F: Können Verschlüsselungen von Hand analysiert werden?

A: Einfache Verschlüsselungen können von Hand analysiert werden, ein Prozess, der als Kryptoanalyse bekannt ist.

F: Welche Arten von Zyphern erfordern einen Computer, um sie zu knacken?

A: Komplexe Verschlüsselungen erfordern einen Computer, der nach möglichen Schlüsseln sucht.

F: Wie nennt man das Gebiet der Informatik, das sich mit der Entschlüsselung beschäftigt?

A: Die Entschlüsselung ist ein Teilgebiet der Informatik und der Mathematik, das sich mit der Frage beschäftigt, wie schwierig es ist, eine Verschlüsselung zu knacken.

F: Was ist der Zweck der Verschlüsselung?

A: Der Zweck der Verschlüsselung besteht darin, sensible Informationen zu schützen, indem sie ohne spezielle Kenntnisse oder ein Passwort unlesbar gemacht werden.