Hybride Verschlüsselungsverfahren

Arbeitsgrundlage: Krypto Skript 26 - Hybride Verfahren verkürzt.docx

Aufgabe 1: Wiederholung

Ziehe die Begriffe an die passende Stelle. Recherchiere bei Bedarf in den vorherigen Kapiteln.

Drag the Words

Symmetrische Verfahren wie die [___] (Verschiebechiffre), die [___] (mehrere Alphabete) oder die [___] der Spartaner sind leicht anzuwenden und können trotzdem sehr sicher sein. Mit dem [___] lässt sich sogar perfekte Sicherheit erreichen. Sie haben aber zwei Probleme. Erstens das Schlüsselaustausch-Problem: Der Schlüssel muss über einen [___] Kanal ausgetauscht werden. Zweitens das Schlüsselanzahl-Problem: Für jedes [___] von Teilnehmern wird ein eigener Schlüssel gebraucht, die Anzahl wächst daher [___] . Bei asymmetrischen Verfahren treten beide Probleme nicht auf, weil [___] Schlüssel übertragen werden muss. Dafür müssen sehr große Zahlen [___] werden, was einen hohen [___] erzeugt.

Vigenère-Chiffre Paar potenziert kein geheimer One-Time-Pad Caesar-Chiffre Rechenaufwand Skytale sicheren quadratisch

Aufgabe 2: Das hybride Verfahren

Hybride Verfahren verbinden beides: die Geschwindigkeit der symmetrischen Verfahren mit dem gelösten Schlüsselaustausch der asymmetrischen.

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Das hybride Verfahren zum Durchklicken

Achte darauf, auf wie viele Zeichen RSA angewandt wird und auf wie viele das symmetrische Verfahren. Mit „Sessionkey ist abgelaufen“ beginnt eine neue Sitzung – und nur der neue Sessionkey muss erneut mit RSA übertragen werden.

Nachricht von Alice

Mallory greift ein Mallory fälscht auch die Unterschrift Mallory schreibt stattdessen

Sessionkey

Freitext

Aufgabe 2a: Beschreiben Sie das Verfahren und gehen Sie insbesondere darauf ein, an welcher Stelle symmetrisch und an welcher asymmetrisch ver- und entschlüsselt wird.

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Aufgabe 2b: Begründen Sie, weshalb es keinen Sinn ergeben würde, wenn Alice ihren eigenen privaten Schlüssel zur Verschlüsselung des Sessionkeys verwenden würde.

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Aufgabe 2c: Welches historische Verfahren würde sich für die symmetrische Verschlüsselung eignen? Begründen Sie Ihre Entscheidung und nennen Sie wichtige Voraussetzungen.

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Aufgabe 2d: Wie könnte das Verfahren erweitert werden, sodass auch Authentizität und Integrität gewährleistet wären?

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Merke

Ein hybrides Verfahren benutzt das asymmetrische Verfahren nur für den Schlüsselaustausch. Verschlüsselt werden die Daten selbst mit einem schnellen symmetrischen Verfahren und einem Sessionkey, der nur für eine Sitzung gilt. So verbindet man das Beste aus beiden Welten: den gelösten Schlüsselaustausch der asymmetrischen und die Geschwindigkeit der symmetrischen Verfahren.

Genau so arbeiten HTTPS, E-Mail-Verschlüsselung und Messenger. Läuft der Sessionkey ab, wird ein neuer ausgehandelt – und nur dieser kurze Schlüssel geht wieder durch das asymmetrische Verfahren.