Symmetrische Schlüsselverschlüsselung: Wie gemeinsame Geheimnisse Ihre Daten schützen

Die Verschlüsselung mit symmetrischen Schlüsseln basiert auf einer einfachen Prämisse. Sowohl Sender als auch Empfänger verfügen über genau denselben geheimen Schlüssel. Dieser gemeinsame Schlüssel verschlüsselt Daten, bevor sie über ein Netzwerk übertragen werden. Außerdem wird das Paket bei der Ankunft entschlüsselt. Die beiden beteiligten Computer müssen sich vorab auf diesen Code einigen. Ohne sie kann niemand sonst auf die Informationen zugreifen.

Stellen Sie sich eine einfache Caesar-Chiffre vor. Sie verschieben jeden Buchstaben Ihrer Nachricht um zwei Stellen nach vorne. Aus „A“ wird „C“. Aus „B“ wird „D“. Dein Freund kennt diese Regel. Sie verschieben die Buchstaben nach hinten. Sie haben Ihre Nachricht gelesen. Ein Fremder sieht nur Mülltext. Es funktioniert, weil beide Parteien das Verständnis für den Wandel teilen. Computer machen das auch. Allerdings sind ihre Schlüssel deutlich länger und weitaus komplexer.

Die Geschichte und Grenzen von DES

Der Data Encryption Standard (DES) war der erste große symmetrische Algorithmus, der in den 1970er Jahren von der US-Regierung genehmigt wurde. Es basierte auf einem 56-Bit-Schlüssel. Das schien damals sicher. Heute ist es nicht so.

Computer sind seit den 70er Jahren schneller geworden. Bei einem Brute-Force-Angriff werden alle möglichen Kombinationen ausprobiert, bis der richtige Schlüssel gefunden wird. Bei 56 Bit gibt es über 70 Billiarden Kombinationen. Das klingt nach viel. Moderne Hardware kann dies in kurzer Zeit knacken. DES ist für sensible Daten praktisch veraltet.

„Sicherheitsexperten halten DES nicht mehr für sicher … ein Brute-Force-Angriff könnte verschlüsselte Daten in kurzer Zeit leicht entschlüsseln.“

Warum AES DES ersetzt hat

Der Advanced Encryption Standard (AES) setzte dort an, wo DES aufgehört hatte. AES verwendet viel längere Schlüssel. Es unterstützt 128-, 192- oder 256-Bit-Schlüssel. Der Unterschied in der Sicherheit ist enorm. Ein 128-Bit-Schlüssel verfügt über mehr als 300 Undezillionen mögliche Kombinationen. Diese Zahl ist so groß, dass sie sich kaum fassen lässt.

Die meisten Experten gehen davon aus, dass AES noch lange ausreichen wird. Die Rechenleistung, die erforderlich ist, um es mit roher Gewalt zu knacken, ist derzeit unpraktisch. Es geht nicht nur um den Algorithmus. Es geht um die schiere Größe des Schlüsselraums.

So funktioniert die symmetrische Schlüsselverschlüsselung

Die Verschlüsselung mit symmetrischen Schlüsseln erfordert eine vorherige Koordination. Sie müssen wissen, welche Computer kommunizieren. Dann installieren Sie den Schlüssel auf jedem einzelnen. Dies ist der Hauptnachteil. Wenn Sie zehn Computer haben, müssen Sie den Schlüssel neun Mal sicher teilen. Jedes Paar benötigt einen eindeutigen Schlüssel, wenn Sie möchten, dass es privat miteinander spricht.

Aus diesem Grund gibt es asymmetrische Verschlüsselung. Symmetrisch ist bei großen Datenübertragungen schneller. Asymmetrisch ist besser für den ersten Händedruck. Aber die symmetrische Verschlüsselung bleibt das Arbeitspferd der Datensicherheit. Es wird in allen Bereichen eingesetzt, von der Festplattenverschlüsselung bis hin zu sicheren Messaging-Apps.

Das Prinzip bleibt unverändert. Gleicher Schlüssel. Gleiches Schloss. Gleicher Schlüssel. Gleiche Entsperrung. Wenn der Schlüssel gestohlen wird, ist die Sicherheit gebrochen. Wird der Schlüssel geheim gehalten, sind die Daten sicher. Es ist diese Binärdatei.

Vergleich der Verschlüsselungsstandards

Wenn man sich anschaut, wie sich die Verschlüsselung mit symmetrischen Schlüsseln entwickelt hat, verdeutlicht der Sprung von DES zu AES die sich verändernde Landschaft der Rechenleistung. DES verwendete einen 56-Bit-Schlüssel, während AES 128-, 192- oder 256-Bit-Optionen bietet. Die Zahl der möglichen Kombinationen wuchs von 70 Billiarden auf über 300 Undezillionen mit nur einem 128-Bit-Schlüssel.

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