IT Sicherheit
IT Sicherheit Basics
IT Sicherheit Basics
Welche Ansätze der Kryptoanalyse gibt es?
- known ciphertext attack: der Analytiker kennt ein (meist großes) Stück des Geheimtextes
- known plaintext attack: der Analytiker kennt zusammengehörige Stücke Klartext/Schlüsseltext (meist kleine Texte)
- chosen plaintext attack: der Angreifer kann zu verschlüsselnde Texte dem Angegriffenen unterschieben.
Gibt es sichere Chiffriersysteme?
Was bedeutet Sicher? _ Wenn abgefangener Schlüssel mit gleicher Wahrscheinlichkeit von jedem
Klartext stammen kann
z.B. One Time Pad Verschlüsselung: Klartext: Bitfolge der Länge N, Schlüssel: Bitfolge der Länge N
- Verschlüsselung: Bitweise Addition von Klartext und Schlüssel erzeugt Schlüsseltext Entschlüsselung: Addiere Schlüssel binär zum Schlüsseltext
Sicherheit gilt nur, wenn der Schlüssel nur einmal verwendet wird
One Time Pad ist äquivalent zu Vigenere Chiffre:
- Alphabet besteht nur aus 0,1
- Schlüssel ist genauso lang wie Klartext
Erkläre Stromchiffren
Beliebig langer Schlüssel wird mit
Pseudozufallszahlengenerator erzeugt
Initialisierungswert des Generators ist der Schlüssel
Nutzdatenstrom wird kontinuierlich Bit für Bit verschlüsselt.
Erkläre Blockchiffren
Pro Verschlüsselung schritt wird ein Datenblock fester Länge verschlüsselt
Gängige Blockchiffren sind mehrstufig aufgebaut aus
- Substitution: Klartext wird durch schlüsselabhängigen Text ersetzt und
- Transition: Klartext wird durcheinander gewürfelt
Substitution
- Verschiebung des Alphabets
- Schlüssel kann sofort gebrochen werden, falls der Klartext ein Text in einer bekannter Sprache ist. (Beim Alphabet müssen nur 25 Schlüssel auszuprobieren)
- _ Sicherheitskriterium: Schlüssellänge
- Beliebige Vertauschung der Buchstaben o Anzahl möglicher Schlüssel: 26! = 4 * 10^26 o Angriff durch Häufigkeitsanalyse o Verbesserung: Nicht einzelne Buchstaben sondern Buchstabengruppen verschlüsseln.
- 2 Zeichen pro Substitution _ Klartextalphabet von 26 * 26 = 676 Zeichen o _ Sicherheitskriterium: Blockgröße
Transposition
- Zeichen von Klartext werden nicht ersetzt sondern in ihrer Reihenfolge vertauscht.
- Mehrmaliges ausführen solcher Transpositionen verbessert Sicherheit. Sicherheitskriterium: Diffusion
Diffusion (lat. diffundere ‚ausgießen‘, ‚verstreuen‘, ‚ausbreiten‘) ist ein natürlich ablaufender, physikalischer Prozess. Er führt mit der Zeit zur vollständigen Durchmischung zweier oder mehrerer Stoffe
Entwurfsregeln für Blockchiffren:
- Schlüsselgröße (Länge)
- Muss groß genug sein um Durchprobieren aller Schlüssel zu verhindern (z.B. 128 Bit)
- Blocklänge
- Klartextalphabet muß groß genug sein um statistische Analyse zu verhindern (z.B. 64 Bit)
- Diffusion
- Jedes Klartextbit beeinflusst jedes Schlüsseltextbit
Jedes Schlüsselbit beeinflusst jedes Schlüsseltextbit
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Cartes-fiches
Welche Ansätze der Kryptoanalyse gibt es?
- known ciphertext attack: der Analytiker kennt ein (meist großes) Stück des Geheimtextes
- known plaintext attack: der Analytiker kennt zusammengehörige Stücke Klartext/Schlüsseltext (meist kleine Texte)
- chosen plaintext attack: der Angreifer kann zu verschlüsselnde Texte dem Angegriffenen unterschieben.
Gibt es sichere Chiffriersysteme?
Was bedeutet Sicher? _ Wenn abgefangener Schlüssel mit gleicher Wahrscheinlichkeit von jedem
Klartext stammen kann
z.B. One Time Pad Verschlüsselung: Klartext: Bitfolge der Länge N, Schlüssel: Bitfolge der Länge N
- Verschlüsselung: Bitweise Addition von Klartext und Schlüssel erzeugt Schlüsseltext Entschlüsselung: Addiere Schlüssel binär zum Schlüsseltext
Sicherheit gilt nur, wenn der Schlüssel nur einmal verwendet wird
One Time Pad ist äquivalent zu Vigenere Chiffre:
- Alphabet besteht nur aus 0,1
- Schlüssel ist genauso lang wie Klartext
Erkläre Stromchiffren
Beliebig langer Schlüssel wird mit
Pseudozufallszahlengenerator erzeugt
Initialisierungswert des Generators ist der Schlüssel
Nutzdatenstrom wird kontinuierlich Bit für Bit verschlüsselt.
Erkläre Blockchiffren
Pro Verschlüsselung schritt wird ein Datenblock fester Länge verschlüsselt
Gängige Blockchiffren sind mehrstufig aufgebaut aus
- Substitution: Klartext wird durch schlüsselabhängigen Text ersetzt und
- Transition: Klartext wird durcheinander gewürfelt
Substitution
- Verschiebung des Alphabets
- Schlüssel kann sofort gebrochen werden, falls der Klartext ein Text in einer bekannter Sprache ist. (Beim Alphabet müssen nur 25 Schlüssel auszuprobieren)
- _ Sicherheitskriterium: Schlüssellänge
- Beliebige Vertauschung der Buchstaben o Anzahl möglicher Schlüssel: 26! = 4 * 10^26 o Angriff durch Häufigkeitsanalyse o Verbesserung: Nicht einzelne Buchstaben sondern Buchstabengruppen verschlüsseln.
- 2 Zeichen pro Substitution _ Klartextalphabet von 26 * 26 = 676 Zeichen o _ Sicherheitskriterium: Blockgröße
Transposition
- Zeichen von Klartext werden nicht ersetzt sondern in ihrer Reihenfolge vertauscht.
- Mehrmaliges ausführen solcher Transpositionen verbessert Sicherheit. Sicherheitskriterium: Diffusion
Diffusion (lat. diffundere ‚ausgießen‘, ‚verstreuen‘, ‚ausbreiten‘) ist ein natürlich ablaufender, physikalischer Prozess. Er führt mit der Zeit zur vollständigen Durchmischung zweier oder mehrerer Stoffe
Entwurfsregeln für Blockchiffren:
- Schlüsselgröße (Länge)
- Muss groß genug sein um Durchprobieren aller Schlüssel zu verhindern (z.B. 128 Bit)
- Blocklänge
- Klartextalphabet muß groß genug sein um statistische Analyse zu verhindern (z.B. 64 Bit)
- Diffusion
- Jedes Klartextbit beeinflusst jedes Schlüsseltextbit
Jedes Schlüsselbit beeinflusst jedes Schlüsseltextbit
