Kryptographie & Verschlüsselung

Kryptographie ist die Wissenschaft, die sich mit Verschlüsselung beschäftigt. Ziel der Verschlüsselung ist es, eine Nachricht so zu übermitteln, dass nur der Empfänger der Nachricht und niemand außer dem Absender die Nachricht verstehen kann.

Kryptographie, Kodierung, Steganographie

Wir werden anhand eines Beispiels erklären, was Kryptografie ist und worin die Hauptunterschiede zwischen den verwandten Wissenschaften Steganografie und Verschlüsselung bestehen.

Stellen wir uns vor, wir haben eine schöne Frau, aber eine noch schönere Geliebte, mit der wir einen sehr romantischen Ausflug in das Hotel Blaue Lagune machen wollen.

• Wir vereinbaren zunächst mit unserer Geliebten, dass wir ihr Nachrichten schicken, indem wir jeden Buchstaben in der Nachricht durch den nächsten Buchstaben im Alphabet ersetzen. Anstelle von "a" schreiben wir also "b", anstelle von "b" schreiben wir "c", ..., anstelle von "z" schreiben wir "a". Anstelle von "Hallo" würden wir also "bipk" schreiben. Wir könnten eine Nachricht an den Liebhaber senden

  bipk lpdlp tfkefnf tf wfdfs b wzalpvtjnf qpmpiv nmflb b wpez

  und die Ehefrau hätte keine Ahnung, was wir tatsächlich senden, während die Geliebte es wüsste - sie würde jeden Buchstaben um einen Buchstaben zurücksetzen, so dass sie statt "bipk lpdlp..." "Hallo Katze..." lesen würde. Im Moment verwenden wir die Kryptographie (Verschlüsselung). Das Problem ist nur, wenn Sie Ihrer lieben Arbeitskollegin jeden zweiten Tag merkwürdige Bündel von Briefen schicken, wird Ihre Frau wahrscheinlich nervös und packt in kürzester Zeit Ihre Koffer. Verschlüsselung ist in diesem Fall nicht die richtige Wahl.

• Im Falle einer Geliebten sind Sie mit Steganografie besser dran. Das Ziel der Steganografie ist es, jemandem eine Nachricht zu schicken, die wie eine gewöhnliche, harmlose Nachricht aussieht, in der aber gleichzeitig eine andere, geheime Nachricht versteckt ist. So könnten wir unserer schönen Geliebten diese Nachricht schicken:

  Es bleibt noch hinzuzufügen, dass wie oft
  ...auch billige Dinge sind gut,
  es macht also keinen Sinn, nach dem Preis zu kaufen.
  Lies lieber einige Bewertungen
  und trefft eure Entscheidung danach.

  Letzteres sieht ganz harmlos aus, aber wenn man immer nur den ersten Buchstaben in der Zeile liest, kommt das Wort "morgen". Das ist ein Wort, das in einem Textabsatz versteckt ist.

  Der Hauptunterschied zur Kryptografie besteht also darin, dass das Ergebnis der Steganografie in der Regel ein Text/ein Bild/eine Tonaufnahme/... ist, der/die eine - in der Regel viel kleinere - versteckte Nachricht enthält. Bei Chiffretext ist auf den ersten Blick klar, dass es sich nicht um reinen Text handelt. Sie verwenden also eine Chiffre, wenn Sie nicht verbergen müssen, dass Sie mit jemandem kommunizieren, sondern nur den Inhalt verbergen müssen. Die Steganografie wird verwendet, wenn man die Tatsache verbergen muss, dass man mit jemandem kommuniziert.

• Bei der Verschlüsselung geht es überhaupt nicht um Geheimhaltung, sondern nur darum, die Nachricht in eine andere Form zu bringen, die Ihnen passt. Wir könnten zum Beispiel eine Nachricht in Morsecode umwandeln, um einer Geliebten eine Nachricht zu schicken ... indem wir eine Taschenlampe aufleuchten lassen. Die Unauffälligkeit selbst. Der Sinn des Morsecodes ist nicht, die Nachricht zu "verstecken", sondern sie in eine andere Form zu übertragen. Ein anderer Code könnte der Binärcode sein, den Computer verwenden - zum Beispiel wird jeder Buchstabe im Computer zunächst in eine Zahl kodiert, und diese Zahl wird dann in eine Binärzahl umgewandelt und auf diese Weise auf der Festplatte gespeichert. Das Wort "Hallo" würde im Computer als die binäre Notation der Zahlen "097 104 111 106" gespeichert (siehe ASCII-Tabelle). Auch hier geht es nicht um Geheimhaltung, sondern nur um eine andere Art der Schreibweise.

Kryptoanalyse

Natürlich ist keine Chiffre vollkommen sicher, und jede Chiffre wird irgendwann geknackt werden. Es ist nur eine Frage der Zeit, und wenn Sie eine Chiffre verwenden, müssen Sie hoffen, dass die Zeit so lang ist, dass es Sie nicht mehr stört, wenn jemand Ihre Nachricht knackt. Wenn Ihre Ex-Frau die Chiffren bricht, die Sie mit Ihrer Geliebten geschrieben haben, macht das wahrscheinlich nichts, da sie sowieso eine Ex-Frau ist.

Die Wissenschaft, die sich damit beschäftigt, wie man eine bestimmte Chiffre knacken kann, heißt Kryptoanalyse. Die Kryptografie beschäftigt sich damit, wie man eine Chiffre knackt, und die Kryptoanalyse ist der böse kleine Bruder. Diese beiden Disziplinen werden von der Kryptologie abgedeckt. Kryptologie ist also Kryptografie + Kryptoanalyse. Oft wird aber auch einfach Kryptografie statt Kryptologie verwendet.

Die Grundbegriffe der Kryptografie

• Einoffener Text ist ein Text, den wir verschlüsseln und dann an jemanden senden wollen. Ein offener Text könnte also "Triff mich heute Abend" sein.
• DerChiffretext (oder Geheimtext) ist der Text, der nach der Verschlüsselung des Klartextes entsteht.
• Ein Schlüssel ist eine Information, die zwischen den kommunizierenden Parteien über einen passwortlosen Kanal ausgetauscht wird. Der Schlüssel legt fest, wie sich die Chiffre verhält. Anstatt beispielsweise einen Buchstaben immer um einen Buchstaben weiter zu verschieben, d. h. "a" -> "b", "b" -> "c", können wir ihn um drei Buchstaben weiter verschieben, d. h. "a" -> "d", "b" -> "d". Der Schlüssel ist dann die Anzahl der Buchstaben, um die wir uns bewegen. Der Schlüssel kann auch einen steganografischen Algorithmus enthalten. Wir müssen nicht den ersten Buchstaben in jeder Zeile nehmen, sondern können z. B. nur den fünften Buchstaben in der Zeile lesen. Der Schlüssel wäre dann die Zahl fünf.
• Eine Chiffre ist ein Algorithmus, der den Klartext und den Schlüssel als Eingabe nimmt und den Chiffretext als Ausgabe liefert.