Es handelt sich im Grunde um einen geheimen Händedruck für Maschinen.
So wie zwei spartanische Generäle genau die gleiche Chiffre benötigten, um Truppenbewegungen auszutauschen, ohne dass der Feind ihre Pläne entschlüsselte, sind Computer, die eine symmetrische Schlüsselverschlüsselung verwenden, auf ein gemeinsames Geheimnis angewiesen. Die Regel ist einfach: Wenn Sie verschlüsselte Daten versenden möchten, müssen Sender und Empfänger denselben Schlüssel besitzen. Hier kann man nicht einfach einen öffentlichen Schlüssel verbreiten und auf das Beste hoffen. Es ist ein geschlossener Kreislauf.
Sie müssen genau wissen, welche Geräte miteinander kommunizieren, bevor Sie diesen Schlüssel an beiden Enden installieren können. Es ist ein vorab geteiltes Geheimnis. Stellen Sie es sich wie ein Kinderspiel vor, bei dem Sie vereinbart haben, dass „A“ zu „C“ und „B“ zu „D“ wird. Wenn Ihr Freund das gleiche Regelblatt hat („Um 2 verschieben“), kann er Ihre Notiz lesen. Wenn ein Fremder das Paket abfängt, sieht er nur Kauderwelsch.
Computer tun dies im großen Maßstab, aber die „Codes“ sind bei weitem nicht so niedlich wie das Verschieben von Buchstaben im Alphabet.
Der erste große Algorithmus, der den US-Standard erreichte, war der Data Encryption Standard (DES). Es kam in den 1970er Jahren heraus. Die Schlüssellänge? Nur 56 Bit. Damals fühlte sich das sicher an. Heute ist es lächerlich.
Warum? Weil das Mooresche Gesetz sich nicht um Ihre Verschlüsselung kümmert.
Ein 56-Bit-Schlüssel bietet 72 Billiarden mögliche Kombinationen. Das hört sich nach viel an, bis man erkennt, dass moderne Hardware diese Kombinationen in Brute-Force-Angriffen in einem Bruchteil der Zeit ausprobieren kann, die für die Zubereitung von Kaffee benötigt wird. DES ist praktisch kaputt. Es wurde durch den Advanced Encryption Standard (AES) ersetzt, den Sie wahrscheinlich derzeit verwenden.
AES verwendet 128-, 192- oder 256-Bit-Schlüssel. Die Mathematik wird astronomisch. Ein einzelner 128-Bit-Schlüssel bietet mehr Kombinationen, als es Sandkörner an jedem Strand der Erde gibt. Die meisten Experten sind sich einig, dass AES noch lange durchhalten wird. Es geht jedoch nicht nur um die Zahlen. Es geht um die Architektur.
Schauen Sie sich an, wie die Substitution der alten Schule funktioniert. Julius Cäsar nutzte einen ähnlichen Trick. Er hat sich nicht um zwei verschoben. Er verschob sich um drei. Um „CROSSING THE RUBICON“ zu schreiben, kritzelte er „FURVV LQJWK HUXEL FRQ.“ Er teilte die Wörter auch in gleichmäßige Gruppen auf, um die Wortlängen zu verbergen. Für seine Zeit war es clever. Es handelt sich jedoch nicht um eine Verschlüsselung mit symmetrischen Schlüsseln im modernen Sinne. Es handelt sich lediglich um eine Substitutions-Chiffre. Und es ist trivial, mit der Frequenzanalyse zu knacken.
Anders ist es bei der Verschlüsselung mit symmetrischen Schlüsseln. Es geht nicht nur darum, Buchstaben zu vertauschen. Es handelt sich um einen mathematischen Prozess, der das gesamte Datenpaket verschlüsselt. Der Schlüssel bestimmt die Permutation. Ohne diesen spezifischen Schlüssel bleiben die Daten gesperrt.
Aber es gibt einen Haken.
Das größte Problem bei Systemen mit symmetrischen Schlüsseln ist nicht die Verschlüsselung selbst. Es ist die Schlüsselverteilung. Wie gelangt man sicher an diesen geheimen Schlüssel zum anderen Computer? Wenn Sie den Schlüssel im Klartext senden, haben Sie bereits versagt. Wenn Sie einen öffentlichen Kanal nutzen, kann der Schlüssel abgefangen werden. Aus diesem Grund gibt es asymmetrische Verschlüsselung – um das Problem des Schlüsselaustauschs zu lösen. Aber für die eigentliche Datenübertragung? Symmetrie ist immer noch König. Es ist schneller. Es ist leichter. Es erfordert nicht den hohen Rechenaufwand der Public-Key-Kryptographie.
Sie verwenden also beides. Asymmetrisch, um den symmetrischen Schlüssel auszutauschen. Symmetrisch, um die tatsächliche Nutzlast zu senden.
Es handelt sich um einen hybriden Ansatz. Effizient. Sicher. Standard.
Aber nicht unbesiegbar.
Ständig tauchen neue Angriffe auf. Quantencomputing zeichnet sich am Horizont ab und verspricht, aktuelle Standards zu durchbrechen, indem ganzzahlige Faktorisierungs- und diskrete Logarithmusprobleme in Sekundenschnelle gelöst werden. Wir arbeiten bereits an Post-Quanten-Algorithmen. Aber jetzt? AES 256-Bit ist der Goldstandard. Es ist robust. Es ist weit verbreitet. Es funktioniert.
