Was ist symmetrische Verschlüsselung?

Kleiner Auszug aus dem Video

In diesem Video schauen wir uns an, was symmetrische Verschlüsselung bedeutet und wie diese funktioniert.

Der Algorithmus

Beginnen wir mit dem wichtigsten Element, dem Algorithmus. Ein symmetrischer Algorithmus ist eine eindeutige Handlungsvorschrift zur Lösung eines Problems, bestehend aus endlich vielen und exakt vordefinierten Einzelschritten. Der Vorteil eines symmetrischen Algorithmus ist es, dass in den Einzelschritten die Daten auf binäre weise verarbeitet werden und dadurch arbeiten diese sehr schnell. Egal, was für Daten verschlüsselt werden, Daten und Key werden binär zerlegt und mit einander kombiniert. Die heutigen Prozessoren können binäre Algorithmen sehr schnell verarbeiten, sodass selbst große Daten schnell und effizient verschlüsselt werden können. Symmetrische Algorithmen sind einfache Verfahren, welche wenig Rechenpower benötigen.

Welche symmetrischen Algorithmen existieren denn?

Einmal DES bzw. 3DES. DES steht für Data Encryption Standard und verwendet eine Schlüssellänge von 56 Bit. Tripple DES verwendet ein Schlüssellänge von 168 Bit, welche 3 mal so lang ist, daher der Name.

Als nächstes haben wir den Algorithmus AES und seine Abkürzung steht für Advanced Encryption Standard. Seine bisher eingesetzten Schlüssellängen sind 128 und 256 Bit. Bei AES sind bisher auch Schlüssellängen bis 512 Bit möglich, 256 Bit sind aber zur Zeit der Standard.

Natürlich gibt es noch andere symmetrische Algorithmen. AES und 3DES sind die bekanntesten in Ihrer Klasse und zur Ver- und Entschlüsselung von Daten gehört immer ein symmetrischer Key.

Wo werden symmetrische Algorithmen angewendet?

Natürlich in erster Linie für die direkte Verschlüsselung von Daten. Die Software Veracrypt zum Beispiel setzt den symmetrischen Algorithmus AES ein, damit eure Daten vertraulich bleiben.

Der symmetrische Key

Wenn wir Daten mit einem bestimmten Key verschlüsselt haben, dann brauchen wir den selbigen Key wieder zum Entschlüsseln. Das heißt für alle symmetrischen Algorithmen gilt: gleicher Schlüssel für die Ver- und Entschlüsselung von Daten.

Häufig kommt auch der Begriff Key Derivation Function (KDF) zum Einsatz. Hierbei handelt es sich um eine Art Schlüsselableitung. Manchmal müssen die symmetrischen Schlüssel von einem Masterkey abgeleitet werden. Hersteller von Autos zum Beispiel benutzen oftmals einen Masterkey pro Modellgeneration mit denen dann mathematisch die symmetrischen Schlüssel abgeleitet werden. Diese Masterkeys sind aber auch oftmals Ziel von Angriffen.

Ein anderes Beispiel ist das Hashen von Passwörtern. Das heißt, der Anwender denkt sich ein Passwort aus, dieses wird gehashed und daraus der symmetrische Key erstellt. Statt also den symmetrische Key irgendwo gespeichert haben zu müssen, braucht sich der Anwender nur das Passwort zu merken. Bei der Software Veracrypt zum Beispiel kann der Anwender ein Passwort für jedes Volume angeben und daraus wird der symmetrische Key erstellt.