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| Title: | Klassische Techniken der Verschlüsselung und Kryptoanalyse | |
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2.2 Autokey Cipher
stellt ein recht einfache Beispiel einer asynchronen Stromchiffre dar. Hierbei wird der Klartext selbst zum Teil des Schlüsselstroms, so wird die periodische Wiederholung einer Schlüsselphrase vermieden:
P = C = K = L = Z26,
z1 = k, zi = xi-1 für i>1
ez(x) = x + z mod 26, dz(x) = y - z mod 26 für z aus {1..25}
Natürlich ist dieses Systems sehr unsicher, es gibt nur 26 mögliche Schlüssel.
3.3 Onetime - Pad
Bisher wurden alle dargestellten Verfahren mehr oder weniger einfach gebrochen. Der einzig wirklich absolut sichere
Algorithmus ist das Onetime-Pad.
Die Kryptonanalyse basiert immer auf Wahrscheinlichkeiten, die von inneren Abhängigkeiten einzelner Zeichen aus dem Klartext rühren und in abgeänderter
Form im Geheimtext wiederzufinden sind. Schuld daran ist die Systematik, die bei den Verfahren vorliegt.
Bei den Stromchiffren wird es bereits schwieriger, da Klartextzeichen kein eindeutiges Geheimtextzeichen mehr besitzen,
trotzdem gelingt es z.B. durch Erkennen der Periode, das Verfahren zu knacken. Je länger die Periode wird, desto schwieriger gestaltet sich die Kryptoanalyse.
Beim Onetime-Pad wird die Periode nun vollends vermieden, d.h. für den Klartext wird ein völlig zufälliger Schlüssel ohne innere Abhängigkeiten erzeugt,
der mindestens solang wie der Klartext sein muß.
Auf diese Weise ist aus jedem Klartext jeder Geheimtext darstellbar, der Kryptoanalytiker muß also alle Möglichkeiten in Betracht ziehen, womit perfekte Sicherheit gewährleistet wird.
Dieser Vorteil wird nun über den langen Schlüssel erkauft, der immer wieder neu erzeugt werden muß, in der Praxis sucht man oft mit Pseudozufallsfolgen, die sich in kürzere Form beschreiben lassen, einen Kompromiß.
3. Komposition von elementaren Verfahren
Die bisher betrachteten Verfahren lassen sich zu komplexeren Produktchiffren zusammensetzen. Ziel dabei muß natürlich sein, daß die neue Produktchiffre kryptologisch stärker ist als jede Einzelchiffre.
3.1 Verknüpfung von Permutationen
Das Produkt zweier Permutationen ist wieder eine Permutation, da die Permutationen ein Gruppe bilden. Produkte daraus können folglich durch eine einzige Permutation simuliert werden, die Sicherheit wird nicht erhöht.
3.2 Verknüpfung von Permutation und Substitution
Die ist eine häufige Form der Produktchiffre und findet z.B. beim DES Anwendung. Hierbei wird zunächst permutiert, das Ergebnis in sogenannte S-Boxen aufgeteilt und entsprechend den Bitfolgen des Schlüssels substituiert.
Dieses Vorgehen kann in mehreren Iterationsschritten wiederholt werden. Das MAß an Sicherheit steigt beträchtlich.
Angefangen mit recht elementaren Algorithmen konnte nun zum Schluß ein recht passables Vorgehen skizziert werden. Der Nachteil des unsicheren Schlüsselaustauschs bleibt erhalte. Abhilfe schaffen hier nur grundlegend andere Konzepte wie z.B. RSA.
verwendete Literatur:
Stinson, Douglas: "Cryptography Theory and Practice";
CRC Press, New York o.J.
Horster, Patrick: "Kryptologie Eine Anwendung der Zahlentheorie und Komplexitätstheorie";
RWTH Aachen 1982.
Fumy, Walter: "Krypthographie Entwurf und Analyse symmetrischer Kryptosysteme";
Oldenbourg Verlag, München 1988.
Bauer, Friedrich: "Kryptologie Methoden und Maximen";
Springer Verlag, Berlin 1991.
Beutelspacher, Albrecht: "Kryptologie";
Vieweg Verlag, Wiesbaden 1994
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