Sicherheit in Rechnernetzen: - Professur Datenschutz und ...

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A. Pfitzmann: Datensicherheit und Kryptographie; Lösungen, TU Dresden, WS2000/2001, 15.10.2000, 15:52 Uhr
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A. Pfitzmann: Datensicherheit und Kryptographie; Lösungen, TU Dresden, WS2000/2001, 15.10.2000, 15:52 Uhr
Zufallszahl
Schlüsselgenerierung
k
geheimer
Schlüssel
k
Hülle*
H*
Extrahieren
k(H,x)
Bewertung
Inhalt
x
Stegotext
Hülle
Hülle
H Ana- H Ein-
x
lyse
x
betten
Inhalt
Inhalt
4-4 Beispiele steganographischer Systeme
1. Aus meiner Sammlung von ca. 90 aktuellen Urlaubsphotos wähle ich das Photo aus, was
„zufälligerweise“ die 4 Bits enthält, die ich geheim übertragen will. Die Sicherheit dürfte sehr
gut sein – wenn es ein solches Photo gibt, was ziemlich wahrscheinlich ist.
2. Das Urlaubsphoto, das ich meinem Freund schicken will, digitalisiere ich auf dem Scanner so
oft, bis es genau die 4 Bits enthält, die ich übertragen will. Die Sicherheit dürfte sehr gut sein.
3. Um 40 Bits zu übertragen, sende ich 10 Urlaubsphotos, die ich wie in 1. passend ausgewählt
habe (klappt immer noch mit guter Wahrscheinlichkeit). Hin und wieder muß ich halt ein
Photo doppelt schicken. Die Sicherheit dürfte nur akzeptabel gut sein, wenn der Sender als
ziemlich zerstreut gilt. Es handelt sich also um ein Stegosystem vorzugsweise für zerstreute
Professoren.
4. Um 40 Bits zu übertragen, sende ich meinem Freund die 10 schönsten Urlaubsphotos in
chronologischer Reihenfolge ihrer Aufnahme, die ich wie in 2. passend digitalisiert habe. Die
Sicherheit dürfte sehr gut sein, die notwendige Scannsession etwas Ausdauer erfordern.
Datenbank
Rückweisung
gleiche Schnittstelle wie Einbetten
4-5 Steganographische Konzelation mit öffentlichen Schlüsseln?
Da Einbettung und Extraktion in keiner Weise mittels unterschiedlicher Information erfolgen,
würde ich dies nicht Steganographie mit öffentlichen Schlüsseln nennen. Aus meiner Sicht handelt
es sich um einen Bootstrap von einen Stegoschlüssel verwendender symmetrischer Steganographie
mittels keinen Schlüssel verwendender schlüsselloser Steganographie. Dies ist in vielen
Situationen sinnvoll, etwa wenn die schlüssellose Steganographie eine geringere Nutzbandbreite
zur Verfügung stellt, mehr Berechnungsaufwand erfordert oder unsicherer ist.
4-6 Steigerung der Sicherheit durch Gebrauch von mehreren steganographischen
Systemen
Mehrere steganographische Konzelationssysteme zu kombinieren macht wenig Sinn, da die
Existenz der vertraulichen Nachricht auch bei Anwendung in Serie (vgl. Aufgabe 3-3) nur so gut
geschützt wird wie das äußerste steganographische Konzelationssystem gut ist. Außerdem würde
ein enormer Datenumfang entstehen.
Bzgl. steganographischen Authentikationssystemen ist die Antwort schwieriger: Ein paar
wenige Systeme in Serie anzuwenden dürfte sinnvoll sein, da sie so alle gebrochen werden
müssen. Andererseits bedeutet die Anwendung jedes Systems eine – wenn auch minimale –
zusätzliche Störung des Werkes, weswegen nicht zu viele verwendet werden sollten.
4-4a Modellierung steganographischer Systeme
Modellbildung ist mehr eine Kunst als ein deterministischer Prozeß – es gibt also eher brauchbare
(im Gegensatz zu weniger brauchbaren) Modellen als richtige (und falsche) Modelle. Ein schlauer
Mensch hat einmal gesagt: Eine Maschine ist nicht dann zu Ende konstruiert, wenn man nichts
mehr hinzufügen kann, sondern dann, wenn man nichts mehr weglassen kann. Dies ist sicherlich
eine gute Maxime für die Kunst der Modellbildung.
Für die Modellierung steganographischer Systeme bedeutet dies: Anja, Berta und Caecilie
machen sehr richtige und wertvolle Bemerkungen über die Implementierung mancher steganographischer
Systeme. Denn wenn etwa klar ist, daß sich Hüllen nie exakt wiederholen, dann
brauche ich keine Datenbank, etc. Da also einerseits Analyse, Datenbank und Bewertung nicht
Teil aller steganographischer Systeme sein müssen und andererseits sie ohne Probleme als Implementierung
des in Bild 4-4 gezeigten Modells aufgefaßt werden können (vgl. nachfolgendes
Bild), gebe ich Dörte recht. Aber auch nicht ganz: Denn neu ist die Erkenntnis von Anja, daß
zumindest bei manchen steganographischen Systemen ein Fehlerausgang Rückweisung vorgesehen
werden muß. Ob dies im Modell explizit getan werden muß oder ob sich das sowieso von
selbst versteht, weil jede Operation fehlschlagen kann und dann im umfassenden System darauf
reagiert werden muß, also alle Operationen Fehlerausgänge benötigen, darüber kann eine Herrenrunde
bei Gelegenheit diskutieren. Die Erkenntnis der Damenrunde ist: Im Modell steganographischer
Systeme ist ein Fehlerausgang vorzusehen.
4-7 Krypto- und steganographische Konzelation kombiniert?
Eine Kombination ist sinnvoll, da so wenigstens die Vertraulichkeit des Nachrichteninhalts
mindestens so gut geschützt werden kann, wie das schwächere der beiden Verfahren (sofern
Stego- und Kryptoschlüssel unabhängig voneinander gewählt werden!). Damit die Existenz der
vertraulichen Nachricht nicht schlechter geschützt wird als bei Verwendung allein des Stegosystems,
wird sie zuerst mit dem kryptographischen Konzelationssystem (oder nach Belieben
auch mit mehreren kryptographischen Konzelationssystemen, vgl. Aufgabe 3-3) verschlüsselt und
danach der Schlüsseltext steganographisch eingebettet. Der Empfänger muß natürlich zuerst
extrahieren und danach entschlüsseln.
4-8 Krypto- und steganographische Authentikation in welcher Reihenfolge?