Sicherheit in Rechnernetzen - Professur Datenschutz und ...

3.8 Zum praktischen Betrieb kryptographischer Systeme
Legt man das Alphabet {0, 1} zugrunde, sind die Vernam-Chiffre (one-time pad), der s 2 -modn-Generator
und GMR Stromchiffren, während RSA und DES dann Blockchiffren sind. Legt
man jedoch als Alphabet {0, 1, 2, 3, . . . , 2 64 − 1} zugrunde und unterstellt, daß mehrere Zeichen
jeweils unabhängig voneinander verschlüsselt werden, dann ist DES nach obiger Definition eine
Stromchiffre. Die Unterscheidung Blockchiffre-Stromchiffre nach obiger Definition hängt also
wesentlich vom unterstellten Alphabet ab und ist deshalb in sich nur relativ. Bei vielen Anwendungen
ist das Alphabet aber vorgegeben (oder zumindest kanonisch) und damit die Unterscheidung
präzise.
Anmerkung (Manche Autoren definieren die Klasse der Stromchiffre restriktiver: Bei ihnen ist
bei jeder Stromchiffre ein Schlüsselstrom entweder vorgegeben (one-time pad) oder wird
generiert (pseudo one-time pad, z. B. s 2 -mod-n-Generator) und zum Klartext- bzw. Schlüsseltextstrom
addiert bzw. subtrahiert. Mir erscheint diese restriktivere Definition für das folgende
jedoch unnötig.)
Bei einer Stromchiffre (im Deutschen auch als kontinuierliche Chiffre [Hors_85] oder Stromsystem
[HeKW_85], im Englischen als stream cipher bezeichnet) werden Nachrichten als eine
Folge von Zeichen codiert, so daß einzelne Zeichen des Alphabets verschlüsselt werden. Diese
Zeichen werden jedoch nicht notwendigerweise unabhängig voneinander verschlüsselt, sondern
ihre Verschlüsselung kann auch entweder
1. von ihrer Position innerhalb der Nachrichten oder allgemeiner von allen vorhergehenden
Klartext- und/oder Schlüsseltextzeichen abhängen oder
2. nur von einer beschränkten Anzahl direkt vorhergehender Schlüsseltextzeichen.
Im ersten Fall spricht man von synchronen Stromchiffren (synchronous stream ciphers), da Verund
Entschlüsselung streng synchron erfolgen muß: bei Verlust oder Hinzufügen eines Schlüsseltextzeichens,
d. h. bei Verlust der Synchronisation, kann nicht mehr ohne weiteres entschlüsselt
werden, Ver- und Entschlüsseler müssen sich neu synchronisieren. Sofern Ver- und Entschlüsselung
nicht nur von der Position innerhalb der Nachrichten abhängt, sondern auch von
allen vorhergehenden Klartext und/oder Schlüsseltextzeichen, müssen Ver- und Entschlüsseler
sich auch bei Verfälschung eines Schlüsseltextzeichens neu synchronisieren.
Im zweiten Fall spricht man von selbstsynchronisierenden Stromchiffren (self-synchronous
stream ciphers), da sich bei ihnen der Entschlüsseler auch bei Verlust oder Hinzufügen beliebig
vieler zusätzlicher Schlüsseltextzeichen spätestens nach Entschlüsselung der oben erwähnten
beschränkten Anzahl Schlüsseltextzeichen wieder auf den Verschlüsseler synchronisiert hat.
Anmerkung (Nach obigen Definitionen ist jede Stromchiffre entweder synchron oder selbstsynchronisierend.
59 Manche Autoren definieren synchron jedoch restriktiver, z. B. [Denn_82,
59 Um auch die Möglichkeit zuzulassen, daß jeweils zeichenweise unabhängig verschlüsselt wird, kann im zweiten
Fall die Anzahl direkt vorhergehender Schlüsseltextzeichen, von denen die Verschlüsselung abhängt, auf 0 beschränkt
werden. Dann ist auch das erwähnte Beispiel abgedeckt, bei dem DES als Stromchiffre auf dem Alphabet
{0, 1, 2, 3, . . . , 2 64 − 1} betrachtet wird.
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