Sicherheit in Rechnernetzen - Professur Datenschutz und ...

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5 Sicherheit in Kommunikationsnetzen Informationseinheit Abbildung 5.13: Nachrichtenformat für Kollisionsauflösungsalgorithmus mit Mittelwertbildung und überlagerndem Empfangen Abbildung 5.14: Detailliertes Beispiel zum Kollisionsauflösungsalgorithmus mit Mittelwertbildung und überlagerndem Empfangen Bild 5.13 zeigt ein passendes Nachrichtenformat für eine sendende Station. Bei einer nicht sendenden Station sind alle Bits der Nachricht, auch das letzte, 0. Die führenden Nullen in Bild 5.13 sind nötig, um einen Überlauf bei der Addition zu verhindern. Bild 5.14 zeigt ein detaillierteres Beispiel mit dem in Bild 5.13. angegebenen Nachrichtenformat. Weder in Bild 5.13 noch in Bild 5.11 noch im folgenden Text ist dargestellt, daß bei Verwendung dieses Mehrfachzugriffsverfahrens im DC-Netz zusätzlich noch paarweise ausgetauschte Schlüssel überlagert werden. Da deshalb die führenden Nullen im allgemeinen nicht als Nullen übertragen werden, müssen die ihnen entsprechenden Zeichen tatsächlich übertragen werden. 238 Zeit
5.4 Grundverfahren innerhalb des Kommunikationsnetzes zum Schutz der Verkehrs- und Interessensdaten Im Nachrichtenformat kann die Anzahl der führenden Nullen während der Ausführung des Kollisionsauflösungsalgorithmus gesenkt werden, wenn jeweils nur noch genügend wenig Informationseinheiten überlagert gesendet werden. Diese dynamische Verkleinerung spart zwar Übertragungsaufwand bzw. erlaubt bei gegebener Übertragungsrate einen höheren Durchsatz. Es ist jedoch für jede Implementierung abzuwägen, ob sich der Aufwand für diese dynamische Anpassung des Nachrichtenformates und der zur Überlagerung verwendeten zyklischen Gruppe lohnt. Von eher theoretischem Interesse ist, daß bei Mittelwertvergleich nicht nur „Determinismus“ mit exponentiell kleiner Mißerfolgswahrscheinlichkeit erzielt werden kann, sondern sogar „echter“ Determinismus Wird nach einer Überlagerungs-Kollision im nächsten Schritt nichts oder dasselbe noch mal übertragen, so sind alle kollidierten Informationseinheiten gleich. Da die Zahl der kollidierten Informationseinheiten schon für die Mittelwertbildung allen bekannt sein muß (etwa durch das früher bereits erwähnte Aufaddieren der der 1 entsprechenden Zeichen), können alle das vorherige gespeicherte Kollisionsergebnis durch die Zahl der kollidierten Informationseinheiten teilen und die resultierende Informationseinheit entsprechend oft empfangen. Unter den üblichen (idealisierenden) Annahmen erzielt dieses Mehrfachzugriffsverfahren also einen Durchsatz von 100% Bei Verwendung eines genügend großen Alphabets und des gerade beschriebenen Mittelwertvergleichs kann ein realer Durchsatz von nahezu 100% erzielt werden. Bei binärer Codierung ist der Durchsatz des Mehrfachzugriffsverfahrens Anzahl der zur Codierung der In f ormationseingeiten nötigen Bits Anzahl aller zu ubertragenen Bits · 100%. Ist die Codierung der Informationseinheiten redundant, so geht der daraus resultierende Verlust an Durchsatz zu Lasten der Quellcodierung oder der binären Kanalcodierung, jedoch nicht zu Lasten des Mehrfachzugriffsverfahrens. Denn dies schränkt die Codierung der Informationseinheiten in keiner Weise ein. Bei feldweiser binärer Codierung gemäß Bild 5.13 ist der reale Durchsatz des Mehrfachzugriffsverfahrens also mindestens ⌊ldG⌋ + 1 · 100%. ⌊lds · m · G⌋ + ⌊lds · m⌋ + 2 da bei binärer Codierung der ganzen Zahlen des geschlossenen Intervalls [0, x] genau ⌊ldx⌋ + 1 Bits benötigt werden. Hierbei bezeichnet ld (logarithmus dualis) den Logarithmus zur Basis 2 und ⌊y⌋ die größte ganze Zahl z mit z ≤ y. Außerdem ist garantiert, daß jede Station in s · m zur Übertragung einer Informationseinheit benötigten Zeiteinheiten m Informationseinheiten übertragen kann: Jeder Station ist also, sofern sie etwas zu senden hat, ein fairer Anteil an der Bandbreite des DC-Netzes ebenso „echt“ deterministisch garantiert wie eine obere Schranke, nach der sie spätestens erfolgreich senden konnte. Andererseits kann eine einzelne Station, wenn die anderen nichts zu senden haben, die Bandbreite des DC-Netzes vollständig nutzen. Die mittlere Verzögerungszeit kann minimiert werden, indem immer mit der Teilmenge geringerer Kardinalität fortgefahren wird. Dies kann und sollte mit dem Mittelwertvergleich kombiniert werden. 239
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Sicherheit in Rechnernetzen: Mehrse
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Zur Abrundung des mathematischen bz
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Inhaltsverzeichnis 1 Einführung 21
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Inhaltsverzeichnis 3.6.4.2 RSA als
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Inhaltsverzeichnis 5.4.1.3 Tolerier
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Inhaltsverzeichnis 6.2.1.2 Authenti
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Abbildungsverzeichnis 3.44 Patholog
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1 Einführung Um das Anwendungsgebi
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1.1 Was sind Rechnernetze (verteilt
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Dienste Fernsprechen Bildschrimtext
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[VoKe_83, ZSI_89]: 1.2 Was bedeutet
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1.2 Was bedeutet Sicherheit? Damit
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Abbildung 1.4: Transitive Ausbreitu
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1.2 Was bedeutet Sicherheit? arten
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Schutz bzgl. Schutz vor Entwerfer u
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Systemteile des Angreifers die Welt
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1.4 Warum mehrseitige Sicherheit?
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2 Sicherheit in einzelnen Rechnern
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verzögern (z.B. hartes Material),
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2.2 Schutz isolierter Rechner vor u
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3 Kryptografische Grundlagen Kann o
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3.1 Systematik Was lernen wir darau
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3.1 Systematik Anmerkung Die Schrei
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Chiffrierschlüssel, öffentlich be
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3.1 Systematik Ihr Hauptvorteil ist
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3.1 Systematik Chiffrierschlüsseln
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3.1.3 Grundsätzliches über Sicher
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3.1 Systematik b1) Klartext → MAC
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3.1 Systematik nicht zu rechnen, da
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Sicherheit informationstheoretisch
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3.2 Vernam-Chiffre (one-time pad) g
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3.2 Vernam-Chiffre (one-time pad) D
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3.3 Authentikationscodes Anmerkung
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3.4 Der s 2 -mod-n-Pseudozufallsbit
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3.5 GMR: Ein kryptographisch starke
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Hilfsreferenzen Referenzen 3.5 GMR:
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Implementierung K-Sig-naturen R-Sig
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3.6 RSA: Das bekannteste System fü
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3.7 DES: Das bekannteste System fü
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3.8 Zum praktischen Betrieb kryptog
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z.B. 64 Bits bei DES Blockgrenzen 3
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* Die verwendete Blockchiffre muß
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Blocklänge Länge der Ausgabeeinhe
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Blocklänge Länge der Ausgabeeinhe
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Verwendung indeterministischer Bloc
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Verschlüsselung 3.8 Zum praktische
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Berechne b := g (p−1)/pi Wenn b =
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Schlüsselgenerierung Berechnung ge
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3.9 Skizzen weiterer Systeme Nachri
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„ok“ oder „falsch“ Schlüss
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Text Zufallszahl' Text mit Signatur
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3.9 Skizzen weiterer Systeme seinem
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4 Steganographische Grundlagen Steg
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und/oder Nutzungsrechteinhaber so i
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Schlüsselgenerierung Zufallszahl g
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4.1.2 Eine Anmerkung zum Schlüssel
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Bew.: 4.1 Systematik es umfaßt den
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4.1 Systematik dann kann der Empfä
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5.4 Grundverfahren innerhalb des Ko
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5.5 Ausbau zu einem breitbandigen d
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für für 5.5 Ausbau zu einem breit
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zw. für i = 2, . . . , m gemäß
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5.6 Netzmanagement in der Lage sein
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Teilnehmerstation Teilnehmerendger
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5.6 Netzmanagement Die Vermittlungs
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5.7 Öffentlicher mobiler Funk Kost
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Teilnehmer Teilnehmer OVSt MIXe 5.7
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6 Werteaustausch und Zahlungssystem
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6.2 Rechtssicherheit von Geschäfts
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6.3 Betrugssicherer Werteaustausch
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6.3 Betrugssicherer Werteaustausch
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Bestellung Lieferant ist P L (Y,g)
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6.4 Anonyme digitale Zahlungssystem
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Bestätigung über Besitz [ 2 ] Tra
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Aktuelle Forschungsliteratur Comput
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7 Umrechenbare Autorisierungen (Cre
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8 Verteilte Berechnungsprotokolle G
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Berechnungsprotokoll zwischen mehre
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9 Regulierbarkeit von Sicherheitste
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9.2 Digitale Signaturen ermögliche
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9.3 Key-Escrow-Systeme können zum
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9.5 Steganographie: Vertrauliche Na
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9.6 Maßnahmen bei Schlüsselverlus
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9.7 Schlußfolgerungen Der Einsatz
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10 Entwurf mehrseitig sicherer IT-S
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11 Glossar a Länge der Ausgabeeinh
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\ ohne, d. h. Mengensubtraktion O(
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Literaturverzeichnis [AABB_97] Hal
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Literaturverzeichnis [BMTW_84] Toby
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Literaturverzeichnis [Bras_83] Gill
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Literaturverzeichnis [Chau_87] Davi
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Literaturverzeichnis [DaPr_89] Dona
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Literaturverzeichnis [FJKPS_96] Han
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Literaturverzeichnis Andreas Pfitzm
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Literaturverzeichnis [HuPf2_96] Mic
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Literaturverzeichnis [Lüne_87] Hei
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Literaturverzeichnis [OkOh1_89] Tat
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Literaturverzeichnis [Pfit_85] Andr
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Literaturverzeichnis [Roch_87] Edou
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Literaturverzeichnis [Tane_88] Andr
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Literaturverzeichnis [Weck_98] Gerh
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A Aufgaben 1 Aufgaben zur Einführu
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Radio Fernseher Bildtelefon Telefon
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2-6 Wirklich kein verborgener Kanal
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) Was wären die Nachteile? 3 Aufga
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3 Aufgaben zu Kryptologische Grundl
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Text mit MAC H,0 H,1 T,0 T,1 00 H -
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3-21 DES 3 Aufgaben zu Kryptologisc
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4-3 Macht gute Steganographie Versc
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5 Aufgaben zu Sicherheit in Kommuni
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inäres überlagerndes Senden veral
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5-20 Warum längentreue Umcodierung
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5-28 Mehrseitig sicherer Web-Zugrif
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9 Aufgaben zu Regulierbarkeit von S
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B Lösungen B.1 Lösungen zur Einf
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B.1 Lösungen zur Einführung b) Si
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B.1 Lösungen zur Einführung Integ
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B.1 Lösungen zur Einführung Anmer
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B.2 Lösungen zu Sicherheit in einz
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✭ ✭✭✭✭✭ Verschlüsselun
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B.3 Lösungen zu Kryptologische Gru
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A lässt t A , den Schlüssel zum T
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x S = k(x) 0 1 k 0 y ¯y 1 ¯y y ¯
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wurden die Medien konzipiert. See p
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Modulo 11: w∗ 2 Modulo 7: w∗ 2
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K-Signaturen R-Signaturen N-Signatu
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Vertauschen der Hälften ergibt den
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Rückwärts: Also ist 17 −1 mod 3
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B.4 Lösungen zu Steganographische
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4-5 Modellierung steganographischer
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5-16 Reicht Ausgabenachrichten von
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B.6 Lösungen zu Werteaustausch und
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