Sicherheit in vernetzten Systemen - RRZ Universität Hamburg

KAPITEL 6. KEYMANAGEMENT UND KOMMUNIKATIONSVERBINDUNGEN
Keymanagements bei der Absicherung von Kommunikationsbeziehungen besteht in der sicheren Etablierung
von kryptographischem Schlüsselmaterial, um den Datenverkehr abzusichern.
6.2 Verfahren zur Absicherung von Kommunikationsbeziehungen
6.2.1 Verschlüsselungsverfahren – Vertraulichkeit – Authentizität
Verschlüsselungsverfahren sind ein zentraler Bestandteil bei der Absicherung von Kommunikationsbeziehungen.
Es werden sowohl symmetrische als auch asymmetrische Verschlüsselungsverfahren
verwendet.
Symmetrische Verschlüsselungsverfahren
Symmetrische Verschlüsselungsverfahren werden für die Ver- und Entschlüsselung der Daten während
der Kommunikation eingesetzt. Sie gewährleisten höhere Geschwindigkeiten für Ver- und Entschlüsselung
sowie eine kürzere Schlüssellänge als asymmetrische Verschlüsselungsverfahren. Am
Anfang der Kommunikationsbeziehung wird zwischen den Kommunikationspartnern Schlüsselmaterial
ausgetauscht, aus dem bei beiden Kommunikationspartnern symmetrische Schlüssel errechnet
werden. Für jede neue Kommunikationsbeziehung werden immer wieder neue symmetrische Schlüssel
etabliert. Das hat den Vorteil, daß die Schlüssel nicht auf der Festplatte gespeichert werden müssen,
von der sie unter Umständen leicht gestohlen werden können. Ferner schützt das Brechen eines
Schlüssels die Nachrichten anderer Kommunikationsbeziehungen vor unbefugten Zugriff.
Asymmetrische Verschlüsselungsverfahren
Der Einsatz symmetrischer Verschlüsselungsverfahren erfordert einen vorherigen Austausch von geheimem
Schlüsselmaterial. Dafür werden asymmetrische Verfahren eingesetzt. Diese sichern die geheime
Übertragung und Authentisierung von symmetrischem Schlüsselmaterial. Es werden nun zwei
asymmetrische Verfahren vorgestellt.
Austausch von Schlüsselmaterial nach Diffie Hellman
1976 wurde von Whitfield Diffie und Martin Hellman ein Algorithmus publiziert [Schnei97], der
es beiden Kommunikationspartnern nach Austausch von zwei öffentlichen Nachrichten ermöglicht,
einen gemeinsamen geheimen Schlüssel zu errechnen. Dazu berechnet Kommunikationspartner A
einen Wert X g x mod n und schickt diesen an Kommunikationspartner B. Dieser sendet einen Wert
Y g y mod n zurück zu Kommunikationspartner A. Nun berechnet Kommunikationspartner A den
Schlüssel k Y x mod n und Kommunikationspartner B den Schlüssel k ¼ X y mod n. Die Schlüssel k
und k ¼ stimmen überein, denn es gilt: k k ¼ g xy mod n. Es wurde mit öffentlichem Schlüsselmaterial
´XYgnµ ein gemeinsamer geheimer Schlüssel k k ¼ g xy mod n vereinbart. Die Sicherheit des
Algorithmus beruht auf der Schwierigkeit, diskrete Logarithmen schnell und effizient zu berechnen.
Für große Zahlen ist die Berechnung diskreter Logarithmen praktisch unmöglich. Die Werte x und y
sind geheim und werden in keiner Nachricht an den jeweiligen Kommunikationspartner übermittelt.
Das Verfahren beinhaltet nicht die Authentisierung des öffentlichen Schlüsselmaterials ´XYgnµ.
90 SS 99, Seminar 18.416: Sicherheit in vernetzten Systemen