Sicherheit in vernetzten Systemen - RRZ Universität Hamburg

KAPITEL 10. PUBLIC-KEY ZERTIFIZIERUNGEN
Kapitel 10.5 behandelt Public-Key-Infrastrukturen (PKI), jene in denen Zertifizierungsinstanzen eine
wesentliche Rolle spielen. Dabei werden Aspekte der Skalierbarkeit ebenso erörtert wie Cross-
Zertifizierungen und die Vorzüge des „Web of Trust“.
Das folgende Kapitel gibt einen Überblick über die in der Praxis der Public-Key-Anwendung relevanten
Protokolle, Standards und Applikationen, sowie die bereits existierenden Infrastrukturen und
deren rechtlichen Rahmen.
Der Beitrag schließt mit einem Ausblick auf die absehbaren weiteren Entwicklungen im Bereich der
Public-Key-Standardisierung und -Anwendung.
10.2 Einführung in Public-Key-Verfahren
Einen hohen Stellenwert zum Schutz von Informationen hat seit jeher der Einsatz von kryptographischen
Verfahren. Dazu gehören in erster Linie Verschlüsselungsverfahren, die die Vertraulichkeit der
Informationen gewährleisten sollen und auf die in Abschnitt 10.2.1 kurz eingegangen wird. Dabei
ergeben sich zum Teil nicht unerhebliche Probleme bei der Verteilung der kryptographischen Schlüssel,
auf die zusammen mit entsprechenden Lösungsansätzen in Abschnitt 10.2.2 näher eingegangen
wird. In diesem Zusammenhang erhalten aber auch Signatur-Verfahren (vgl. Abschnitt 10.2.3), die
die Authentizität der Informationen gewährleisten sollen, eine zunehmende Bedeutung.
10.2.1 Verschlüsselungsverfahren
Nachdem M. Johns im Rahmen dieses Seminars (vgl. [Johns]) bereits die wichtigsten kryptographischen
Begriffe und Verfahren erläutert hat, soll an dieser Stelle nur kurz die symmetrische und
asymmetrische Verschlüsselung rekapituliert werden.
Charakteristisch für die symmetrische Verschlüsselung ist die Verwendung eines Schlüssels sowohl
bei der Verschlüsselung als auch bei der Entschlüsselung: Eine Nachricht, die mit einem Schlüssel
K verschlüsselt wurde, kann nur mit dem identischen Schlüssel K wieder in den Klartext umgewandelt
werden. Dies bedeutet jedoch, daß pro Kommunikationspartner ein geheimer Schlüssel existieren
muß, um vertrauliche Informationen austauschen zu können. Demzufolge haben Kommunikationspartner,
die verschlüsselte Nachrichten austauschen wollen, das Problem, daß sie vor der eigentlichen
Kommunikation Maßnahmen einleiten müssen, um den geheimen Schlüssel auf sicheren Wegen auszutauschen.
Bei der asymmetrischen Verschlüsselung werden hingegen zwei unterschiedliche – aber mathematisch
voneinander abhängige – Schlüssel zum Ver- und Entschlüsseln benutzt, von denen ein Schlüssel
veröffentlicht werden kann (Public Key), der andere jedoch geheim gehalten werden muß (Private
Key). Asymmetrische Verfahren werden deshalb auch Public-Key-Systeme oder Public-Key-
Verfahren genannt.
Üblicherweise wird der öffentliche Schlüssel (Public Key) eines Kommunikationspartners zum Verschlüsseln
eines Klartextes benutzt; der Chiffretext kann dann nur mit dem korrespondierenden privaten
Schlüssel (Private Key) entschlüsselt werden.
Ein Vorteil gegenüber der symmetrischen Verschlüsselung ist der erheblich geringere Bedarf an Schlüsseln.
Jeder Benutzer benötigt genau einen privaten Schlüssel zum Entschlüsseln und einen öffentlichen
Schlüssel pro Kommunikationspartner. Der entscheidende Vorteil gegenüber der symmetrischen Verschlüsselung
ist jedoch, daß hierbei nur der öffentliche Schlüssel (und nicht mehr der geheime) an die
146 SS 99, Seminar 18.416: Sicherheit in vernetzten Systemen