Sicherheit in vernetzten Systemen - RRZ Universität Hamburg

5.6. WEITERE NOTWENDIGE ALGORITHMEN
nicht in jedem Fall gewährleistet. Man kann nicht ohne weiteres davon ausgehen, daß der Schlüssel,
der als öffentlicher Schlüssel von Alice gesendet wurde, auch tatsächlich zu Alice gehört. Genausogut
kann sich eine dritte Person als Alice ausgeben und ihren öffentlichen Schlüssel anstelle des
Schlüssels von Alice verschicken und so die im guten Glauben für Alice chiffrierten Nachrichten
lesen und diese anschließend mit dem echten öffentlichen Schlüssel von Alice erneut verschlüsseln
und weitersenden. Es müssen in solchen Fällen also Mechanismen zum Einsatz kommen, welche die
Authentizität der Schlüssel gewährleisten. Diese Verifikation der Identität eines Schlüsselinhabers ist
nicht durch die asymmetrischen Algorithmen geregelt und muß unabhängig von diesen erfolgen.
Wie man sehen kann, sind die Nachteile der einen Chiffreart genau die Vorteile der anderen (und
umgekehrt). Somit fällt es schwer, eine allgemeine Empfehlung für eine der beiden Arten zu geben.
In den meisten Fällen wird es vielmehr zu einem kombinierten Einsatz der beiden Arten kommen,
z.B. eine asymmetrische Chiffre zum anfänglichen Austausch von (Sitzungs–) Schlüsseln und eine
symmetrische Chiffre für den eigentlichen Datenaustausch. Somit können die jeweiligen Nachteile
vermieden und die Vorteile der Chiffrearten genutzt werden.
Der Vollständigkeit halber noch ein kurzer Blick auf die verschiedenen Arten, die beiden Chiffrearten
anzugreifen. Symmetrische Chiffren wird man im allgemeinen durch einen Brute Force Angriff (also
erschöpfendes Durchsuchen des Schlüsselraums) zu brechen versuchen. Falls man einen Algorithmus
verwendet, der einen effektiveren Angriff als den Brute Force Angriff zuläßt, sollte man soweit
möglich von diesem Algorithmus Abstand nehmen und einen sichereren verwenden. Asymmetrische
Chiffren wird man i.a. angreifen, in dem man das zugrundeliegende Problem löst (z.B. beim RSA das
Faktorisieren des Moduls n).
5.6 Weitere notwendige Algorithmen
5.6.1 Einweg-Hashfunktionen
Ein wichtiges Werkzeug, das in vielen kryptographischen Protokollen Verwendung findet, sind Einweg-
Hashfunktionen. Eine Hashfunktion H erzeugt aus einem beliebig großen Datenblock D einen eindeutigen
Hashwert h H´Dµ mit fester Länge m. Hashfunktionen finden auch in anderen Bereichen
der Informatik Verwendung. Um für kryptographische Anwendungen zweckmäßig zu sein, muß aber
noch mehr von der Funktion gefordert werden: Zu einem gegebenen Datenblock D muß es einfach
sein, den Hashwert h zu berechnen, aber die Umkehrung, aus einem Hashwert h ¼ einen Datenblock
D ¼ zu generieren mit h ¼ H´D ¼ µ, sollte berechnungsmäßig unmöglich sein. Daher kommt auch die
Bezeichnung “Einweg”-Hashfunktion. Ebenfalls berechnungsmäßig unmöglich sollte es sein, zwei
Datenblöcke D und D ¼ mit dem selben Hashwert h H´Dµ H´D ¼ µ zu finden. Daraus resultiert, daß
auch kleinste Änderungen am Text zu unterschiedlichen Hashwerten führen müssen.
Authentifizierung ohne Verschlüsselung mittels Einweg-Hashfunktionen
Einweg-Hashfunktionen ermöglichen eine einfache Möglichkeit zur Authentifizierung von Kommunikationspartnern.
Die Voraussetzung dafür ist, daß die an der Kommunikation beteiligten Parteien
ein Geheimnis G teilen. Zur Erläuterung des Vorgehens betrachte man folgende Situation: Alice will
Bob überzeugen, daß eine Nachricht M von ihr stammt. Um dieses zu tun, bildet Alice h H´MGµ
also den Hashwert der Konkatenation der Nachricht und des Geheimnisses, wobei H eine Einweg-
Hashfunktion ist, auf die sich Alice und Bob im Vorfeld geeinigt haben und G das gemeinsame Ge-
SS 99, Seminar 18.416: Sicherheit in vernetzten Systemen 83