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Klartext x Geheimer Bereich Verschlüsselung k geheimer Schlüssel Schlüsseltext k(x) 2.2 Kerntechniken der IT-Sicherheit Schlüsselgenerierung k Entschlüsselung Zufallszahl Klartext x Abbildung 2.1: Symmetrisches kryptographisches System Asymmetrische Kryptosysteme Die bekanntesten asymmetrischen Systeme (siehe Abbildung 2.2) sind RSA und ElGamal (jeweils benannt nach ihren Erfindern Rivest, Shamir, Adleman bzw. ElGamal). Im Vergleich zu symmetrischen Kryptosystemen sind sie deutlich rechenaufwendiger (etwa Faktor 100 bis 1000). Klartext x Geheimer Bereich Verschlüsselung c Chiffrierschlüssel, öffentlich bekannt Schlüsseltext c(x) Schlüsselgenerierung d Entschlüsselung Zufallszahl Dechiffrierschlüssel, geheimgehalten Klartext x Abbildung 2.2: Asymmetrisches kryptographisches System Asymmetrische Systeme wurden erfunden, um die Schlüsselverteilung zu vereinfachen. Hier sind zum Ver- und Entschlüsseln verschiedene Schlüssel c und d erforderlich, und nur d muss geheimgehalten werden. Damit man c tatsächlich nicht geheimhalten muss, darf d nicht mit vernünftigem Aufwand aus c zu bestimmen sein. Hybride Kryptosysteme Asymmetrische Systeme werden meist eingesetzt, um einen symmetrischen Session Key zu verschlüsseln und zum Teilnehmer zu übertragen (sog. hybride Kryptosysteme). Der Teilneh- 21
2 Techniken zum Schutz mer entschlüsselt den Session Key und verwendet ihn, um den Medienstrom, der seinerseits mit dem Session Key verschlüsselt wurde, wieder zu entschlüsseln. Die Konsequenz für die Distribution von Inhalten ist, dass jetzt zusätzlich vor der Übertragung der Inhalte an jeden der Sitzungsschlüssel gesendet werden muss. Dieses Vorgehen ist zwar aufwendiger, hat aber für die Online-Distribution folgende Vorteile: 1. Ein regelmäßiger Schlüsselwechsel ist möglich. Ein in der Vergangenheit kompromittierter Sitzungsschlüssel nützt dem Unberechtigten nur etwas bis zum nächsten Schlüsselwechsel. 2. Eine individualisierte Verteilung der Sitzungsschlüssel ist möglich, d.h. individualisierte Zugänge zu bestimmten Inhalten (On-Demand-Dienste) sind realisierbar. Ersteres ist auch mit einem symmetrischen Schlüssel zur Session-Key-Verteilung möglich. Anstelle des asymmetrischen Schlüssels wird jedem Teilnehmer ein symmetrischer Schlüssel zugeordnet, mit dem der Session Key verschlüsselt wird. Dies ist in der Praxis meist effizienter, weil asymmetrische Verfahren rechenaufwendiger sind und bei sehr wenig zu übertragenden Bits zu einer Nachrichtenexpansion führen. Außerdem erhält der Empfänger den Schlüssel sowieso vom Sender, so dass der vereinfachte Schlüsselaustausch asymmetrischer Systeme nicht zum Tragen kommt. Zweites ist auch einfacher mit anderen Techniken, z.B. dem Übertragen von individuellen Seriennummern (Freischalt-Codes), die das individuelle Freischalten der Inhalte nach Bezahlung übernehmen, möglich. Anstelle des Wechsels des Sitzungsschlüssels wird der Medienstrom stets mit einem festen Schlüssel verschlüsselt. Sobald die Abspiel-Hardware einen individuellen Freischalt-Code empfängt, entschlüsselt sie die Inhalte und gibt sie unverschlüsselt an das Ausgabegerät (Bildschirm, Lautsprecher etc.) weiter. Geheimgehaltene Systeme Insbesondere dann, wenn Sicherheitsmechanismen von Entwicklern entworfen werden, deren Kerngebiet nicht Sicherheit ist, sondern z.B. Nachrichtenformate, Kommunikationsprotokolle, Geräte- und Mediendesign (kurz: Laien auf dem Gebiet Sicherheit), entstehen meist proprietäre, d.h. nicht standardisierte Schutzmechanismen. Um einen vermeintlich besseren Schutz zu erzielen, wird das Design der Sicherung geheim gehalten. Dies bedeutet nicht zwangsläufig einen Sicherheitsgewinn, sondern kann umgekehrt zu einem Sicherheitsverlust führen, weil beim Design wichtige Angriffe übersehen wurden und dies zunächst niemand bemerkt. Später könnte erfolgreiches Reverse Engeneering (siehe Abschnitt 3.4) plötzlich zur Unsicherheit der gesamten im Einsatz befindlichen Technik führen. Die Sicherheit des Verfahrens soll, wie es für gute Verschlüsselungsverfahren gilt, nur durch die Geheimhaltung eines kryptographischen Schlüssels erzielt werden. Daraus ergibt sich die Forderung, dass jeder Schutzmechanismus, der ernst genommen und auch rechtlichen Auseinandersetzungen stand halten soll, vollständig offen gelegt und seine Qualität durch Experten bestätigt sein muss. Ist man sich als Anbieter von Sicherheitstechnik seiner Sache jedoch sehr sicher und sind rechtliche Auseinandersetzungen nicht zu erwarten, kann Geheimhaltung des Designs eine zusätzliche Hürde für den Angreifer darstellen. 22
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V. Zusammenfassung • die - über
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