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Kryptologie Klaus Becker 2014. 2 Kryptologie An: Von: Hallo Bob!

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Präsentation zum Thema: "Kryptologie Klaus Becker 2014. 2 Kryptologie An: Von: Hallo Bob!"—  Präsentation transkript:

1 Kryptologie Klaus Becker 2014

2 2 Kryptologie An: Von: Hallo Bob!

3 3 Teil 1 Einführung

4 4 Big brother liest mit! Spätestens seit der NSA-Affäre weiß jeder, dass Kommunikationsvorgänge von Nachrichtendiensten weltweit überwacht werden. Die digitale Übertragung von Nachrichten macht es recht einfach, diese abzufangen und automatisiert auszuwerten.

5 5 Wer kommuniziert mit mir? Des öfteren erhält man freundliche s, die einem dabei behilflich sein wollen, ein Problem, das sich irgenwo ergeben hat, zu beheben. Man muss nur dem Link folgen.

6 6 Sicherheitsprobleme Aufgabe: Beurteile diese (fiktive) unter Sicherheitsaspekten. Welche Fragen ergeben sich hier? An: Von: Betrifft: Kontoeröffnung Sehr geehrte Herr Becker, Sie haben mit Ihrer Mail vom ein Konto bei unserer Bank beantragt. Wir danken Ihnen für das Vertrauen in unsere Bank. Selbstverständlich können wir Ihnen ein Konto einrichten. Die Kontonummer lautet: Sie erhalten demnächst per Post eine Kreditkarte (Geheimzahl 9138). Für die Einrichtung des Kontos müssenwir Ihnen einen Unkostenbetrag von 50 Euro in Rechnung zu stellen. Wir haben diesen Betrag bereits von Ihrem Konto abgebucht. Bitte zahlen Sie diesen Betrag schnellstmöglich auf Ihr Konto ein. Mit freundlichen Grüßen P. Theuerkauf (Leiter der Service-Abteilung)

7 7 Sicherheitsprobleme An: Von: Betrifft: Kontoeröffnung Sehr geehrte Herr Becker, Sie haben mit Ihrer Mail vom ein Konto bei unserer Bank beantragt. Wir danken Ihnen für das Vertrauen in unsere Bank. Selbstverständlich können wir Ihnen ein Konto einrichten. Die Kontonummer lautet: Sie erhalten demnächst per Post eine Kreditkarte (Geheimzahl 9138). Für die Einrichtung des Kontos müssenwir Ihnen einen Unkostenbetrag von 50 Euro in Rechnung zu stellen. Wir haben diesen Betrag bereits von Ihrem Konto abgebucht. Bitte zahlen Sie diesen Betrag schnellstmöglich auf Ihr Konto ein. Mit freundlichen Grüßen P. Theuerkauf (Leiter der Service-Abteilung) Authentizität: Stammt die Nachricht wirklich von der BilligenBank, oder erlaubt sich hier jemand einen Scherz? Integrität: Hat jemand die Nachricht manipuliert (z.B. die PIN geändert)? Verbindlichkeit: Die Bank behauptet, die PIN nicht mitverschickt zu haben. Stimmt das? Vertraulichkeit: Wurde die Nachricht abgefangen und von einer unbekannten Person gelesen?

8 8 Sicherheitsziele Vertraulichkeit: Die Nachricht, die man erhält, ist nicht von dritten Personen gelesen worden. Integrität: Die Nachricht, die man erhält, ist von keiner dritten Person manipuliert worden. Authentizität: Die Nachricht, die man erhält, stammt von der Person, die als Absender angegeben ist. Verbindlichkeit: Der Absender kann nachträglich nicht bestreiten, die Nachricht verfasst zu haben.

9 9 Teil 2 Klassische Chiffrierverfahren

10 10 Das Caesar-Verfahren A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C Schlüssel: D Quelltext: SALVEASTERIX Geheimtext: VDOYHDVWHULA

11 11 Das Vigenère-Verfahren A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J Schlüssel: KUH Quelltext: VIG ENE RE Geheimtext: FCN OHL BY K A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H

12 12 Das Vigenère-Verfahren V I G E N E R E Schlüssel, Klartext K U H K U H K U F C N O H L B Y Geheimtext ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I K L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J L M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K M N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L N O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M O P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N P Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O Q R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P R S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q S T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R T U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S U V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T V W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U W X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V X Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W Y Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Z A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Schlüsselbuchstabe Klartextbuchstabe

13 13 Das Vigenère-Verfahren Aufgabe: Verschlüssele den Klartext 'HALLOWIEGEHTS' mit dem Schlüssel 'ESEL'. Aufgabe: Entschlüssele den Geheimtext 'LMSXEGXTXUS'. Der Schlüssel lautet 'ZEBRA'. Aufgabe: Wähle selbst einen Schlüssel. Verschlüssele einen Text mit dem Schlüssel. Gib den Geheimtext und den Schlüssel an deine Nachbarin / deinen Nachbarn zum Entschlüsseln weiter.

14 14 Kryptoanalyse beim Vigenère-Verfahren HGINEHWTEIBLUNARWPCLDWCVDDYUVNCETJIBLTFTQEVIIFFJEEHRNREQGIVNZY TLRZPUVNYIJKEMHBJKNQNKMHVOZCGXBLSCINJIMREZEKYGKIRXLLEGPVEDDWEL NJIMKUMHSLHHKGCIDWTKDDVSYEHREVRFMQWEKHFJBDVHVSEYOBEKXJDAAIOUSN ROVNRGIVIMHJVSBLPVNRXFAUMKGIATWJKZDXEFRSSCVNVYOUEQFBIIGVHFLCRF JGDWDYMDMEVBKMUQESWJVKZINDTHLSXOKHFEERLBRRRMFBADQNKERQJKGNPEVN DQLRMLIVEDRMOXTDMOCIDHERBDMERSGEUVIMIXLNCISJALIHVWZPUXELIMFDDM EVNRGIZFEISZMJPFZNDRTTHHJGVEQKSVIEXFJMHXXZLCINNEGISJCGEVKNHGIK DHIGVLRIOIIEJFVRRGIRUSRVIHHRBLFHREZEGSFYIBLHCATFFUIDAFCLDRWVRR GICIMKFEALIOUERGIZFEISLNCOBYNTREUARLBKMHXJYRDQTZNFIOUIDPPIEKIZ XESEO Ziel: Schlüssel aus einem Geheimtext rekonstruieren Grundidee des Kasiski-Verfahrens: Schritt 1: Bestimme die Länge des Schlüsselwortes. Schritt 2: Ermittle den Schlüssel mit einer Häufigkeitsanalyse.

15 15 Bestimmung der Schlüssellänge S: W O I N W O I N W O I N W O I N W O I N W O I N W O I N W O I N W O K: H A B E E I N E N K L E I N E N E S E L I M S T A L L G E S E H E N | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | G: D O J R A W V R J Y T R E B M A A G M Y E A A G W Z T T A G M U A B Aufgabe: Begründe folgende Zusammenhänge:  Dopplungen im Klartext führen nicht unbedingt zu Dopplungen im Geheimtext. Beispiel: EIN  Wenn Dopplungen im Geheimtext aus Dopplungen im Klartext resultieren, dann ist der Abstand der Buchstabenfolgen ein Vielfaches der Schlüssellänge. Beispiel: AMG  Dopplungen im Geheimtext resultieren aber nicht unbedingt aus Dopplungen im Klartext. Sie können auch "zufällig" entstehen. Beispiel: AAG

16 16 Bestimmung der Schlüssellänge HGINEHWTEIBLUNARWPCLDWCVDDYUVNCETJIBLTFTQEVIIFFJEEHRNREQGIVNZYTLRZPUV NYIJKEMHBJKNQNKMHVOZCGXBLSCINJIMREZEKYGKIRXLLEGPVEDDWELNJIMKUMHSLHHKG CIDWTKDDVSYEHREVRFMQWEKHFJBDVHVSEYOBEKXJDAAIOUSNROVNRGIVIMHJVSBLPVNRX FAUMKGIATWJKZDXEFRSSCVNVYOUEQFBIIGVHFLCRFJGDWDYMDMEVBKMUQESWJVKZINDTH LSXOKHFEERLBRRRMFBADQNKERQJKGNPEVNDQLRMLIVEDRMOXTDMOCIDHERBDMERSGEUVI MIXLNCISJALIHVWZPUXELIMFDDMEVNRGIZFEISZMJPFZNDRTTHHJGVEQKSVIEXFJMHXXZ LCINNEGISJCGEVKNHGIKDHIGVLRIOIIEJFVRRGIRUSRVIHHRBLFHREZEGSFYIBLHCATFF UIDAFCLDRWVRRGICIMKFEALIOUERGIZFEISLNCOBYNTREUARLBKMHXJYRDQTZNFIOUIDP PIEKIZXESEO HGI at index 0 and difference = 430 IBL at index 9 and 34 - difference = 25 CLD at index 18 and difference = 470 UVN at index 27 and 67 - difference = 40 IBL at index 34 and difference = 440 EHR at index 49 and difference = 100 GIV at index 56 and difference = 135 ZPU at index 65 and difference = 295 QNK at index 81 and difference = 215 KMH at index 83 and difference = 450 CIN at index 95 and difference = 320 NJI at index 97 and difference = 27 JIM at index 98 and difference = 27 REZ at index 101 and difference = 365 EZE at index 102 and difference = 365 VED at index 117 and difference = 200 … Kasiski search for repeated substrings: mainz.de/pommeren/Kryptologie/Klassisch/2_ Polyalph/kasiski1.html Aufgabe: Begründe folgende Vermutung. Die Schlüssellänge beträgt 5.

17 17 Bestimmung des Schlüssels Schlüssel: W O I N Klartext: H A B E E I N E N K L E I N E N E S E L I M S T A L L G E S E H E N E N E E Geheimtext: D O J R A W V R J Y T R E B M A A G M Y E A A G W Z T T A G M U A B A B M R Häufigster Buchstabe in der Kolonne A B C D E F G H I J K L … W X Y Z A B C D E F G H W A B C D E F G H I J K L … X Y Z A B C D E F G H I A B C D E F G H I J K L … I J K L M N O P Q R S T I A B C D E F G H I J K L … N O P Q R S T U V W X Y N X

18 18 Bestimmung des Schlüssels HGINEHWTEIBLUNARWPCLDWCVDDYUVNCETJIBLTFTQEVIIFFJEEHRNREQGIVNZYTLRZPUV NYIJKEMHBJKNQNKMHVOZCGXBLSCINJIMREZEKYGKIRXLLEGPVEDDWELNJIMKUMHSLHHKG CIDWTKDDVSYEHREVRFMQWEKHFJBDVHVSEYOBEKXJDAAIOUSNROVNRGIVIMHJVSBLPVNRX FAUMKGIATWJKZDXEFRSSCVNVYOUEQFBIIGVHFLCRFJGDWDYMDMEVBKMUQESWJVKZINDTH LSXOKHFEERLBRRRMFBADQNKERQJKGNPEVNDQLRMLIVEDRMOXTDMOCIDHERBDMERSGEUVI MIXLNCISJALIHVWZPUXELIMFDDMEVNRGIZFEISZMJPFZNDRTTHHJGVEQKSVIEXFJMHXXZ LCINNEGISJCGEVKNHGIKDHIGVLRIOIIEJFVRRGIRUSRVIHHRBLFHREZEGSFYIBLHCATFF UIDAFCLDRWVRRGICIMKFEALIOUERGIZFEISLNCOBYNTREUARLBKMHXJYRDQTZNFIOUIDP PIEKIZXESEO >>> Schlüssellänge: 5 Häufigster Buchstabe: Kolonne 0 : D Kolonne 1 : I Kolonne 2 : F Kolonne 3 : V Kolonne 4 : E Aufgabe: Begründe folgende Vermutung. Der Schlüssel lautet ZEBRA. Aufgabe: Benutze das Programm haeufigkeitsanalyse.py (siehe inf-schule), um den häufigsten Buchstaben in den Kolonnen zu bestimmen.

19 19 Zur Sicherheit beim Vigenère-Verfahren..... T S B A C Geheimtext Klartext Schlüssel Aufgabe: Welcher der folgenden Klartexte könnte hier in verschlüsselter Form vorliegen? KATZE, PFERD, TIGER

20 20 Zur Sicherheit beim Vigenère-Verfahren K A T Z E..... T S B A C Geheimtext Klartext Schlüssel Aufgabe: Rekonstruiere jeweils den verwendeten Schlüssel. Welche Folgerungen kannst du hieraus ziehen? P F E R D..... T S B A C T I G E R..... T S B A C

21 21 One-Time-Pad Wenn der Schlüssel keine statistischen Auffälligkeiten aufweist, kann ein Angreifer, der nur den Geheimtext kennt, den Schlüssel und den Klartext nicht rekonstruieren. Beim One-Time-Pad handelt es sich also um ein sicheres Chiffrierverfahren. SUMMSUMMSUMMBIENCHENSUMMHERUM HGGHFDDSABSHDGEURTTZHRJKHVFJU ZASTXXPESVETEOIHTAXMZLVWOZWDG Geheimtext Klartext Schlüssel Beim One-Time-Pad (deutsch: Verfahren mit Einmalschlüssel) benutzt man ein polyalphabetisches Ersetzungsverfahren (wie z.B. das Vigenère-Verfahren), bei dem der Schlüssel (mindestens) so lang ist wie der Klartext.

22 22 One-Time-Pad Im praktischen Einsatz hat das One-Time-Pad aber einige gewaltige Nachteile: Man darf den Schlüssel nur einmal zum Verschlüsseln eines Textes benutzen. Wenn man ihn mehrfach benutzt, liefert man dem Angreifer Möglichkeiten zu einem erfolgreichen Angriff. Man kann sich den Schlüssel nicht merken. Er muss auf einem Medium festgehalten werden und auf sicherem Weg zwischen den Kommunikationspartnern überbracht werden. Beim One-Time-Pad (deutsch: Verfahren mit Einmalschlüssel) benutzt man ein polyalphabetisches Ersetzungsverfahren (wie z.B. das Vigenère-Verfahren), bei dem der Schlüssel (mindestens) so lang ist wie der Klartext. Quelle:

23 23 Teil 3 Moderne Chiffriersysteme

24 24 Symmetrische Chiffriersysteme Beispiele: Vigenère-Chiffriersystem KUH VIGENERE A(lice) Klartext Schlüssel VIGENERE Klartext FCNOHLBY Geheimtext Verschlüsselungsverfahren Entschlüsselungsverfahren B(ob) Schlüssel

25 25 Symmetrische Chiffriersysteme s f(x, s) s x0, x1, x2,... A(lice) Klartext f*(y, s) Schlüssel x0, x1, x2,... Klartext y0, y1, y2,... Geheimtext Verschlüsselungsfunktion Entschlüsselungsfunktion B(ob) Schlüssel Ein symmetrisches Chiffriersystem ist ein System zum Ver- und Entschlüsseln von Nachrichten, bei dem derselbe Schlüssel zum Ver- und Entschlüsseln benutzt wird.

26 26 Symmetrische Chiffriersysteme A(lice) Hallo Bob,... Alice B(ob) Hallo Bob,... Alice

27 27 Schlüsselverwaltung B(ob) C(lara) Alice Bob Clara A(lice) Bob David D(avid) Alice Clara Aufgabe: Wer kann mit wem sicher kommunizieren? Welche Schloss-Schlüsselpaare fehlen noch?

28 28 Schlüsselverwaltung B(ob) E(ve) A(lice) F(elix) Aufgabe: Eve und Felix werden in den Geheimbund mit aufgenommen. Wie viele verschiedene Schloss-Schlüssel-Paare werden jetzt benötigt, um Geheimnisse zwischen allen Mitgliedern des Geheimbundes austauschen zu können? C(lara) D(avid)

29 29 Schwierigkeit - Schlüsselaustausch Wer ein symmetrisches Chiffriersystem benutzen möchte, steht vor der Schwierigkeit, den gemeinsamen Schlüssel vorab sicher auszutauschen, bevor eine Nachricht verschlüsselt verschickt werden kann. A(lice)B(ob)

30 30 Schwierigkeit - Schlüsselinflation Bei symmetrischen Chiffriersystemen müssen je zwei Kommunikationspartner einen gemeinsamen Schlüssel vereinbaren. Wenn n Personen alle miteinander kommunizieren möchten, benötigt man insgesamt (n*(n-1))/2 Schlüssel. Bei größeren Gruppen führt das leicht zu einer Schlüsselinflation. B(ob)A(lice) C(lara) D(avid)

31 31 Asymmetrische Chiffriersysteme A(lice) Hallo Bob,... Alice B(ob) Hallo Bob,... Alice public keyprivate key

32 32 Asymmetrische Chiffriersysteme Aufgabe: (a) Warum kann Bob das gleiche Vorhängeschloss (bzw. Kopien dieses Schlosses) zu seinem Schlüssel für alle Kommunikationspartner bereitstellt? (b) Warum benötigt Alice ein anderes Vorhängeschloss mit Schlüssel, wenn Bob eine Antwortnachricht an Alice schicken möchte? (c) Wie viele verschiedene Vorhängeschloss-Schlüssel-Paare werden benötigt, wenn Alice, Bob, Clara und David Geheimnisse austauschen wollen? A(lice) B(ob) public keyprivate keypublic keyprivate key C(lara)D(avid)

33 33 Asymmetrische Chiffriersysteme Ein asymmetrisches Chiffriersystem ist ein System zum Ver- und Entschlüsseln von Nachrichten, bei dem ein öffentlich bereitgestellter Schlüssel (public key) zum Verschlüsseln und ein privater Schlüssel (private key) zum Entschlüsseln benutzt wird. e f(x, e) d x0, x1, x2,... A(lice) Klartext f*(y, d) öffentlicher Schlüssel von Bob x0, x1, x2,... Klartext y0, y1, y2,... Geheimtext Verschlüsselungsfunktion Entschlüsselungsfunktion B(ob) privater Schlüssel von Bob

34 34 Asymmetrische Chiffriersysteme e f(x, e) d x0, x1, x2,... A(lice) Klartext f*(y, d) öffentlicher Schlüssel von Bob x0, x1, x2,... Klartext y0, y1, y2,... Geheimtext Verschlüsselungsfunktion Entschlüsselungsfunktion B(ob) privater Schlüssel von Bob Schlüsselaustausch: Der Schlüsselaustausch ist bei asymmetrischen Chiffriersystemen unproblematisch. Der Besitzer eines Schlüsselpaares kann seinen öffentlichen Schlüssel an alle Personen weitergeben, die ihm verschlüsselte Nachrichten zukommen lassen sollen. Der Besitzer kann sogar den öffentlichen Schlüssel öffentlich bekannt machen, so dass jeder ihn benutzen kann. Schlüsselanzahl: Wenn mehrere Personen verschlüsselte Nachrichten austauschen wollen, dann reicht es, wenn jede Person ein Schlüsselpaar aus öffentlichem und privatem Schlüssel besitzt.

35 35 Schwierigkeit - Rechenaufwand e f(x, e) d x0, x1, x2,... A(lice) Klartext f*(y, d) öffentlicher Schlüssel von Bob x0, x1, x2,... Klartext y0, y1, y2,... Geheimtext Verschlüsselungsfunktion Entschlüsselungsfunktion B(ob) privater Schlüssel von Bob Bei langen Klartexten ist der Rechenaufwand bei den derzeit benutzten Verfahren recht hoch.

36 36 Hybridsysteme s f(x, e) s x0, x1, x2,... A(lice) Klartext f*(y, d) erzeugter Session Key x0, x1, x2,... Klartext y0, y1, y2,... Geheimtext B(ob) empfangener Session Key g(s, e) s Session Key g*(t, d) s Session Key t verschlüsselter Session Key e öffentlicher Schlüssel von Bob t; y0, y1, y2,... y0, y1, y2,... t d privater Schlüssel von Bob Geheimtext verschlüsselter Session Key Einfaches asymmetrisches Schlüsselmanagement Schnelles symmetrisches Chiffrierverfahren

37 37 AES - ein modernes symmetrisches Ch.

38 38 RSA - ein modernes asymetrisches Ch.

39 39 Entwicklung neuer Verfahren Am 2. Januar 1997 wurde die Entwicklung eines neuen Chiffriersystems vom amerikanische Handelsministerium ausgeschrieben. Insgesamt wurden bis zum Abgabeschluss am 15. Juni 1998 fünfzehn Vorschläge aus aller Welt eingereicht. Auf einer Konferenz wurden die Chiffrierverfahren dann vorgestellt und öffentlich diskutiert. Fünf der Kandidaten (MARS, RC6, Rijndael, Serpent, Twofish) kamen in die nächste Runde. Weitere Analysen führten dazu, dass der Rijndael-Algorithmus zum Sieger erklärt wurde und heute im AES-Verfahren benutzt wird. Interessant ist hier, dass man bei der Entwicklung neuer Verfahren gar nicht erst versucht, die Verfahren selbst geheim zu halten. Im Gegenteil, die Verfahren werden zur öffentlichen Diskussion allen Experten zur Verfügung gestellt. Nur die Verfahren, die eine solche Prüfung bestehen, haben eine Chance, in moderen Chiffriersystemen verwendet zu werden.

40 40 Das Prinzip von Kerckhoff Kerckhoff: Die Sicherheit beruht auf der Geheimhaltung des Schlüssels, nicht des Verschlüsselungsverfahrens Das Prinzip von Kerckhoff ist ein grundlegendes Prinzip, das bei der Entwicklung moderner Chiffriersysteme benutzt wird. Es besagt: Die Sicherheit eines Chiffriersystems darf nicht davon abhängen, ob das benutzte Verfahren zum Ver- und Entschlüsseln bekannt ist. Die Sicherheit soll nur auf der Geheimhaltung von Schlüsseln beruhen. „security by obscurity“: Die Sicherheit beruht auf der Geheimhaltung des verwendeten Verschlüsselungsverfahrens Kriterien für gute Chiffrierverfahren:  Sie beruhen auf dem Kerckhoffs-Prinzip.  Sie werden von Kryptologen (bzw. -analytikern) weltweit untersucht.  Sie durchlaufen erfolgreich alle möglichen Angriffszenarien.

41 41 Teil 4 Experimente mit GnuPG

42 42 GnuPG „GnuPG ist derzeit eine der sichersten Anwendungen zum Verschlüsseln und Signieren von Daten. Bei sorgfältiger Anwendung ist eine Verschlüsselung mit GnuPG auch in absehbarer Zukunft nicht zu knacken. Im Gegensatz zu anderen Verschlüsselungsprogrammen wie beispielsweise PGP von der Firma NAI ist GnuPG freie Software. Das bedeutet unter anderem, daß der Programm-Quellcode frei verfügbar, frei von Patenten und frei von einschränkenden Lizenzbedingungen ist. Jeder Anwender kann so das Programm auf seine Integrität hin prüfen. Das heißt beispielsweise, daß sich Hintertüren (Key Recovery) oder 'Generalschlüssel' (Key Escrow) nicht versteckt einbauen lassen und jeder Anwender die Möglichkeit hat, Fehler zu beseitigen, das Programm zu verbessern oder nach seinen Vorstellungen zu verändern. Darüberhinaus ist GnuPG nicht - wie beispielsweise amerikanische Verschlüsselungsprogramme - durch Ausfuhrbestimmungen künstlich in seiner Funktionalität und Sicherheit beschränkt.“ Quelle: GnuPG gibt es für verschiedene Betriebssysteme. Gpg4win ist ein Windows-Installationspaket für die Verschlüsselungssoftware GnuPG sowie zugehörige Anwendungen und Dokumentation. Wenn man das Windows-Installationspaket Gpg4win ausführt, wird neben GnuPG auch eine Programm mit dem Namen Kleopatra installiert. Dieses Programm stellt dem Benutzer eine grafische Oberfläche zur Ausführung von GnuPG-Befehlen zur Verfügung und erleichert so den Umgang mit GnuPG. Wir werden im Folgenden dieses Programm benutzen.

43 43 Zielsetzung Hallo Bob, können wir uns heute Abend um 8 Uhr treffen? LG Alice A(lice) Klartext öffentlicher Schlüssel von Bob Klartext … Geheimtext Verschlüsselungsfunktion Entschlüsselungsfunktion B(ob) privater Schlüssel von Bob Hallo Bob, können wir uns heute Abend um 8 Uhr treffen? LG Alice Wir benutzen ein modernes asymmetrisches Chiffriersystem, um verschlüsselte Nachrichten (wie in der Abbildung gezeigt) auszutauschen.

44 44 Schlüssel erzeugen Mit den Menüpunkten [Datei][Neues Zertifikat...][Persönliches OpenPGP-Schlüsselpaar erzeugen] wird man aufgefordert, Namen und -Adresse einzugeben. Gib den Namen in der Form Vorname Name (z.B. Alice Schwarz) ein.

45 45 Schlüssel erzeugen Mit den Menüpunkten [Weiter][Schlüssel erzeugen] wird man aufgefordert, eine Passphrase festzulegen. Damit der geheime Schlüssel nicht von anderen missbraucht werden kann, wird er von GnuPG mit einem symmetrischen Verfahren verschlüsselt. Den Schlüssel gibt man als Passphrase selbst ein. z.B. I.d.M.g.e.h.K! In der Mensa gibt es heute Kartoffelbrei.

46 46 Schlüssel erzeugen Nach Eingabe der Passphrase werden die Schlüssel erzeugt. Genau genommen werden hier Zertifikate erstellt. Jetzt sollte man eine Sicherheitskopie des geheimen Zertifikats (mit dem geheimen Schlüssel) anfertigen. Damit er nicht in falsche Hände gerät, sollte man diese Sicherheitskopie auf einem externen Datenträger speichern.

47 47 Öffentlichen Schlüssel exportieren Mit [Zertifikate exportieren …] kann Bob jetzt seinen öffentlichen Schlüssel exportieren und ihn an Alice weitergeben oder an einem vereinbarten Ort hinterlegen.

48 48 Schlüssel anschauen Mit einem Texteditor kann man sich den öffentlichen Schlüssel anschauen BEGIN PGP PUBLIC KEY BLOCK----- Version: GnuPG v (MingW32) mQENBFK1RQ8BCADB5rL1lniAC7LeQ+4u31rGk5+EtpY1izBOqu9+HLqKxFivgm+X CZddL6UjCb+3rtVlAm+66qfvkJatm34eAypasy0xMF8QrA1EpM6Uw0ewwM0k/JVM 2tSv/RgX/IQdHowIphN8TVP4rGwd/tJrU7c/vitytS4ohWxOqvW4oaRj8nOicNuS 04cDBUEg8BzGasLS7SjSTrJH/zKjAzCkjsZw8HWcB7NJ/Q5RouGmngsfQM9njbhm 9fySmz+hBPpY6cwPXjBNt5H6U42Rig0z5EjZS8TUQhKPuZetzi9Uyv3FwdOAl9oO BJ9Mzy+CcOeEo3/6Mt3ebUxKKd34c4aBIXrDABEBAAG0EUJvYiBELiA8Ym9iQGQu ZGU+iQE5BBMBAgAjBQJStUUPAhsPBwsJCAcDAgEGFQgCCQoLBBYCAwECHgECF4AA CgkQbyilC9+xbYuYnwf/bLouQ2gAdSmP2EWgrXVeZff88k8f4+CXQ3vX+bKJHqx8 HRtY/IDY1Xjk73Ow5qkbHs3ZvJ8rGBSDBWVCSZXRe3DDptEDsnkLhOxvJ1YCYPSo YmmmydkVbg6Zz/IeJQcBMcuiIIybvAEVlzx46ABrYbMB8RcwjUQcPRvLNZdVwg54 t8P/CrUDQMTyGWx/L9LCI+FsET9HHb56DWQQsaYGJizgtFOUWL46dqdB2ln8eR5k 06zYsadrPm8dtAIPWgZS5wz/IT5cdgkmJe5LZeyFBQ68U1c/3CBDFdJP1ia6rWXw YsM6NRq9lqtHDXjSC10nxq0EFpmNzgKldt3uaWsFKQ== =0HQt -----END PGP PUBLIC KEY BLOCK-----

49 49 Öffentlichen Schlüssel importieren Mit [Datei] [Zertifikate importieren …] kann der Alice jetzt den öffentlichen Schlüssel von Bob importieren.

50 50 Nachricht schreiben Mit einem Texteditor erstellt Alice die Nachricht und speichert sie in einer Textdatei ab. Hallo Bob, können wir uns heute Abend um 8 Uhr treffen? LG Alice

51 51 Datei verschlüsseln Mit [Dateien signieren/verschlüsseln …] verschlüsselt Alice die Datei mit der Nachricht.

52 52 Verschlüsselte Datei anschauen Mit einem Texteditor kann man sich die verschlüsselte Nachricht anschauen. Alles klar? -----BEGIN PGP MESSAGE----- Version: GnuPG v (MingW32) hQEMA28opQvfsW2LAQf+Pux1E0rWVzCx4TlWBYJuZLMYzgX1l1SAYs9ax0IAJAZU wh3v9K+JY94N+uHg68RE3y/KJ/NnFHT6wkZTMBvP3cUtRZRZOgTazrb2ecuXEErY Kw4aJU+6FgFdeh38hfdf5+Dx2twfE+C5Y2jw2b2IPozreoItxPr7Tu+DN0pjaDDq 7YjbKQuyMvPBmpA4m4VeqLBP9fyhMPkq0QbDHvGljmFxhZfI40NaDQakU+jlIYtm MzyuR1MUUI5W22YLWpkzsCp1YYFExXSMH0htJCM8TXdJ7zc1ot3GahipLtwTlvAy heeocqnBLTrX9TH9+iNjJhUiKNpzKcYr4sS0/A6oQdJ9AVBuKj/TavBZwy02yGvC pnC9+GVVL5mY4O7rn81XK7VAbB+3i6KQfoGLe68OpSa6EmdkBt1xBe+x1MNZ7GH0 SLgNpxL9s3IYOOvUX1vK2UAcgYn1fxrAKw/vKQ1gegXJ1hbhPy1gnXWAdjdyihhe q3LGTopRiLvrHB1SXwA= =HrgW -----END PGP MESSAGE-----

53 53 Datei entschlüsseln Mit [Dateien entschlüsseln/überprüfen …] kann Bob die von Alice verschlüsselte und an Bob geschickte Nachricht entschlüsseln.

54 54 Nachricht anschauen Mit einem Texteditor kann Bob sich die Nachricht von Alice anschauen. Hallo Bob, können wir uns heute Abend um 8 Uhr treffen? LG Alice

55 55 Teil 5 Digitale Signatur

56 56 Sicherheitsprobleme An: Von: Betrifft: Kontoeröffnung Sehr geehrte Herr Becker, Sie haben mit Ihrer Mail vom ein Konto bei unserer Bank beantragt. Wir danken Ihnen für das Vertrauen in unsere Bank. Selbstverständlich können wir Ihnen ein Konto einrichten. Die Kontonummer lautet: Sie erhalten demnächst per Post eine Kreditkarte (Geheimzahl 9138). Für die Einrichtung des Kontos müssenwir Ihnen einen Unkostenbetrag von 50 Euro in Rechnung zu stellen. Wir haben diesen Betrag bereits von Ihrem Konto abgebucht. Bitte zahlen Sie diesen Betrag schnellstmöglich auf Ihr Konto ein. Mit freundlichen Grüßen P. Theuerkauf (Leiter der Service-Abteilung) Authentizität: Stammt die Nachricht wirklich von der BilligenBank, oder erlaubt sich hier jemand einen Scherz? Integrität: Hat jemand die Nachricht manipuliert (z.B. die PIN geändert)? Verbindlichkeit: Die Bank behauptet, die PIN nicht mitverschickt zu haben. Stimmt das? Vertraulichkeit: Wurde die Nachricht abgefangen und von einer unbekannten Person gelesen?

57 57 Ein einfaches Signiersystem x0, x1,... A(lice) Text B(ob) f* d privater Schlüssel von Alice fe öffentlicher Schlüssel von Alice x0, x1,... y0, y1, y2,... verschlüsselter Text y0, y1,... x0, x1,... Aufgabe: (a) Wie kann Bob jetzt feststellen, ob jemand die Nachricht (bestehend aus den beiden Textteilen) verändert hat? (b) Kann Bob auch feststellen, ob die Nachricht von Alice stammt?

58 58 Ein verbessertes Signiersystem x0, x1,... A(lice) Text B(ob) fe öffentlicher Schlüssel von Alice x0, x1,... z z f* Fingerabdruck des Textes y h z verschlüsselter Fingerabdruck d privater Schlüssel von Alice y Aufgabe: Muss Alice wirklich den gesamten Text verschlüsseln? Würde es nicht reichen, wenn Alice eine Art Fingerabdruck des Textes erzeugen würde und diesen Fingerabdruck in verschlüsselter Form mitverschicken würde?

59 59 Signiersysteme x0, x1,... A(lice) Text Hash-Funktion B(ob) f* Hash-Wert als Fingerabdruck des Textes y h z verschlüsselter Hash-Wert als Signatur d privater Schlüssel von Alice x0', x1',... Mr(s) X f y' h y'' Überprüfung des berechneten und entschlüsselten Hash-Werts e öffentlicher Schlüssel von Alice z' Hash-Funktion ?=?= x0, x1,...z x0', x1',...z'

60 60 Signiersysteme Ein Signiersystem ist ein System zur Erzeugung einer digitalen Signatur. Mit deren Hilfe kann ein Empfänger feststellen, ob eine Nachricht tatsächlich vom angegebenen Absender stammt und ob sie unverändert beim Empfänger angekommen ist. Alice will eine signierte Nachricht an Bob senden. In einem ersten Schritt erzeugt sie mit Hilfe einer Hash-Funktion einen Fingerabdruck des zu versendenden Textes. Bei dem Fingerabdruck handelt es sich um ein Bitmuster, das dem Text zugeordnet wird. Diesen Fingerabdruck verschlüsselt Alice mit ihrem privaten Schlüssel. Das Ergebnis ist ein Bitmuster, das die digitale Signatur zum vorgegebenen Text bildet. Alice sendet jetzt den Text mit der digitalen Signatur an Bob. Wie überprüft Bob die Authentizität und Integrität der erhaltenen Nachricht? Bob benutzt dieselbe Hash-Funktion wie Alice, um einen Fingerabdruck zum übermittelten Text zu erzeugen. Bob ist im Besitz des öffentlichen Schlüssels von Alice und benutzt ihn, um die übermittelte Signatur zu entschlüsseln. Wenn die Nachricht nicht verändert wurde, dann erhält Bob durch die Entschlüsselung der Signatur den von Alice erzeugten Fingerabdruck zum versendeten Text. Dieser ist dann identisch mit dem von Bob bestimmten Fingerabdruck zum empfangenen Text. Wenn die Nachricht in Teilen verändert wurde, dann müsste das Bob beim Vergleich der Fingerabdrücke auffallen. Wenn X. z.B. den Text abändert, dann ändert sich auch der Fingerabdruck zum Text. X. kann zwar einen Fingerabdruck zum veränderten Text erzeugen, X. kann ihn aber nicht passend verschlüsseln, da X. keinen Zugang zum privaten Schlüssel von Alice hat (davon gehen wir hier natürlich aus). X. ist demnach nicht in der Lage, ein stimmiges Paar bestehend aus einem veränderten Text und einer hierzu passenden mit dem privaten schlüssel von Alice erzeugten Signatur zu erzeugen.

61 61 Fingerabdruck im Alltag Fingerabdrücke werden benutzt, um Personen mit wenigen Eigenschaften zu identifizieren. Wenn zwei Fingerabdrücke identisch sind, dann geht man davon aus, dass sie von derselben Person stammen.

62 62 Digitaler Fingerabdruck „Digitale Fingerabdrücke“ werden benutzt, um Nachrichten (elektronische Dokumente) mit wenigen Bits zu identifizieren. Wenn zwei digitale Fingerabdrücke identisch sind, dann geht man davon aus, dass sie von derselben Nachricht stammen. Hallo Bob, können wir uns heute Abend um 8 Uhr treffen? LG Alice 7F E0 6F BF F4 14 A6 08 EA D4 C0 B3 6E 42 A3 FD F1 28

63 63 Experimente mit CrypTool Gib in der Datei „startbeispiel-de.txt“ den gewünschten Originaltext ein. Öffne mit [Einzelverfahren] [Hashverfahren] [Hash-Demo …] [SHA-1 …] das Experimentierfenster.

64 64 Experimente mit CrypTool Aufgaben: (a) Erzeuge entsprechend einen digitalen Fingerabdruck zu verschiedenen vorgegebenen Texten. Überzeuge dich, dass der erzeugte Fingerabdruck immer dieselbe Größe hat. (b) Ändere den vorgegebenen Text geringfügig ab (z.B. durch Einfügen eines Leerzeichens) und beobachte, wie sich der digitale Fingerabdruck verändert. (c) Hier ein digitaler Fingerabdruck zum Antworttext von Alice: 38 8C D5 4E B C A 64 0D Kannst du den Text zu diesem Fingerabdruck rekonstruieren (d) Versuche einmal, noch einen Text zu erzeugen, der den oben gezeigten Fingerabdruck hat. 7F E0 6F BF F4 14 A6 08 EA D4 C0 B3 6E 42 A3 FD F1 28 (e) Begründe: Es muss verschiedene Texte geben, die den gleichen digitalen Fingerabdruck haben.

65 65 Hash-Funktion Eine Hash-Funktion ist eine Funktion, die Zeichenketten neue Zeichenketten einer fest vorgegebenen Länge zuordnet. Hallo Bob, können wir uns heute Abend um 8 Uhr treffen? LG Alice SHA-1 7F E0 6F BF F4 14 A6 08 EA D4 C0 B3 6E 42 A3 FD F1 28 Beispiel: Die Hash-Funktion SHA-1 ordnet jeder Zeichenkette (jedem Text) ein Bitmuster bestehend aus 160 Bit (hier dargestellt als Hedadezimalzahl) als Hash-Wert zu. Hash-Funktionen reduzieren in der Regel eine größere Datenmenge (wie einen Text) auf einen kleineren Datensatz mit vorgegebener Größe (wie ein 160-Bit-Muster).

66 66 Anforderungen an Hash-Funktionen Eine Hash-Funktion sollte eine Einwegfunktion sein. Bei einer Einwegfunktion ist es praktisch unmöglich, aus einem möglichen Zielwert einen Ausgangswert so zu bestimmen, dass der Zielwert Funktionswert zum Ausgangswert ist. Eine Hash-Funktion sollte kollisionsresistent sein. Eine Funktion ist kollisionsresistent, wenn es praktisch unmöglich ist, zwei verschiedene Ausgangswerte zu finden, die denselben Funktionswert haben.

67 67 Teil 6 Experimente zum sicheren -Austausch

68 68 Thunderbird Wir benutzen hier das -Programm Thunderbird (in einer Portable-Version) mit den Erweiterungen GnuPG und Enigmail (siehe mail.de/wiki/Enigmail_OpenPGP).

69 69 Konto einrichten In einem ersten Schritt musst du ein -Konto einrichten.

70 70 Schlüssel erzeugen Mit der integrierten GnuPG-Software kannst du jetzt ein neues Schlüsselpaar erzeugen (oder ein bereits vorhandenes Schlüsselpaar inegrieren). Benutze z.B. [OpenPGP] [OpenPGP- Assistent].

71 71 Einstellungen vornehmen Der OpenPGP-Assistent unterstützt dich bei der Wahl der Einstellungen.

72 72 Schlüssel exportieren Rufe [Schlüssel verwalten …] auf und wähle deinen Schlüssel aus. Mit der rechten Maustaste die Menupunkte [in Datei exportieren] [Nur öffentlichen Schlüssel exportieren] auswählen. Veröffentliche deinen öffentlichen Schlüssel an einem vereinbarten Ort.

73 73 s versenden Jetzt kann es losgehen. Du kannst jetzt signierte s verschicken, die dann vom Empfänger mit deinem öffentlichen überprüft werden BEGIN PGP SIGNED MESSAGE----- Hash: SHA1 Hallo KB, die s von inf-schule sind jetzt signiert. Ein Gruß vom inf-schule-Team -----BEGIN PGP SIGNATURE----- Version: GnuPG v (MingW32) Comment: Using GnuPG with Mozilla - iQEcBAEBAgAGBQJStp29AAoJEBAfzzKi+1n17GAH/2OXcWepQPK3rKKuA5ZnlIav qXqB6rA4uZBN/eZPnlxbkeP974UloEINylByNGp9yRdvVxrvujssCTuMwmfpXecm g4QY/09MP39aYdKIS4qNDsqFYodeT6NIm/e9c7igh1Twlp8cE1UZnlMu8XN6AUj1 b5DbG/Nnl44E+dvus7oOFmUr9K84OXTDanSgoCKetTP8txkq+h4KKZbpQrJDqjLM mPfjkHp5Zyb0KK0S7ihu/YyndgcwTlX9I1Xj9WRAAZiRy9xCNcm0VpqkYDvb4sl/ +s0xZLNMZFQLMcGR4e27gSQYwMzQtc4xQTYEdNrhFdYKU8eKoKmO1av+qW+D1H4= =bNOY -----END PGP SIGNATURE-----

74 74 Aufgaben Erzeuge zunächst ein -Konto. Verwende als Benutzernamen den Nachnamen. Erzeuge ein Schlüsselpaar und veröffentliche den öffentlichen Schlüssel im Verzeichnis …. Teste das -Programm. Schicke hierzu dem Nachbarn eine signierte Nachricht. Schicke dem Nachbarn auch eine verschlüsselte Nachricht.

75 75 Teil 7 Sicherheitsinfrastruktur

76 76 Vertrauen in Schlüssel Andreas, Annika, Jens, Katharina, Malte und Tanja haben ihre öffentlichen Schlüssel in ein gemeinsam zugängliches Verzeichnis kopiert, so dass jeder sich die benötigten öffentlichen Schlüssel kopieren kann. Irgendetwas stimmt hier aber nicht!

77 77 Öffentliche Schlüsselserver Öffentliche Schlüssel von Kommunikationspartnern kann man sich auch auf Schlüsselservern wie z.B. sks-keyservers.net besorgen.

78 78 Vertrauen in Schlüssel Auch hier tritt das Problem auf, dass man nicht weiß, ob der veröffentlichte Schlüssel tatsächlich zu der angegebenen Person gehört.

79 79 Schlüssel überprüfen Wenn der öffentliche Schlüssel dir direkt von einem (vertrauenswürdigen) Bekannten übergeben wird, dann kannst du (in der Regel) von einem echten Schlüssel ausgehen. Wenn du einen öffentliche Schlüssel über ein unsicheres Kommunikationsmedium (z.B. per E- Mail) erhalten hast oder von einem Schlüsselserver heruntergeladen hast, dann solltest du dich vergewissern, ob die Angaben zum Eigentümer stimmen. Du kannst dich z.B. mit der Person treffen (oder - wenn du die Stimme eindeutig erkennst - mit der Person telefonieren) und einen Datenabgleich machen. Beim Datenabgleich solltest du folgende Schlüsselangaben genauestens überprüfen: Schlüssel-ID Fingerabdruck des Schlüssels evtl. Erstellungsdatum und Gültigkeitsdauer

80 80 Schlüssel zertifizieren Erst wenn du die Echtheit eines Schlüssels genauestens geprüft hast bzw. wenn du ganz sicher bist, dass ein Schlüssel zu einer bestimmten Person gehört, dann solltest du den betreffenden Schlüssel zertifizieren. Einen Schlüssel zertifiziert man, indem man ihn mit einer digitalen Signatur versieht.

81 81 Web of Trust Durch das Zertifizieren von Schlüsseln lässt sich ein Vertrauensnetz aufbauen.

82 82 Übungen Im -Programm lässt sich die Vertrauenswürdigkeit von Schlüsseln festlegen. Experimentiere mit den Möglichkeiten, die das -Programm bietet.

83 83 (wo)man-in-the-middle-Angriff A(lice) B(ob) Hallo Bob! Wie lautet dein öffentlicher Schlüssel? Alice B-public-key Meine Kreditkartennummer lautet: 2101 Vielen Dank! Bob Mr(s) X B-public-keyprivate-key-BB-public-keyprivate-key-BB-public-keyprivate-key-B Bob hat sich ein Schlüsselpaar bestehend aus einem öffentlichen und einem privaten Schlüssel erzeugt. Bob schickt seinen öffentlichen Schlüssel auf Anfrage an Alice. Alice benutzt nun diesen Schlüssel, um ihre Kreditkartennummer an Bob zu verschicken. Bob bestätigt den Erhalt der Kreditkartennummer mit einer signierten Nachricht. Aufgabe: Beurteile die Sicherheit des beschriebenen Szenarios: Kann sich Alice sicher sein, dass sie wirklich Bobs öffentlichen Schlüssel erhält?

84 84 (wo)man-in-the-middle-Angriff Aufgabe: Warum merkt Alice hier nichts vom (Wo)Man in the middle Angriff? Worin besteht die Schwierigkeit? Siehst du Lösungsansätze? A(lice) B(ob) Hallo Bob! Wie lau- tet dein öffentlicher Schlüssel? Alice Mr(s) X Hallo Bob! Wie lau- tet dein öffentlicher Schlüssel? Alice B-public-key X-public-key Meine Kreditkarten- nummer lautet Alice Vielen Dank! Bob Danke! Bob B-public-keyprivate-key-Bprivate-key-XX-public-key private-key-X B-public-key private-key-B

85 85 Lösung mit Zertifizierungsinstanz Kannst du mir deinen öffentlichen Schlüssel schicken. Alice Benutze den symmetrischen Schlüssel ZEBRA. Alice Habe den Schlüssel erhalten! Bob Meine Kreditkartennummer lautet Alice Vielen Dank! Bob CA(rl) Bob B-public-keyprivate-key-BCA-public-keyprivate-key-CAB-public-key private-key-CA Bob B-public-keyprivate-key-CACA-public-key Bob B-public-key private-key-CACA-public-key private-key-B B-public-key symmetric-key A(lice) B(ob) Mr(s) X

86 86 Lösung mit Zertifizierungsinstanz Aufgabe: Alice und Bob benutzen hier ein symmetrisches Chiffrierverfahren, um ihre geheimen Nachrichten vor Mr(s) X zu verbergen. Hat Mr(s) X eine Chance, die Nachrichten mitzulesen?

87 87 Zertifikate Ein Public-Key-Zertifikat dient dazu, die Zugehörigkeit eines öffentlichen Schlüssels zu einem bestimmten Eigentümer zu bestätigen. Ein Public-Key-Zertifikat enthält in der Regel eine ganze Reihe von Informationen, u a.:  den zu bestätigenden öffentlichen Schlüssel  den Eigentümer des Schlüssels  den Aussteller des Zertifikats  die benutzten kryptografischen Verfahren  die Gültigkeitsdauer des Zertifikats ...  eine digitale Signatur des Ausstellers zur Bestätigung aller Informationen

88 88 Zertifikate Ein Public-Key-Zertifikat dient dazu, die Zugehörigkeit eines öffentlichen Schlüssels zu einem bestimmten Eigentümer zu bestätigen. Certificate: Data: Version: 3 (0x2) Serial Number: 27:d6:e5:a2:94:e6:a7:b2:65:0a:18:ad:3a:0a:5e:7d Signature Algorithm: sha1WithRSAEncryption Issuer: C=US, O=Thawte, Inc., CN=Thawte SSL CA Validity Not Before: Oct 27 00:00: GMT Not After : Oct 27 23:59: GMT Subject: C=DE, ST=Rheinland-Pfalz, L=Montabaur, O=1&1 Mail & Media GmbH, OU=GMX, CN=service.gmx.net Subject Public Key Info: Public Key Algorithm: rsaEncryption RSA Public Key: (2048 bit) Modulus (2048 bit): 00:ca:6e:7c:8f:8f:a9:49:cf:d0:02:8f:c2:ee:01:... Exponent: (0x10001) …

89 89 Weitergabe von Schlüsseln Kannst du mir deinen öffentlichen Schlüssel schicken. Alice B-public-key Ist das wirklich Bobs Schlüssel? A(lice)B(ob) Bei dieser (unpersönlichen) Weitergabe des öffentlichen Schlüssels muss dann sichergestellt werden, dass der übergebene öffentliche Schlüssel tatsächlich zu der Person gehört, die sich als Eigentümer ausgibt.

90 90 Weitergabe von Schlüsseln Kannst du mir deinen öffentlichen Schlüssel schicken. Alice A(lice)B(ob) Bob B-public-key private-key-CACA-public-key Hierzu benutzt man Zertifikate. Mit einem (Public Key) Zertifikat wird die Authentizität eines öffentlichen Schlüssels gewährleistet. Eine vertauenswürdige Instanz beglaubigt mit ihrer digitalen Signatur, dass der öffentliche Schlüssel tatsächlich zur Person gehört, die sich als Eigentümer ausgibt. Der Empfänger eines Zertifikats hat jetzt die Möglichkeit, den signierten Schlüssel (mit Angabe des Eigentümers) zu überprüfen.

91 91 Ausstellen von Zertifikaten Zertifikate werden von sogenannten Zertifizierungsstellen (engl. certification authority, kurz CA) ausgestellt. Das sind vertrauenswürdige Organisationen, die gegen eine Gebühr vorgelegte öffentliche Schlüssel überprüfen und signieren. Hi! Ich bin Bob. Hier ist mein öffentlicher Schlüssel. Können Sie sich ausweisen? Klar. Hier ist mein Ausweis. Ok! Unsere Zertifizierungsstelle erstellt dann ein Zertifikat. B-public-keyprivate-key-BB-public-key Bob CA-public-keyprivate-key-CA Bob B-public-keyprivate-key-CA Bob B-public-keyprivate-key-CA Hier das gewünsch- te Zertifikat! B(ob) CA: Zertifizierungs- instanz

92 92 Überprüfen von Zertifikaten Zertifikate werden überprüft, indem man die digitale Signatur der Zertifizierungsstelle überprüft. Hierzu benötigt man den öffentlichen Schlüssel der Zertifizierungsstelle. Kannst du mir deinen öffentlichen Schlüssel schicken. Alice Zum Überprüfen benötige ich ihren öffentlichen Schlüssel. Alice Ok! A(lice)B(ob) CA: Zertifizierungs- instanz Bob B-public-keyprivate-key-CACA-public-key Bob B-public-key private-key-CA CA-public-key

93 93 Zertifizierungskette Kannst du mir deinen öffentlichen Schlüssel schicken. Alice Zum Überprüfen benötige ich ihren öffentlichen Schlüssel. Alice A(lice) B(ob) CA1 Bob B-public-key private-key-CA1 CA1 CA!-public-key private-key-CA2 CA2 CA2-public-key private-key-CA3 CA3 CA3-public-key private-key-CA3

94 94 Browser-Experimente


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