Kryptoanalyse

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Die Kryptoanalyse (in neueren Publikationen auch: Kryptanalyse) bezeichnet im ursprünglichen Sinne die Studie von Methoden und Techniken, um Informationen aus verschlüsselten Texten zu gewinnen. Diese Informationen können sowohl der verwendete Schlüssel wie auch der Originaltext sein. Heutzutage bezeichnet der Begriff Kryptoanalyse allgemeiner die Analyse von kryptographischen Verfahren (nicht nur zur Verschlüsselung) mit dem Ziel, diese entweder zu „brechen“, d.h. ihre Schutzfunktion aufzuheben bzw. zu umgehen, oder ihre Sicherheit nachzuweisen und zu quantifizieren. Kryptoanalyse ist damit das „Gegenstück“ zur Kryptographie. Beide sind Teilgebiete der Kryptologie.

[Bearbeiten] Abgrenzungen

[Bearbeiten] Steganalyse

Analog zur Kryptoanalyse, welche auf die Kryptographie fokussiert ist, kann man die Steganalyse als "Gegenstück" zur Steganografie verstehen. Im Gegensatz jedoch zur Kryptoanalyse, wo ein kryptografischer Inhalt vorliegt und analysiert bzw. gebrochen werden soll, wird bei der Steganalyse zunächst nur mit der Annahme gearbeitet werden, dass sich in einem Trägermedium eine versteckte Information befindet. Erst wenn diese Annahme erhärtet werden konnte, wird versucht, die eigentlichen Informationen zu extrahieren. Dabei können auch Methoden aus der Kryptoanalyse verwendet werden.

Die Sicherheit der Steganographie beruht darauf, dass Dritte ihre Verwendung nicht bemerken. Selbst wenn sie davon wissen, sollen Dritte den eigentlichen Inhalt nicht im Klartext auslesen können.

[Bearbeiten] Entschlüsselung und Entzifferung

In der Kryptologie haben die Begriffe „Entzifferung“ und „Entschlüsselung“ unterschiedliche Bedeutung: Als (befugte) Entschlüsselung bezeichnet man das Verfahren, mit Hilfe des bekannten Schlüssels den Geheimtext wieder in den Klartext zurückzuverwandeln und so die Nachricht lesen zu können. Die (unbefugte) Entzifferung hingegen ist die Kunst, dem Geheimtext ohne Kenntnis des Schlüssels die Nachricht zu entringen. Statt des Verbs entziffern wird in der Kryptanalyse auch der Ausdruck „brechen“ oder umgangssprachlich auch „knacken“ verwendet.

In der Archäologie hingegen, also wenn es um die Analyse einer alten, nicht mehr bekannten Schrift geht, werden die Begriffe Entschlüsselung und Entzifferung oft als Synonyme verwendet.

[Bearbeiten] Methoden der Kryptoanalyse

Ein wichtiger Ansatz der Kryptoanalyse ist es, alle verfügbaren Informationen über das untersuchte Verfahren, seine Parameter und die geschützten Daten in die Analyse miteinzubeziehen. Diese Informationen können öffentlich bekannt sein, plausiblen Vermutungen entstammen oder gezielt in Erfahrung gebracht werden (z. B. durch Social Engineering). Die Art der verfügbaren Informationen und ihre Kontrolle darüber wird in verschiedene Angriffsszenarien eingeteilt (siehe Modelle und Aussagen zur Sicherheit) und qualifizieren die Relevanz des Angriffes bzw. der Aussage zur Sicherheit.

Bevor mechanische Apparate wie die Enigma oder Computer der Kryptographie ermöglichten, Nachrichten zu Pseudo-Zufallsfolgen zu verwürfeln, war die Statistik die stärkste Waffe, um Nachrichten zu entziffern. Solange ein Mensch die Texte von Hand verschlüsselt, muss der verwendete Algorithmus einfach genug bleiben, um die Nachricht in vertretbarer Zeit fehlerfrei umzusetzen. Diese Verschlüsselungsverfahren sind meist durch die Statistik angreifbar. Mit ihr wird die Häufigkeit bestimmter Zeichen und Zeichenfolgen bestimmt. Mit dem Wissen über die Gesetzmäßigkeiten einer Sprache können Buchstaben und Wörter zugeordnet werden und der Klartext rekonstruiert werden.

Seitdem Computer durch ihre Geschwindigkeit und Präzision die statistischen Bindungen in einem verschlüsselten Text auf fast Null reduzieren, müssen neue Analysetechniken verwendet werden, den Verschlüsselungsalgorithmus aufzudecken, eine Schwachstelle im Algorithmus auszunutzen (wie auch schon die Statistik Schwachstellen nutzte) und den Schlüssel zu rekonstruieren, mit dem die Nachricht verschlüsselt wurde. Dazu werden häufig komplizierte mathematische Theorien und Verfahren angewendet, z. B. aus der Algebra oder der Stochastik.

Nachfolgend einige wichtige Angriffs- und Analysemethoden:

• Brute-Force-Methode: Alle möglichen Schlüssel werden nacheinander durchprobiert. Die Reihenfolge wird gegebenenfalls n