Kryptologie

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Wie bleibt eine Nachricht geheim, obwohl jeder mitlesen kann? Von Caesar über Diffie-Hellman und RSA bis zu den elliptischen Kurven, mit denen heute Smartphones und Webseiten verschlüsseln. Hier gibt es das Skript zum Nachlesen und eine Simulation zum Ausprobieren.

CaesarVigenèreKasiski EuklidDiffie-HellmanRSA SignaturElliptische Kurven
G

Inhalt des Skripts

  1. 1.2Caesar und multiplikative ChiffreS. 2
  2. 1.3Vigenère-ChiffreS. 3
  3. 1.4Kryptoanalyse: Häufigkeit, Kasiski, FriedmanS. 4
  4. 2Rechnen modulo n, euklidischer AlgorithmusS. 6
  5. 2.3Erweiterter Euklid und InversesS. 7
  6. 2.4Schnelles modulares PotenzierenS. 8
  7. 3Diffie-Hellman-SchlüsseltauschS. 9
  8. 3.3PrimitivwurzelnS. 10
  9. 4RSA: Schlüssel, ver- und entschlüsselnS. 11
  10. 4.4Signaturen mit HashwertS. 12
  11. 5Elliptische KurvenS. 14
  12. 5.4Verschlüsseln mit EC-ElGamalS. 16
  13. 6Überblick: Welches Verfahren beruht worauf?S. 17
  14. 7–8Übungen mit LösungenS. 18

Simulation: Verschlüsseln mit elliptischen Kurven

Kurve wählen, Wort eingeben – jeder Buchstabe wird ein Punkt und mit EC-ElGamal ver- und entschlüsselt. „Neue Zufallszahlen“ zeigt: gleicher Klartext, anderer Geheimtext.

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Welches Verfahren beruht worauf?

VerfahrenArtSicherheit beruht aufAngriff / Schwäche
Caesar, multiplikativsymmetrisch–alle Schlüssel probieren, Häufigkeitsanalyse
VigenèresymmetrischLänge des SchlüsselwortsKasiski, Friedman, dann Häufigkeitsanalyse
One-Time-Padsymmetrischechtem Zufall, einmaligem Gebrauchkeiner – aber Schlüsselübergabe
Diffie-HellmanSchlüsseltauschdiskretem Logarithmus mod pMan-in-the-Middle ohne Signatur
RSAasymmetrischSchwierigkeit der Faktorisierungkleine p, q; Lehrbuch-RSA ohne Padding
EC-ElGamalasymmetrischdiskretem Logarithmus auf der Kurve (ECDLP)Einmalzahl mehrfach benutzt