5 - Kryptographie Flashcards

Question

Sichere DES - Variante

Answer 1

Triple DES - Verwendung des DES mit 2 oder 3 Schlüsseln zur Vergrößerung des Schlüsselraums Eigenschaften: - Rückwärtskompatibel wen K1 = K2 ist (oder K2 = K3) - Die effektive Schlüssellänge für Triple DES wird mit 112 (=2 * 56) Bit angegeben

Answer 2

Advanced Encryption Standart • Offizieller DES Nachfolger (seit 2002) • Veröffentlich durch das NIST (National Institute of Standard and Technology) • Schlüssellängen: 128, 192, oder 256-Bit • Blockgröße: 128-Bit • Design (10, 12, oder 14 Runden, je nach Schlüssellänge o Substitutions-Permutationsnetzwerk (S-Box, P-Box) § Grundlegende verwendete Techniken ähnlich zu DES • Bis heute ungebrochen

Answer 3

. Arbeitet in Runden (ähnlich zu DES) - 10 Runden für 128 BIT Schlüssel - Verarbeitet eine 4x4 byte-Matrix pro Runde

Answer 4

Electronic Code Book (ECB) | Cipher Block Chaining (CBC)

Answer 5

Electronic Code Book (ECB) • Separate Verschlüsselung jedes Klartextblocks • Gleiche Klartextblöcke → gleiche Chiffretextblöcke (Gefahr: unerkanntes Entfernen/Austauschen von Chiffretextblöcken) • Ermöglicht paralleles Berechnen des Chiffretextes

Answer 6

Cipher Block Chaining (CBC) • Zuerst XOR (“Veroderung”) von Klartextblock mit vorhergehenden Chiffretextblock, danach Verschlüsselung • Gleiche Klartextblöcke → unterschiedliche Chiffretextblöcke o falls mind. 1 Unterschied zuvor aufgetreten ist o gleiche Nachrichtenanfänge werden bis zum Unterschied gleich verschlüsselt → Abhilfe: zufälliger Initialblock • Verändern, Entfernen oder Ersetzen einzelner Blöcke → falsche Dechiffrierung der folgenden Blöcke

Answer 7

* ECB ist schnell, Muster werden erkannt, ggf. unsicherer | * CBC ist langsamer, weil sequentiell, aber sicherer

Answer 8

• Bitweise Verschlüsselung des Klartextes zu Chiffretext. • Dieses geschieht im allgemeinen durch Bitweise exklusive Veroderung (XOR) mit einem Schlüsselstrom. • Sicherheit basiert auf Güte des Schlüsselstromgenerators. • Bei periodischen Schlüsselstrom muss die Größe der Periode über der Größe der zu verschlüsselnden Datenmenge liegen. - eignen sich besonders für die Verschlüsselung kontinuierlicher Datenströme (z.B. Standleitung zwischen 2 Computern)

Answer 9

Synchrone und Selbstsynchronisierende Stromchiffren

Answer 10

= Schlüsselstromgenerierung unabhängig vom Nachrichtenstrom Vorteil: Schlüsselstromberechnung kann im Voraus erledigt werden. Nachteil: Bei Verlust eines Bits bei der Übertragung, ist der gesamte folgende Chiffretext Strom unbrauchbar (fehlerhafte Bits bereiten keine großen Probleme).

Answer 11

- Jedes Schlüsselstrom-Bit ist eine Funktion einer festen Anzahl (n) vorhergehender Chiffrebits. • Fehlerhaft übertragene Bits erzeugen bei der Dechiffrierung n falsche Schlüsselstrom-Bits. - Anfällig für Wiedereinspielungen

Answer 12

* basieren auf schweren „Einwegproblemen“ | * häufig aus dem Gebiet der Mathematik (Faktorisierung, diskreter Logarithmus)

Answer 13

- asymmetrische Verschlüsselung welches das Key-Exchange Problem (Schlüsselaustausch) löst - basiert auf dem Problem des diskreten Logarithmus

Answer 14

Gegeben_ Werte X, Y und n Problem: Finde e sodass gilt: Y = X^e mod n

Answer 15

-- Alice und Bob wollen Daten austauschen und müssen sich auf einigen Schlüssel verständigen - Alice und Bob einigen sich aus eine Basis/Generator um einen Modul (nicht geheim, public): g, n - Alice: wählt e und berechnet: K(a) = g^e mod n - Bob: wählt f und berechnet: K(b) = g^f mod n - Alice und Bob senden sin K(a), K(b) >> BILD

Answer 16

Verschieden Schlüssel zum Ver- und Entschlüsseln: - Schlüssel zum verschlüsseln wird veröffentlicht (public key) - Schlüssel zum Entschlüsseln bleibt geheim (private key) - Es muss unmöglich (bow. unverhältnismäßig schwer) sein, unter Kenntnis eines Schlüssels, den anderen zu berechnen

Answer 17

weltweiter Quasi-Standard - Schlüssellänge variabel (nicht unüblich sind 2048-Bit) - Ermöglicht sowohl Verschlüsselung wie auch Digitale Signatur - Verwendet unter anderem in: o PEM(PrivacyEnhancedMail) o PGP(prettyGoodPrivacy)

Answer 18

• Ohne Kenntnis von p und q kann der geheime Schlüssel d nur schwer berechnet werden • Weitere Hürde: Faktorisierung von n in p und q → Beschleunigung mithilfe des sog. Zahlensiebs → möglich Spezialrechner in Hardware zu bauen → Abhilfe: größere Schlüssel

Answer 19

Vorteil: - Vergleichbar geringere Komplexität (schneller) - kleinere Schlüssellänge Nachteile: - Speicherung von vielen Schlüsseln (bei n Kommunikationspartnern sind n- 1 verschiedene Schlüssel notwenig) - sicherer Schlüsselaustausch nötig Angriff: - Brute-Force Angriff: erschöpfendes Durchsuchen des Schlüsselraums

Answer 20

Vorteile: - einfachere Handhabung der Schlüssel - kein sicherer Kanal zum Austausch nötig Nachteile: - Höhere Komplexität - Größere Schlüssellänge - Problem der Authentizität der öffentlichen Schlüssel Angriffe: - lösen des zugrundeliegenden Problem (Z.B. Faktorisierung des Moduls bei RSA)

Answer 21

Eine Hashfunktion H erzeugt aus einer Nachricht M einen eindeutigen Hashwert h = H (M) mit fester Länge m. • Zu gegebenen M kann man leicht h berechnen. • Zu gegebenen h ist es schwer ein M zu berechnen mit H (M) = h. > Dies impliziert, dass es schwer sein muss zwei verschiedene Texte mit gleichem Hashwert zu finden. • Auch kleinste Änderungen am Text führen zu (deutlich!) unterschiedlichen Hashwerten (Lawineneffekt):

Answer 22

• Kompression. • Einfach zu berechnen. • Resistent gegen Erstes-Urbild-Angriff (First-Preimage-Attack) o Gegeben h (M) ist es schwer M zu berechnen • Resistent gegen Zweites-Urbild-Resistent (Second-Preimage-Attack) o Gegeben h (M) ist es schwer ein M' zu finden, sodass h(M)==h(M") • Kollisionsfrei oder Kollisionsresistent o Gegeben h() ist es schwer ein M' und M" zuf inden, sodassh (M')==h(M") o Kollisionsresistenz schließt Resistenz gegen den Zweites-Urbild-Angriff ein. • Zusätzlich: „Zufälligkeit"

Answer 23

Alice will Bob überzeugen, dass eine Nachricht 𝑀 von ihr stammt. Voraussetzung: Alice und Bob teilen ein Geheimnis 𝐺. Alice bildet 𝐻(𝑀, 𝐺) und sendet das Ergebnis zusammen mit 𝑀 an Bob. Bob, der 𝐺 kennt, kann ebenfalls 𝐻(𝑀, 𝐺) bilden und und sich somit überzeugen, dass 𝑀 wirklich von Alice gesendet wurde.

Answer 24

- Message Digest Algorithm, MD5 (Rivest, 1992) Berechnet 128-Bit Hashwert. BROKEN - Secure Hash Algorithm, SHA1 (NIST, 1994) Berechnet einen Hashwert von 160-Bit. à "Announcing the first SHA1 collision". Google Online Security Blog. 2017-02-23 - RIPE-MD 160, Europäische Union Sichere Variante von MD4 Berechnet 128-Bit Hashwert. - SHA-256 und SHA-512

Answer 25

Authentizität: Der Empfänger kann sich von der Identität des Unterzeichners überzeugen Fälschungssicherheit: Nur dem Unterzeichner ist es möglich die Signatur zu erzeugen. Überprüfbarkeit: Im Zweifelsfall kann eine dritte Partei die Signatur verifizieren. Keine Wiederverwendbarkeit: Die Signatur bezieht sich nur auf das unterzeichnete Dokument Keine Veränderbarkeit: Nachdem das Dokument unterzeichnet ist kann es nicht mehr verändert werden

Answer 26

- Idee: Vertauschung der Rollen der Schlüssel Private key zum Verschlüsseln Public key zum Entschlüsseln - Jeder kann entschlüsseln, aber nur der Besitzer des private key kann verschlüsseln. - Impliziter Nachweis über die Identität des Verschlüsselnden

Answer 27

Alice chiffriert das entsprechende Dokument mit ihrem geheimen Schlüssel. Danach sendet sie das so unterzeichnete Dokument an Bob. Bob dechiffriert das Dokument mit Alices öffentlichen Schlüssel.

Answer 28

Authentizität > Da Alices öffentlicher Schlüssel den Klartext ergibt, weiß Bob, dass das Dokument von Alice stammt. Fälschungssicherheit > Nur Alice kennt ihren geheimen Schlüssel. Überprüfbarkeit > Jeder der Alices öffentlichen Schlüssel kennt, kann die Signatur bestätigen. Alice kann sie nicht zurücknehmen. Keine Wiederverwendbarkeit > Die Unterschrift bezieht sich nur auf dieses Dokument, andere Dokumente ergeben andere Signaturen. Keine Veränderbarkeit > Bei Veränderung des Dokuments ergibt die Dechiffrierung mit Alices öffentlichen Schlüssel kein sinnvolles Ergebnis.

Answer 29

- Nachweis der Korrektheit und Authentizität von digitaler Kommunikation - Nachweis von Server Identität - Nachweis von Code Autorschaft • Code-Signing

Answer 30

Hashfunktionen werden in Verfahren für digitale Signaturen wie folgt eingesetzt • Zu signierende Nachricht: 𝑀 • Generieren des Hashwerts h(𝑀) • Signieren von h(𝑀) mithilfe von Signaturalgorithmus 𝑆 und dem privaten Schlüssel des Absenders 𝑘(priv): 𝑆k(priv)(h(𝑀)) • Versenden von Nachricht M zusammen mit dem signierten Hash 𝑆k(priv)(h(𝑀)) BILD Folie 122

Answer 31

Asymmetrische Kryptographie befreit vom Zwang des geheimen Schlüsseltransport. Aber: Woher wissen wir, dass der öffentliche Schlüssel auch tatsächlich zum angegebenen Claim gehört? BILD Folie 131

Answer 32

2048-Byte Schlüssel können sich Menschen nicht merken - Fingerprint: Kryptographischer Hashwert des Schlüssels, hexadezimal notiert > Gut geeignet für manuelle Überprüfung ... aber löst nicht das eigentliche Problem

Answer 33

- Ohne eine out-of-band Lösung keine Sicherheit über ein unsicheres Medium - Ansatz: Trusted-Third-Party (TTP) > Bob vertraut Peter > Bob hat bereits einen kryptographischen Nachweis über Alices Authentizität >Alice vertraut Peter >Peter kann für die Authentizität der jeweiligen öffentlichen Schlüssel vertrauenswürdige Aussagen fällen

Answer 34

- Bindet eine Public Key an eine Identität - Signiert von einer Vertrauenswürdigen dritten Partei (->TTP) > Signatur über den Hash des Zertifikats - Format: X.509 - Version - Seriennummer - Algorithmus-Informationen - Eindeutiger Name des Ausstellers - Gültigkeitsdauer - Eindeutiger Name des Subjekts - Öffentlicher Schlüssel des Subjekts

Answer 35

- Hierarchisches Modell - Oberste Stufe (root certificate) > Die eigentlich TTP - Signiert die Schlüssel der nächsten Stufe. > Bzw. stellt die entsprechenden Zertifikate aus - Mit diesen Schlüsseln können weitere Schlüssel signiert werden. > Nur valide wenn durch das Zertifikat erlaubt.

Answer 36

- X.509 sind digital signiert - Überprüfung der Signatur gibt Nachweis der Schlüssel/Owner Beziehung - Falls der Schlüssel des Unterzeichners nicht bekannt ist > Gehe eine Stufe in der Hierarchie nach oben

Answer 37

- Vertrauen via Geschäftsmodell > Klare Regeln für die Vergabe des Zertifikats - Auslieferung der Root Certificates über vertrauenswürdige Kanäle >Teil des Betriebssystems >Im Browser

Answer 38

Web of Trust: - Nutzer signieren sich ihre Schlüssel gegenseitig >Key signing parties - Nutzer entscheidet selbst, wem er wie weit vertraut - Modell von PGP/GPG

Answer 39

* Kommunikationsprotokolle die Authentizität, Vertraulichkeit, Integrität und Unleugbarkeit gewährleisten. * Festgelegt Abfolge zweier oder mehrerer Kommunikationspartner * Verwenden üblicherweise mehrere kryptographische Algorithmen nebeneinander.

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