Schlüsselpaar

Schlüsselpaar bezeichnet in der Kryptografie ein Paar mathematisch verknüpfter Schlüssel: einen öffentlichen Schlüssel und einen privaten Schlüssel. In der asymmetrischen Kryptografie wird durch zwei unterschiedliche Schlüssel Verschlüsselung, Entschlüsselung, Signaturen und Verifikation ermöglicht.

Der öffentliche Schlüssel darf allgemein bekannt sein und kann frei verbreitet werden; der private Schlüssel bleibt geheim und sicher geschützt. Praktisch ermöglicht das Schlüsselpaar, dass andere Nutzende Nachrichten verschlüsseln, die nur der Besitzer des privaten Schlüssels entschlüsseln kann, oder dass dieser mit dem privaten Schlüssel eine Signatur erzeugt, die mit dem öffentlichen Schlüssel verifiziert werden kann. Umgekehrt können Signaturen oder Integritätsschutz mithilfe des öffentlichen Schlüssels geprüft werden.

Schlüsselpaare entstehen durch Algorithmen wie RSA, Elliptic Curve Cryptography (ECC, z. B. P-256), DSA oder EdDSA. Sie werden in der Regel mit bestimmten Größen erzeugt (RSA 2048–4096 Bit; ECC-Kurven wie P-256, P-384). Die Generierung erfolgt oft in Software, Hardware-Sicherheitsmodulen (HSM), Smartcards oder Trusted Platform Modules (TPM). Die Verteilung des öffentlichen Schlüssels ist zentral; der private Schlüssel muss sicher bleiben. Empfohlen werden Passphrasen, sichere Speicherorte und regelmäßige Backups.

Anwendungsbereiche umfassen TLS/HTTPS, digitale Signaturen, E-Mail-Verschlüsselung (S/MIME, PGP), SSH und Code-Signierung. In Public-Key-Infrastrukturen (PKI) wird der öffentliche Schlüssel durch Zertifikate verifiziert, ausgestellt von Zertifizierungsstellen. Der Lebenszyklus umfasst Erstellung, Verteilung, Rotation und Widerruf (CRL, OCSP). Der Verlust oder der Kompromittierung des privaten Schlüssels erfordert Maßnahmen wie Wiedererzeugung, Widerruf und Meldung.

In der Praxis werden Schlüsselpaar oft in hybriden Verfahren verwendet: Zunächst wird mit dem öffentlichen Schlüssel ein zufälliger symmetrischer Schlüssel verschlüsselt, der anschließend zur eigentlichen Nachrichtenverschlüsselung genutzt wird.