Verschlüsselung

Verschlüsselung ist der Prozess der Umwandlung von Klartext in eine chiffrierte Form (Chiffre) mittels eines Algorithmus und eines oder mehrerer Schlüssel, um Unbefugte am Lesen der Informationen zu hindern. Typische Ziele sind Vertraulichkeit, Integrität und Authentizität von Daten. Oft kommen zusätzlich Mechanismen wie Hashfunktionen oder digitale Signaturen zum Einsatz, um Integrität und Nichtabstreitbarkeit zu gewährleisten.

Es gibt zwei Grundarten der Verschlüsselung: symmetrische Verschlüsselung verwendet denselben Schlüssel zum Ver- und Entschlüsseln. Sie ist in der Praxis schnell und effizient, aber die sichere Verteilung des Schlüssels ist herausfordernd. Asymmetrische Verschlüsselung nutzt ein Schlüsselpaar aus öffentlichem und privatem Schlüssel; sie erleichtert den Schlüsselaustausch und ermöglicht digitale Signaturen, zieht aber größeren Rechenaufwand nach sich.

Wichtige Algorithmen sind zum Beispiel AES als Standard für symmetrische Verschlüsselung, DES/3DES als veraltete Option, sowie RSA und ECC (Elliptic Curve Cryptography) für Public-Key-Verfahren. Für Integrität und Authentizität kommen Hashfunktionen wie SHA-256 und MACs wie HMAC zum Einsatz. In vielen Systemen arbeiten Verschlüsselung und Integrität zusammen, oft in AEAD-Modi (z. B. AES-GCM).

Anwendungsbereiche umfassen Transportverschlüsselung im Internet (TLS/HTTPS), E-Mail-Verschlüsselung (PGP/GPG), Festplatten- oder Dateiverschlüsselung sowie VPN-Verbindungen. Sicherheit hängt stark von Schlüsselmanagement, Implementierungssicherheit und angemessener Schlüsselgröße ab.

Ausblick: Quantencomputer könnten einige asymmetrische Verfahren gefährden; Forschung zu quantensicheren (post-quantum) Algorithmen ist im Gange. Historisch entwickelte sich Verschlüsselung von einfachen Ciphers zu modernen, mathematisch fundierten Verfahren, die heute Grundlagen vieler digitaler Dienstleistungen bilden.