Verschlüsselung: Alles, was Sie wissen sollten

• Symmetrische Verschlüsselung: Bei der symmetrischen Verschlüsselung erfolgt das Chiffrieren und Dechiffrieren mit demselben Codeschlüssel. Dieser funktioniert somit „symmetrisch“ in beide Richtungen. Somit müssen sich Sender und Empfänger vor der Benutzung erst auf einen gemeinsamen Schlüssel einigen. Dies ist zugleich auch die größte Schwachstelle aller symmetrischen Verschlüsselungen, weil der Schlüssel hierfür erst einmal ausgetauscht werden muss, bevor die eigentliche Verschlüsselung beginnen kann. Sowohl die unverschlüsselte Weitergabe als auch die Aufbewahrung (an einem potenziell noch unverschlüsselten Speicherort) des Schlüssels sind häufige Angriffspunkte für Cyberkriminelle. Eines der ältesten symmetrischen Verfahren ist die sogenannte Cäsar-Verschlüsselung.
• Asymmetrische Verschlüsselung: Im Unterschied zur symmetrischen Verschlüsselung verwendet eine asymmetrische Verschlüsselung zwei verschiedene Codeschlüssel für Verschlüsselung und Entschlüsselung. Eine typische Anwendung der asymmetrischen Verschlüsselung ist das Public-Key-Verfahren. Hierbei besitzt jede:r Teilnehmer:in jeweils einen öffentlichen und einen privaten Codeschlüssel. Der öffentliche Codeschlüssel kann im Internet heruntergeladen werden und dient zur Authentifizierung von Nachrichten des:der Schlüsselinhaber:in. Mit dem geschützten, privaten Codeschlüssel kann der:die Schlüsselinhalber:in hingegen alle Nachrichten entschlüsseln, die an ihn:sie adressiert sind. Die asymmetrische Verschlüsselung gilt gegenüber der symmetrischen Verschlüsselung allgemein als sicherer, weil der private Schlüssel zu keiner Zeit ungeschützt übertragen wird. Sie ist aber auch deutlich rechenintensiver und damit für größere Dateien, etwa Videos, die in Echtzeit übertragen werden, ungeeignet. Deswegen gibt es für die Kommunikation im Internet Mischformen aus beiden Verschlüsselungsarten.
• Hybrides Verschlüsselungsverfahren: Hybride Verschlüsselungsverfahren kombinieren die symmetrische und die asymmetrische Verschlüsselung. Am Anfang steht meist ein Authentifizierungsverfahren über eine asymmetrische Verschlüsselung. Dabei wird auch ein temporärer Schlüssel („Sitzungsschlüssel“) für die nachfolgende symmetrische Verschlüsselung ausgetauscht. Ab diesem Moment stellen dann beide Kommunikationspartner:in ihre Kommunikation um auf einen symmetrisch verschlüsselten Datenaustausch. Die Hybride Verschlüsselung ist also geschützt gegen Schlüsseldiebstahl und dennoch fast so schnell wie die symmetrische Verschlüsselung.

• Data Encryption Standard (DES): Das National Institute of Standards and Technology (NIST) hat DES im Jahr 1977 als Standard für die symmetrische Verschlüsselung veröffentlicht. Mittlerweile ist DES allerdings veraltet: Ihm folgte der Triple-DES oder 3-DES. Der dreifache 56-Bit-Schlüssel sollte die mangelhafte Sicherheit des DES beheben. Doch auch Triple DES gilt heute nicht mehr als neuester Stand der Technik.
• RSA-Verfahren: Auch das RSA-Verfahren stammt aus dem Jahr 1977. Es ist benannt nach seinen Erfindern Ron Rivest, Adi Shamir und Leonard Adleman haben. Diese haben mit RSA die asymmetrische Verschlüsselung für Datennetze begründet, indem sie erstmals zwei Schlüssel (öffentlich und privat) miteinander verknüpften. Die Sicherheit hängt dabei wesentlich von der gewählten Schlüssellänge ab.
• Advanced Encryption Standard (AES): Im Jahr 2001 präsentiert das National Institute of Standards and Technology (NIST) den AES als Nachfolger des DES. In einem Verfahren mit mehreren Runden, einem sogenannten Feistel-Netzwerk, werden die Daten mit bis zu 256 Bit verschlüsselt. AES gilt als resistent gegen bekannte Angriffsarten – außer Brute-Force.
• Arcfour: Diese Verschlüsselung stammt aus dem Jahr 1987 und wird auch RC4 oder Rivest Cipher 4 genannt. Sie wurde früher häufig für die WLAN-Verschlüsselung eingesetzt, gilt heute aufgrund von Sicherheitslücken allerdings als veraltet.
• Twofish: Der Standard aus dem Jahr 1998 gilt als Alternative zu AES. Wie AES auch ist Twofish ein symmetrischer Verschlüsselungsstandard, der über ein Feistel-Netzwerk funktioniert. Twofish wird seltener verwendet als AES, da es etwas langsamer ist. Allerdings setzten Institutionen auf diesen Standard, in denen Sicherheit eine besondere Rolle spielt, wie beispielsweise das US-Militär.

Daten, bei denen sich eine Verschlüsselung besonders empfiehlt:

• Personenbezogene Daten: Dazu zählen neben dem Namen auch Adresse, Telefonnummer, E-Mail-Adresse sowie die Sozialversicherungsnummer, Kreditkartendaten oder medizinische Informationen.
• Geschäftsdaten: Kundendaten, Lieferantendaten, Mitarbeiterdaten, Finanzdaten, Geschäftsgeheimnisse oder zentrales, geistiges Eigentum oder Vertragsdokumente können sich für eine Verschlüsselung eignen.
• Besonders sensible Daten: Hierzu zählen Informationen wie Passwörter, PIN-Codes, Kryptowährungs-Wallets, Forschungsdaten oder Quellcodes.

Zu den bekanntesten Anwendungsbeispielen für Verschlüsselung gehören:

• Internet: Beim Surfen im Internet wird häufig die HTTPS-Verschlüsselung verwendet, um die Kommunikation zwischen Browser und Webserver zu schützen. Ein Virtual Private Network (VPN) verschlüsselt die gesamte Internetverbindung, sodass alle Daten, die darüber übertragen werden, geschützt sind. Programme wie PGP (Pretty Good Privacy) oder S/MIME (Secure/Multipurpose Internet Mail Extensions) können verwendet werden, um E-Mails zu verschlüsseln.
• Mobile Kommunikation: Die prominentesten Messaging-Apps verwenden standardmäßig eine Ende-zu-Ende-Verschlüsselung. Dazu kommen Anwendungen, wie Google Authenticator oder Authy, die eine Zwei-Faktor-Authentifizierung für den Zugriff auf bestimmte Online-Konten zum Standard machen.
• Internet der Dinge (IoT): Verschlüsselungstechniken wie TLS/SSL und Digitale Signaturen ermöglichen es, IoT-Geräten zu authentifizieren und Benutzerberechtigungen zu verifizieren. Verschlüsselte Netzwerkprotokolle wie WPA2 und IPsec schützen die Kommunikation zwischen IoT-Geräten, Routern und anderen Netzwerkkomponenten.
• Geistiges Eigentum: Digitale Signaturen garantieren die Echtheit von digitalen Dokumenten. Sie ermöglichen es, Dokumente auf elektronischem Wege so zu signieren, dass die digitale Unterschrift nicht gefälscht oder manipuliert werden kann. Mit ähnlichen Verfahren können auch digitale Dokumente wie Unternehmensverträge gegen nachträgliche Manipulation geschützt werden: Sobald Hacker:innen beispielsweise eine Kontonummer für eine Überweisung in einem digital signierten Vertrag ändern, wird die digitale Unterschrift unter dem Dokument ungültig und die Fälschung kann somit erkennt werden.

• Datenverschlüsselung ist eine zentrale Voraussetzung für eine sichere und vertrauliche Kommunikation über das offene Internet.
• Für die digitale Verschlüsselung gibt es viele unterschiedliche Verfahren. Dabei wird unterschieden zwischen symmetrischer und asymmetrischer Verschlüsselung.
• Für das Authentifizieren im Internet kommen in der Regel hybride Verfahren aus symmetrischer und asymmetrischer Verschlüsselung zum Einsatz.
• Jedes Verschlüsselungsverfahren ist grundsätzlich knackbar. Besonders einfach ist dies, wenn die Anwender:innen vermeidbare Fehler machen.