Woche 1 - Grundlagen der Kryptografie

Eine Definition von Kryptografie, Kryptoanalyse und Kryptologie kennen

Kryptografie = Kunst / Wissenschaft, und Methodik Daten zu ver- und entschlüsseln sowie zu hashen (schreiben, lesen)

Kryptanalyse = Kunst / Wissenschaft und Methodik des Knackens von kryptografischen Algorithmen (brechen, umgehen)

Kryptologie = Oberbegriff für Kryptografie und Kryptoanalyse

Die fünf Komponenten eines Kryptosystems (und Ihre Zusammenhänge) beschreiben können

• Klartextraum
• Chiffretextraum
• Schlüsselraum
• Chiffriertransformationen
• Dechiffriertransformationen

Drei Anfangssituationen für Kryptoanalytiker beherrschen

• Nur-Chiffretext-Angrif - Nur der Chiffretext ist bekannt
• Bekannter Plaintext-Angriff - Klar- und Chiffretext-Paare sind bekannt
• Gewählter Klartext-Angriff - ein zu chiffrierender Text kann gewählt werden
• Replay-Attacke - Angriff auf Authentizität durch Wiedereinspielen

Angriffspunkte

• kurze Schlüssellängen (Periodizität von Schlüsseln)
• Häufigkeitsverteilung der Buchstaben
• Digramm-Häufigkeitsverteilung

Die Sicherheitsanforderungen an einem Kryptosystem erklären können und wissen, wann ein Kryptosystem schwer zu knacken ist

• Geheimhaltungsanforderungen
  • Es sollte nicht möglich sein Die Dechiffriertransformation aus abgefangenem chiffretext zu bestimmen
  • Es sollte nicht möglich sein den Klartext aus dem Chiffretext zu bestimmen
• Authenzititätsanforderungen
  • Es sollte nicht möglich sein Die Chiffriertransformation aus abgefangenem chiffretext zu bestimmen
  • Es sollte nich möglich sein eine kollision herbeizuführen

Transpositions- und Substitutionschiffren verstehen

Transposition: Umstellen (verschieben) der Bits oder Zeichen eines Klartextes. Es werden nur die im Text vorhandenen Zeichen verwendet.

Substitution: Ersetzen der Bits, Zeichen oder Zeichenblöcke eines Klartextes durch beliebige Zeichen

Multiplikations- und Affine-Chiffre verwenden können

Multiplikationschiffre

1) Eine Multiplikationsfunktion bestimmen

 f(a) = (a * k) mod n

2) Buchstaben-Nummern substitutionstabelle erstellen

 z.B.
 A=1, B=2, ...

3) Buchstabe durch Zahl substituiren, funktion darauf anwenden und daaas Resultat wiedeer zurücksubstituieren

Affinechiffre

Das selbe wie Multiplikation aber mit einer anderen funktion

 f(a) = (a * k1 + k0) mod n
 k1 und k2 sind frei wählbar

Das berühmte Verschlüsselungsverfahren von Vigenère kennen

1. Eine Tabelle wird zur ver- und entschlüsselung verwendet, das Vigenere-Quadrat
2. Der Schlüssel muss gleich lang, wie der Klartext sein (oder sich so lange wiederholen, bis er das ist)
3. Verschlüsselung: die Spalte, welche das i-te zu verschlüsselnde Zeichen beinhaltet wird "gekreuzt" mit der Zeile, welche das i-te Zeichen des Schlüssels beinhaltet.

Schnelle Exponentation in JAVA

Lösung von rwuersch