Sicherheit und Netze (Vorlesung 4)

Wir haben heute nochmal die Chiffren der letzten Vorlesung ausführlich besprochen und sind in das Thema Asymmetrische Chiffren eingestiegen.

Skript-Anfang	DES und AES – Seite 13
Skript-Ende	Asymmetrische Chiffren – Seite 13

Aufgabe 1

Warum ist der Triple DES sicherer als DES?

• DES hat das Problem kurzer Schlüssel
• Dreifache Stufen vom DES als Maßnahme
• Verschlüsselung mit Schlüssel 1, Entschlüsselung mit Schlüssel 2, Verschlüsselung mit Schlüssel 3
• Das kostet aber deutlich mehr Zeit (keine Echtzeitsysteme)

Aufgabe 2

Woran kann eine Bruteforce-Anwendung erkennen, dass eine Chiffre geknackt wurde?

• Man misst die Entropie des entschlüsselten Textes
• Wenn die Entropie minimal wird, hat man eine mögliche Lösung der Chiffre gefunden

Aufgabe 3

Was macht One-Time-Pads (OTP) sicher?

• Der Schlüssel ist mindestens so lang wie der Klartext
• Die Zeichen des Schlüssels sind zufällig und unabhängig
• Der Schlüssel wird nur einmal verwendet
• Jede Chiffre wird davon unabhängig

Aufgabe 4

Was beim Padding beachten?

• Welche Textform wird verschlüsselt?
• Welche Zeichen können zum Füllen benutzt werden?
• Zeichen sollen nur undruckbar sein (siehe Tabelle)
• Codierung des Paddings muss dem Gegenüber klar sein

Undruckbare Zeichen in ASCII

Dez	Oct	Hex	Bin	Ctrl	Erläuterung
0	‚000	$00	0	^@	Null Prompt (End Of C String)
1	‚001	$01	1	^A	Start Of Heading
2	‚002	$02	10	^B	Start Of Text
3	‚003	$03	11	^C	End Of Text
4	‚004	$04	100	^D	End Of Transmission
5	‚005	$05	101	^E	Enquiry
6	‚006	$06	110	^F	Acknowledge
7	‚007	$07	111	^G	Bell
8	‚010	$08	1000	^H	Backspace
9	‚011	$09	1001	^I	Horizontal Tab
10	‚012	$0A	1010	^J	Line Feed
11	‚013	$0B	1011	^K	Vertical Tab
12	‚014	$0C	1100	^L	Form Feed
13	‚015	$0D	1101	^M	Carriage Return
14	‚016	$0E	1110	^N	Shift Out
15	‚017	$0F	1111	^O	Shift In
16	‚020	$10	10000	^P	Data Link Escape
17	‚021	$11	10001	^Q	Device Control 1 (XON)
18	‚022	$12	10010	^R	Device Control 2
19	‚023	$13	10011	^S	Device Control 3 (XOFF)
20	‚024	$14	10100	^T	Device Control 4
21	‚025	$15	10101	^U	No Acknowledge
22	‚026	$16	10110	^V	Synchronous Idle
23	‚027	$17	10111	^W	End Transmission Blocks
24	‚030	$18	11000	^X	Cancel
25	‚031	$19	11001	^Y	End Of Medium
26	‚032	$1A	11010	^Z	Substitute (End Of Text File)
27	‚033	$1B	11011	^[	Escape
28	‚034	$1C	11100	^\	File Separator
29	‚035	$1D	11101	^]	Group Separator
30	‚036	$1E	11110	^^	Record Separator
31	‚037	$1F	11111	^_	Unit Separator

Aufgabe 5

Welche Probleme gibt es bei Blockchiffren?

• Ein unvollständiger Block kann nicht chiffriert werden → Einsatz von Padding
• Gleiche Blöcke erzeugen gleiche Chiffren (Monoalphabetische Verschlüsselung) → Cipher Block Chaining (Polyalphabetische Verschlüsselung)
• Blockchiffren sind nicht sinnvoll für Echtzeitkommunikation, da sie zu langsam sind → Einsatz von Stromchiffren

Aufgabe 6

Wie macht man aus Blockchiffren Stromchiffren?

• Durch Einsatz des Cipher Feedback Mode (CFB)
• In ihm werden Blockchiffren als Stromchiffren betrieben

Aufgabe 7

Welche Problem gibt es beim CFM und wie lassen sich diese vermeiden?

• Durch einen Bitfehler im Chiffrat lassen sich 64 Bit nicht mehr entschlüsseln
• Dieser Bitfehler setzt sich fort, solange der Bitfehler im Schieberegister steht
• Der Output Feedback Mode (OFB) reduziert dieses Problem auf 1 Bit
• Er schreibt den Schlüsselstrom ins Schieberegister und ist damit unabhängig vom Chiffrat (sehr schnell)

Aufgabe 8

Wie ermöglicht man einen wahlfreien Zugriff?

• Durch den Einsatz des Counter Mode (CTR)
• Hierbei sind die Chiffren unabhängig und werden mit einem inkrementierenden Zähler verschlüsselt
• Er eignet sich gut für parallelisierte Ver- und Entschlüsselung (sehr schnell)
• Der Schlüsselstrom lässt sich vorberechnen und muss nur noch mittels XOR-Baustein addiert werden

Aufgabe 9

Was passiert, wenn man zwei Blöcke im Cipher Block Chaining Mode austauscht?

Einwegfunktionen

• Hash-Funktion
• Modulo-Operator
• Faktorisierungsproblem