Verschlüsselungsarten: Welche es gibt und wie sie funktionieren

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In einigen Fällen schützt die Datenschutz-Grundverordnung (DSGVO) die sensiblen Daten von Personen. Diese Vorschriften gelten für alle Organisationen, die mit persönlichen Daten in der EU arbeiten. Diese Vorschriften stellen sicher, dass der Schutz Ihrer persönlichen Daten zur Standardpraxis gehört.

Was ist Verschlüsselung?

Bei der Verschlüsselung wird unverschlüsselter Klartext in verschlüsselten Chiffretext umgewandelt, der nur mit einem Entschlüsselungscode lesbar gemacht werden kann. Die beiden bedeutendsten Verschlüsselungsarten sind die asymmetrische und die symmetrische Verschlüsselung, die wir im folgenden Abschnitt genauer erklären. 

Daten können für Cyberbedrohungen anfällig sein, wenn sie auf einem Computer gespeichert sind oder übertragen werden, aber in beiden Fällen können verschlüsselte Daten dazu beitragen, das Risiko eines unbefugten Zugriffs auf Ihre Daten zu verringern. Die Hauptmethode bei Angriffen auf verschlüsselte Daten ist die Brute-Force-Methode, bei der Angreifer versuchen, den Entschlüsselungsschlüssel systematisch zu erraten, indem sie alle möglichen Optionen ausprobieren. Die Verwendung längerer und komplexerer Verschlüsselungsschlüssel kann diesen Prozess für Angreifer extrem schwierig machen.

Wie funktioniert Verschlüsselung?

Algorithmen sind für die Umwandlung von Klartext in Chiffretext und die Erstellung eines Entschlüsselungsschlüssels verantwortlich, wobei sicherere Verschlüsselungsarten eine höhere Anzahl von Schlüsseln haben. Die beiden gängigen Verschlüsselungsalgorithmen sind asymmetrisch und symmetrisch. 

1. Für die asymmetrische Verschlüsselung sind zwei nicht identische Schlüssel erforderlich: ein privater und ein öffentlicher Schlüssel. Die Person, die die Daten sendet, verschlüsselt sie mit einem öffentlichen Schlüssel, während die Person auf der Empfängerseite die Daten mit dem privaten Schlüssel entschlüsseln kann. Dieses Verfahren ist zwar langsamer als die symmetrische Verschlüsselung, birgt aber weniger Risiken, da kein privater Schlüssel ausgetauscht wird. 

2. Bei der symmetrischen Verschlüsselung wird zum Ver- und Entschlüsseln von Daten derselbe einzelne Schlüssel verwendet. Bevor verschlüsselte Daten gesendet werden, müssen sowohl der Sender als auch der Empfänger Zugang zum Entschlüsselungsschlüssel haben, um den Text zwischen Klartext und Chiffretext umwandeln zu können. Da nur ein einziger privater Schlüssel benötigt wird, kann die symmetrische Verschlüsselung schnell erfolgen, was die Verwaltung großer Datenmengen erleichtert.

Drei gängige Verschlüsselungsarten

Die bei der Verschlüsselung verwendeten Algorithmen bestimmen die Merkmale und die Stärke der Verschlüsselung und ermöglichen die Umwandlung zwischen Geheimtext und Klartext. Im Folgenden finden Sie eine Übersicht über die verschiedenen Arten von Verschlüsselungsalgorithmen, die Sie heute implementieren können:

Triple DES

Triple DES ist eine symmetrische Verschlüsselungsmethode, die drei verschiedene individuelle Schlüssel verwendet und auf seinem Vorgänger, dem Data Encryption Standard Algorithmus, aufbaut, der den Algorithmus nur einmal implementierte. Dies machte ihn für Hacker leichter zugänglich. Triple DES schützt den Entschlüsselungsschlüssel effektiver, da der Algorithmus dreimal verwendet wird. AES verbessert diese Methode jedoch noch weiter.

AES

Der Advanced Encryption Standard (AES) ist eine weitere beliebte symmetrische Verschlüsselungsmethode. AES ist extrem schwer angreifbar, da seine einzige potenzielle Schwäche Brute-Force-Angriffe sind. AES nutzt den SPN-Algorithmus (Substitution Permutation Network), um mehrere Verschlüsselungsrunden zu realisieren, in denen der Klartext empfangen und durch wechselnde Schichten geleitet wird, um den Chiffretext zu erzeugen. AES benötigt weniger Speicherplatz, bietet im Vergleich zu anderen Methoden eine höhere Sicherheit und ist eine effektive sowie effiziente Methode zur Datenverschlüsselung. 

RSA

Im Gegensatz zu Triple DES und AES ist RSA (Rivest-Shamir-Adleman) ein asymmetrischer Verschlüsselungsalgorithmus mit einem öffentlichen und einem privaten Schlüssel. Dadurch entstehen große Mengen an nicht interpretierbarem Text, sodass Angreifer viel Zeit und Ressourcen aufwenden müssen, wenn sie versuchen, auf diese Art von verschlüsselten Daten zuzugreifen. Die Größe des Entschlüsselungsschlüssels ist ein entscheidender Faktor dafür, wie anfällig der Schlüssel für Angriffe ist.

Andere Verschlüsselungsarten, die Sie kennen sollten

Mit der Entwicklung und Anpassung der Technologie ändern sich auch die Verschlüsselungsmethoden. Blowfish zum Beispiel ist ein Algorithmus, der als Ersatz für DES entwickelt wurde. Er unterteilt den Klartext in Blöcke und verschlüsselt jeden einzelnen separat. 

Blowfish ist sowohl schnell als auch effektiv, insbesondere gegen Brute-Force-Angriffe, wurde aber mit der Entwicklung von Twofish noch weiter verbessert. Twofish ist ein symmetrischer Verschlüsselungsalgorithmus, der für Hardware- und Softwarekomponenten verwendet werden kann.

Karrieren in der Verschlüsselung

Sie können eine Karriere als Kryptograf anstreben, die das Erstellen und/oder Lösen von Verschlüsselungscodes beinhaltet. Kryptografen suchen nach potenziellen Schwachstellen in Verschlüsselungssystemen, die von Hackern ausgenutzt werden könnten, und entwickeln verbesserte Strategien, um verschlüsselte Daten sicher zu halten. 

Zu den typischen Ausbildungsanforderungen für Kryptographen gehört ein Bachelor-Abschluss in Informatik, Mathematik oder Physik. Einige Arbeitgeber verlangen auch einen Master-Abschluss. 

Auf Coursera können Sie Ihre Kenntnisse in der Informationstechnologie durch das Zertifikat IT-Automatisierung mit Python von Google erweitern. Dieser Kurs deckt gefragte IT-Kenntnisse ab, einschließlich Python und Git, um Ihre Karriere auf die nächste Stufe zu heben.

Das Gehalt von Kryptografen in Deutschland variiert je nach Qualifikation, Berufserfahrung und Standort. Laut Jobvector liegt das durchschnittliche Jahresgehalt im Bereich Kryptographie bei etwa € 57.242 [1].

Nächste Schritte

Verschlüsselung schützt sensible Daten mithilfe mathematischer Algorithmen wie AES, RSA und Blowfish, die in einer zunehmend vernetzten Welt wichtige Werkzeuge für die digitale Sicherheit sind.

Wenn Sie aus beruflichen oder privaten Gründen mehr über Cybersicherheit erfahren möchten, bietet sich ein Online-Kurs an, um praxisnahe Grundlagen aufzubauen. Das Google Cybersecurity-Zertifikat auf Coursera vermittelt Kenntnisse in Netzwerksicherheit, Systemadministration und Risikobewertung. Die Inhalte eignen sich besonders für Einsteigerinnen und Einsteiger, die eine fundierte Grundlage für eine Laufbahn in der IT-Sicherheit schaffen möchten – mit Schwerpunkt auf Kryptografie.