Die symmetrische Verschlüsselung

Die symmetrische Verschlüsselung ist seit Jahrtausenden bekannt und basiert darauf, dass sowohl der Sender als auch der Empfänger einer Nachricht über einen gemeinsamen, geheimen Schlüssel verfügen. Dieser Schlüssel kann sehr unterschiedliche Gestalt haben: Die Römer verwendeten zum Ver- und Entschlüsseln z. B. einen Stab mit einem ganz bestimmten Durchmesser.

In der heutigen digitalen Kommunikation handelt es sich bei dem Schlüssel meist um ein besonderes Passwort. Mit Hilfe dieses Passwortes und eines Verschlüsselungsalgorithmus werden die Daten vom Sender verändert. Der Empfänger verwendet den gleichen Schlüssel und einen passenden Entschlüsselungsalgorithmus, um die Daten wieder lesbar zu machen. Jede andere Person, die den Schlüssel nicht kennt, kann die Daten nicht lesen. Ein übliches symmetrisches Verschlüsselungsverfahren ist z. B. 3DES.

Beispiel:

• Alice möchte Bob eine vertrauliche Nachricht zukommen lassen. Dazu verschlüsselt sie die Nachricht mit einem geheimen Schlüssel und einem geeigneten Verfahren, z. B. 3DES. Die verschlüsselte Nachricht schickt sie an Bob und teilt ihm dabei mit, welches Verschlüsselungsverfahren sie verwendet hat.
• Bob verfügt über den gleichen Schlüssel wie Alice. Da er von Alice nun auch das Verschlüsselungsverfahren kennt, kann er die Nachricht entschlüsseln und in den Klartext zurückverwandeln.

Die symmetrische Verschlüsselung ist sehr einfach und effizient in der Handhabung, hat aber zwei gravierende Nachteile:

• Für jede geheime Kommunikationsbeziehung wird ein eigener Schlüssel benötigt. Wenn neben Alice und Bob noch Carol dazukommt, werden schon drei Schlüssel benötigt, um die jeweiligen Datenübertragungen untereinander abzusichern, bei vier Teilnehmern sechs Schlüssel, bei 12 Teilnehmern 66 und bei 1000 Teilnehmern schon fast 500.000! In einem weltweiten Netz mit immer höheren Anforderungen an die gesicherte Kommunikation zahlreicher Teilnehmer wird das schon zu einem ernsthaften Problem.
• Während der erste Nachteil mit Hilfe der Technik evtl. zu lösen wäre, ist der Zweite ein Kernproblem der symmetrischen Verschlüsselung: Der geheime Schlüssel muss auf beiden Seiten der Datenübertragung bekannt sein und darf nicht in unbefugte Hände geraten. Alice kann den Schlüssel also nicht einfach per E-Mail an Bob schicken, bevor die Datenverbindung ausreichend gesichert ist, wozu genau dieser Schlüssel beitragen soll. Sie müsste den Schlüssel schon persönlich an Bob übergeben oder ihn zumindest über ein „abhörsicheres“ Verfahren übermitteln. Diese Aufgabe ist in Zeiten weltweiter dynamischer Datenkommunikation kaum zu bewältigen.