Kryptografie: Verfahren, Protokolle, Infrastrukturen
Gespeichert in:
| 1. Verfasser: | |
|---|---|
| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Heidelberg
dpunkt.Verlag
2016
|
| Ausgabe: | 6., aktualisierte Auflage |
| Schriftenreihe: | iX-Edition
|
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis Inhaltstext Ausführliche Beschreibung Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | xxxix, 906 Seiten Illustrationen, Diagramme 24 cm x 16.5 cm |
| ISBN: | 9783864903564 3864903564 |
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Inhaltsverzeichnis
Teil 1
Wozu Kryptografie?
1 Einleitung 3
1.1 Kryptografie heute.4
1.2 Die sechste Ausgabe.5
1.2.1 Erste Ausgabe (1998).5
1.2.2 Zweite Ausgabe (2001).5
1.2.3 Dritte Ausgabe (2007).5
1.2.4 Vierte Ausgabe (2009).6
1.2.5 Fünfte Ausgabe (2013).6
1.2.6 Sechste Ausgabe (2015).6
1.3 Mein Bedauern, meine Bitten und mein Dank.7
2 Was ist Kryptografie und warum ist sie so wichtig? 9
2.1 The Name of the Game.9
2.1.1 Die kurze Antwort.9
2.1.2 Die lange Antwort.9
2.2 Die Kryptografie - ein wichtiges Teilgebiet.11
2.3 Warum ist die Kryptografie so wichtig?.12
2.3.1 Wirtschaftsspionage.13
2.3.2 Kommerz im Netz.13
2.3.3 Die Privatsphäre.13
2.3.4 Technik und Infrastrukturen.14
2.4 Anwendungen der Kryptografie.14
2.5 Und wer zum Teufel ist Alice?.15
Inhaltsverzeichnis
3 Wie und vom wem Daten abgehört werden 17
3.1 Mallory am Übertragungsmedium.17
3.1.1 Kupferkabel.18
3.1.2 Glasfaser.18
3.1.3 Drahtlose Datenübertragung.19
3.1.4 Satellit.19
3.2 Mallory am Gerät.19
3.2.1 Netzkomponenten.20
3.2.2 Mitlesen und Verändern von Dateien.20
3.3 Mallory in Computernetzen.20
3.3.1 Telefon. 20
3.3.2 LAN.21
3.3.3 DSL.22
3.3.4 Mobilfunk.22
3.3.5 WLANs.23
3.4 Mallory im Internet.23
3.4.1 ARP-Spoofing.23
3.4.2 Abhörangriffe auf Router.24
3.4.3 IP-Spoofing.24
3.4.4 DNS-Spoofing.25
3.4.5 Mitlesen von E-Mails.26
3.4.6 URL-Spoofing.27
3.4.7 Abhören von Internettelefonie.27
3.5 Ein paar Fälle aus der Praxis.27
3.5.1 Mitgelesene E-Mails.28
3.5.2 Abgehörte Telefonate.29
3.6 Ist Kryptografie gefährlich?.30
3.6.1 Nachteile einer Krypto-Beschränkung.32
3.6.2 Vorteile einer Krypto-Beschränkung.33
3.6.3 Fazit.36
4 Klassische symmetrische Verschlüsselung 39
4.1 Symmetrische Verschlüsselung.39
4.1.1 Kryptografische Fachbegriffe.41
4.1.2 Angriffe auf Verschlüsselungsverfahren.41
4.2 Monoalphabetische Substitutionschiffren.42
4.2.1 Caesar-Chiffre.43
4.2.2 Freie Buchstabensubstitution.44
4.2.3 Homophone Chiffre.45
Inhaltsverzeichnis
4.2.4 Bigramm-Substitution.47
4.2.5 Playfair-Chiffre.48
4.2.6 Nomenklatoren und Wörter-Codes.49
4.3 Polyalphabetische Substitutionschiffren.50
4.3.1 Vigenere-Chiffre.50
4.3.2 Vernam-Chiffre.51
4.3.3 One-Time-Pad.52
4.4 Permutationschiffren.53
4.4.1 Kryptoanalyse von Permutationschiffren.54
4.4.2 Bedeutung von Permutationschiffren.55
4.5 Berühmte ungelöste Verschlüsselungen.56
4.5.1 Das Voynich-Manuskript.57
4.5.2 Der Zettel des Somerton-Manns.57
4.5.3 Das Thouless-Kryptogramm.58
4.5.4 Weitere ungelöste Rätsel.59
5 Die Enigma und andere Verschlüsselungsmaschinen 61
5.1 Verschlüsselungswerkzeuge.62
5.2 Rotorchiffren.65
5.2.1 Heberns Rotormaschine.65
5.2.2 Die Enigma.66
5.2.3 Weitere Rotor-Chiffriermaschinen.70
5.3 Weitere Verschlüsselungsmaschinen.71
5.3.1 Die Kryha-Maschine.71
5.3.2 Hagelin-Maschinen.73
5.3.3 Die Purple.75
5.3.4 Der Geheimschreiber.77
5.3.5 Die Lorenz-Maschine.79
5.3.6 Schlüsselgerät 41 (Hitler-Mühle).80
Teil 2
Moderne Kryptografie
6 Der Data Encryption Standard 85
6.1 DES-Grundlagen.85
6.2 Funktionsweise des DES.88
6.2.1 Die Rundenfunktion F.89
6.2.2 Die Schlüsselaufbereitung des DES.90
6.2.3 Entschlüsseln mit dem DES.91
Inhaltsverzeichnis
6.3 Sicherheit des DES.91
6.3.1 Vollständige Schlüsselsuche.91
6.3.2 Differenzielle und lineare Kryptoanalyse.92
6.3.3 Schwache Schlüssel.93
6.4 Triple-DES.94
6.4.1 Doppel-DES.94
6.4.2 Triple-DES.95
6.5 DES-Fazit.96
7 Chiffren-Design 97
7.1 Sicherheitsüberlegungen.98
7.1.1 Mögliche Schwachstellen.98
7.1.2 Sicherheit gegenüber speziellen Angriffen.100
7.1.3 Die ideale Schlüssellänge.101
7.1.4 Hintertüren.103
7.2 Weitere Designkriterien.105
7.3 Aufbau symmetrischer Verschlüsselungsverfahren.105
7.3.1 Linearität.107
7.3.2 Konfusion und Diffusion.108
7.3.3 Rundenprinzip.109
7.3.4 Schlüsselaufbereitung.111
8 Kryptoanalyse symmetrischer Verfahren 113
8.1 Differenzielle Kryptoanalyse.114
8.2 Lineare Kryptoanalyse.118
8.3 Kryptoanalyse mit Quantencomputern.120
8.4 Weitere Kryptoanalyse-Methoden.120
9 Symmetrische Verfahren, die vor dem AES entstanden sind 123
9.1 RC2 und RC5.123
9.1.1 RC2.124
9.1.2 RC5.126
9.2 Blowfish.128
9.2.1 Funktionsweise von Blowfish.129
9.2.2 Schlüsselaufbereitung von Blowfish.129
9.2.3 Bewertung von Blowfish.130
9.3 IDEA und IDEA NXT.131
9.4 Skipjack.132
9.5 TEA.133
9.6 GOST.134
9.7 Weitere symmetrische Verfahren.135
Inhaltsverzeichnis
10 Der Advanced Encryption Standard (AES) 137
10.1 Funktionsweise des AES.138
10.1.1 Rundenaufbau.139
10.1.2 Entschlüsselung mit dem AES.142
10.1.3 Schlüsselaufbereitung.142
10.2 Mathematische Betrachtung des AES.144
10.3 Sicherheit des AES.145
10.3.1 AES als algebraische Formel.146
10.3.2 Quadratische Kryptoanalyse.147
10.3.3 Biclique-Kryptoanalyse.148
10.3.4 Weitere Angriffe.148
10.4 Bewertung des AES.148
11 AES-Kandidaten 151
11.1 Serpent.151
11.1.1 Funktionsweise von Serpent.152
11.1.2 S-Box-Design.153
11.1.3 Schlüsselaufbereitung von Serpent.154
11.1.4 Bewertung von Serpent.155
11.2 Two fish.155
11.2.1 Funktionsweise von Twofish.156
11.2.2 Bewertung von Twofish.157
11.3 RC6.157
11.3.1 Funktionsweise von RC6.158
11.3.2 Schlüsselaufbereitung von RC6.159
11.3.3 Bewertung von RC6.160
11.4 MARS.160
11.5 SAFER.162
11.5.1 Funktionsweise von SAFER+.162
11.5.2 Schlüsselaufbereitung von SAFER+.164
11.5.3 Bewertung von SAFER+.165
11.6 CAST.165
11.7 MAGENTA.166
11.8 Die restlichen AES-Kandidaten.168
11.9 Fazit.169
Inhaltsverzeichnis
12 Symmetrische Verfahren, die nach dem AES entstanden sind 171
12.1 MISTY 1, KASUMI und Camellia.171
12.1.1 MISTY 1.172
12.1.2 KASUMI.173
12.1.3 Camellia.174
12.2 Chiasmus und Libelle.175
12.2.1 Funktionsweise von Chiasmus.175
12.2.2 Libelle.176
12.3 CLEFIA.176
12.3.1 Funktionsweise von CLEFIA.177
12.3.2 Bewertung von CLEFIA.178
12.4 Schlanke Verschlüsselungsverfahren.178
12.4.1 SEA.180
12.4.2 PRESENT.182
12.4.3 Bewertung schlanker Verfahren.183
12.5 Tweak-Verfahren.184
12.5.1 Beispiele.184
12.5.2 Threefish.185
12.5.3 Bewertung von Tweak-Verfahren.187
12.6 Weitere symmetrische Verschlüsselungsverfahren.187
13 Asymmetrische Verschlüsselung 189
13.1 Ein bisschen Mathematik.192
13.1.1 Modulo-Rechnen.192
13.1.2 Einwegfunktionen und Falltürfunktionen.198
13.2 Der Diffie-Hellman-Schlüsselaustausch.199
13.2.1 Funktionsweise von Diffie-Hellman.200
13.2.2 MQV.202
13.3 RSA.204
13.3.1 Funktionsweise des RSA-Verfahrens.204
13.3.2 Ein Beispiel.206
13.3.3 Sicherheit des RSA-Verfahrens.206
13.3.4 RSA und der Chinesische Restsatz.210
13.4 Symmetrisch und asymmetrisch im Zusammenspiel.213
13.4.1 Unterschiede zwischen symmetrisch und asymmetrisch . 213
13.4.2 Hybridverfahren.214
Inhaltsverzeichnis
XXIII
14 Digitale Signaturen 215
14.1 Was ist eine digitale Signatur?.216
14.2 RSA als Signaturverfahren.217
14.2.1 Funktionsweise.217
14.2.2 Sicherheit von RSA-Signaturen.217
14.3 Signaturen auf Basis des diskreten Logarithmus.218
14.3.1 ElGamal-Verfahren.219
14.3.2 DSA.220
14.3.3 Weitere DLSSs.223
14.4 Unterschiede zwischen DLSSs und RSA.223
14.5 Weitere Signatur-Verfahren.224
15 Weitere asymmetrische Krypto-Verfahren 225
15.1 Krypto-Systeme auf Basis elliptischer Kurven.226
15.1.1 Elliptische Kurven.226
15.1.2 ECC-Verfahren.228
15.1.3 Die wichtigsten ECC-Verfahren.229
15.1.4 Beispiel-Kurven.230
15.1.5 Montgomery-und Edwards-Kurven.230
15.2 NTRU.232
15.2.1 Mathematische Grundlagen.232
15.2.2 Funktionsweise von NTRU.232
15.2.3 Bewertung von NTRU.234
15.3 XTR.234
15.4 Krypto-Systeme auf Basis hyperelliptischer Kurven.235
15.5 HFE.235
15.5.1 Mathematische Grundlagen.236
15.5.2 Das Verfahren.236
15.5.3 Bewertung von HFE.237
15.6 McEliece-Verfahren.238
15.7 Weitere asymmetrische Verfahren.239
16 Kryptografische Hashfunktionen 241
16.1 Was ist eine kryptografische Hashfunktion?.242
16.1.1 Nichtkryptografische Hashfunktionen.242
16.1.2 Kryptografische Hashfunktionen.243
16.1.3 Angriffe auf kryptografische Hashfunktionen.244
16.2 SHA-1.252
16.2.1 Funktionsweise von SHA-1.252
16.2.2 Bewertung von SHA-1.255
| xxiv Inhaltsverzeichnis
16.3 SHA-2.256
16.3.1 SHA-256 . 256
16.3.2 SHA-224 . 257
16.3.3 SHA-512.258
16.3.4 SHA-384 . 258
16.3.5 SHA-512/224 und SHA-512/256 . 258
16.3.6 Bewertung von SHA-2.258
16.4 MD4.259
16.5 MD5.259
16.6 RIPEMD-160. 260
16.6.1 Funktionsweise von RIPEMD-160. 261
16.6.2 Bewertung von RIPEMD-160. 263
17 Weitere kryptografische Hashfunktionen 265
17.1 Tiger.265
17.1.1 Funktionsweise von Tiger.266
17.1.2 Bewertung von Tiger.268
17.2 WHIRLPOOL.268
17.2.1 Funktionsweise von WHIRLPOOL. 269
17.2.2 Das Verschlüsselungsverfahren W.269
17.2.3 Bewertung von WHIRLPOOL.270
17.3 SHA-3 (Keccak).271
17.3.1 Funktionsweise von Keccak.273
17.4 Hashfunktionen aus Verschlüsselungsverfahren.276
17.4.1 Variante 1.277
17.4.2 Variante 2.277
17.4.3 Variante 3 und 4.278
17.4.4 Fazit.278
17.5 Hashfunktionen aus Tweak-Verfahren.279
17.6 Weitere kryptografische Hashfunktionen.279
18 Weitere Anwendungen kryptografischer Hashfunktionen 281
18.1 Schlüsselabhängige Hashfunktionen.281
18.1.1 Anwendungsbereiche schlüsselabhängiger Hashfunktionen 282
18.1.2 Die wichtigsten schlüsselabhängigen Hashfunktionen . 283
18.1.3 Fazit.285
18.2 Hashbäume.285
18.3 Hash-Signaturverfahren.286
18.3.1 Lamport-Diffie-Einmal-Signaturverfahren.287
18.3.2 Merkle-Signaturverfahren.287
18.3.3 Bewertung von Hash-Signaturverfahren.288
Inhaltsverzeichnis xxv |
18.4 Künstliche Verzögerungen durch Hashfunktionen.289
18.5 Weitere Anwendungen kryptografischer Hashfunktionen.290
19 Kryptografische Zufallsgeneratoren 293
19.1 Zufallszahlen in der Kryptografie.294
19.1.1 Anforderungen der Kryptografie.294
19.1.2 Echte Zufallsgeneratoren.295
19.1.3 Pseudozufallsgeneratoren.296
19.1.4 Die Grauzone zwischen echt und pseudo.297
19.1.5 Mischen von Zufallsquellen.297
19.2 Die wichtigsten Pseudozufallsgeneratoren.298
19.2.1 Kryptografische Hashfunktionen als Fortschaltfunktion . . . 300
19.2.2 Schlüsselabhängige Hashfunktionen als Fortschaltfunktion. 302
19.2.3 Blockchiffren als Fortschaltfunktion.304
19.2.4 Linear rückgekoppelte Schieberegister.304
19.2.5 Nichtlinear rückgekoppelte Schieberegister.306
19.2.6 Zahlentheoretische Pseudozufallsgeneratoren.307
19.3 Primzahlgeneratoren.308
20 Kryptoanalyse mit Quantencomputern und Post-Quanten-Kryptografie 311
20.1 Quantenmechanik.312
20.1.1 Superpositionen.312
20.1.2 Verschränkungen.313
20.2 Quantencomputer.313
20.3 Faktorisierung mit dem Shor-Algorithmus.315
20.4 Vollständige Schlüsselsuche mit dem Grover-Algorithmus.315
20.5 Wie realistisch sind Quantencomputer.316
20.6 Post-Quanten-Kryptografie.317
21 Stromchiffren 319
21.1 Aufbau und Eigenschaften von Stromchiffren.320
21.1.1 Wie eine Stromchiffre funktioniert.321
21.1.2 Angriffe auf Stromchiffren.322
21.1.3 Stromchiffren und Blockchiffren im Vergleich.322
21.2 RC4.324
21.2.1 Funktionsweise von RC4.324
21.2.2 Bewertung von RC4.325
21.3 A5.327
21.3.1 Funktionsweise von A5.327
21.3.2 Bewertung von A5.328
XXVI
Inhaltsverzeichnis
21.4 EO.329
21.4.1 Funktionsweise von EO.329
21.4.2 Bewertung von EO.332
21.5 Cryptol.333
21.5.1 Funktionsweise von Cryptol.334
21.5.2 Bewertung von Cryptol.334
21.6 Die Verfahren des eSTREAM-Wettbewerbs.335
21.6.1 HC-128 . 336
21.6.2 Rabbit.338
21.6.3 Salsa20. 342
21.6.4 Sosemanuk.344
21.6.5 Trivium.345
21.6.6 Grain.347
21.6.7 MICKEY.349
21.6.8 Erkenntnisse aus dem eSTREAM-Wettbewerb.351
21.7 Spritz.352
21.7.1 Funktionsweise von Spritz.352
21.7.2 Bewertung von Spritz.353
21.8 Snow 3G.353
21.8.1 Funktionsweise von Snow 3G.353
21.8.2 Bewertung von Snow 3G.355
21.9 WeitereStromchiffren.355
Teil 3
Implementierung von Kryptografie
22 Real-World-Attacken 359
22.1 Seitenkanalangriffe.359
22.1.1 Zeitangriffe.360
22.1.2 Stromangriffe.362
22.1.3 Fehlerangriffe.364
22.1.4 Weitere Seitenkanalangriffe.365
22.2 Malware-Angriffe.365
22.2.1 Malware-Angriffe auf Schlüssel und Passwörter.366
22.2.2 Malware-Angriffe auf digitale Signaturen.367
22.2.3 Vom Entwickler eingebaute Hintertüren.369
22.2.4 Gegenmaßnahmen.370
22.3 Physikalische Angriffe.371
22.3.1 Die wichtigsten physikalischen Angriffe.371
22.3.2 Gegenmaßnahmen.372
Inhaltsverzeichnis xxvii |
22.4 Schwachstellen durch Implementierungsfehler.374
22.4.1 Implementierungsfehler in der Praxis.374
22.4.2 Implementierungsfehler in vielen Variationen.376
22.4.3 Gegenmaßnahmen.377
22.5 Insiderangriffe.379
22.5.1 Unterschätzte Insider.380
22.5.2 Gegenmaßnahmen.380
22.6 Der Anwender als Schwachstelle.381
22.6.1 Schwachstellen durch Anwenderfehler.382
22.6.2 Gegenmaßnahmen.384
22.7 Fazit.388
23 Standardisierung in der Kryptografie 389
23.1 Standards.389
23.1.1 Standardisierungsgremien.390
23.1.2 Standardisierung im Internet.391
23.2 Wissenswertes zum Thema Standards.391
23.3 Wichtige Kryptografie-Standards.392
23.3.1 PKCS.392
23.3.2 IEEE PI363.393
23.3.3 ANSI X.9.394
23.3.4 NSA Suite B.395
23.4 Standards für verschlüsselte und signierte Daten.396
23.4.1 PKCS#7.396
23.4.2 XML Signature und XML Encryption.398
23.4.3 Weitere Formate.400
23.5 Standardisierungswettbewerbe.400
23.5.1 Der DES-Wettbewerb.401
23.5.2 Der AES-Wettbewerb.402
23.5.3 Der SHA-3-Wettbewerb.405
23.5.4 Weitere Wettbewerbe.406
24 Betriebsarten und Datenformatierung 409
24.1 Betriebsarten von Blockchiffren.409
24.1.1 Electronic-Codebook-Modus.410
24.1.2 Cipher-Block-Chaining-Modus.412
24.1.3 Output-Feedback-Modus.413
24.1.4 Cipher-Feedback-Modus.414
24.1.5 Counter-Modus.415
24.1.6 Fazit.417
xxvüi
Inhaltsverzeichnis
24.2 Betriebsarten von Tweak-Verfahren.418
24.3 Formaterhaltende Verschlüsselung.419
24.4 Datenformatierung für das RSA-Verfahren.419
24.4.1 Der PKCS#1-Standard.420
24.4.2 Datenformatierung für die RSA-Verschlüsselung.420
24.4.3 Datenformatierung für RSA-Signaturen.423
24.5 Datenformatierung für DLSSs.425
25 Kryptografische Protokolle 427
25.1 Protokolle. 428
25.1.1 Konzeptprotokolle.428
25.1.2 Netzwerkprotokolle.429
25.1.3 Eigenschaften von Netzwerkprotokollen.430
25.2 Protokolle in der Kryptografie.432
25.2.1 Eigenschaften kryptografischer Netzwerkprotokolle.432
25.3 Angriffe auf kryptografische Protokolle.434
25.3.1 Replay-Attacke.434
25.3.2 Spoofing-Attacke.435
25.3.3 Man-in-the-Middle-Attacke.435
25.3.4 Hijacking-Attacke.437
25.3.5 Known-Key-Attacken.437
25.3.6 Verkehrsflussanalyse.440
25.3.7 Denial-of-Service-Attacke.441
25.3.8 Sonstige Angriffe.442
25.4 Beispielprotokolle.442
25.4.1 Beispielprotokoll: Messgerät sendet an PC.442
25.4.2 Weitere Beispielprotokolle.445
26 Authentifizierung 447
26.1 Authentifizierung im Überblick.447
26.1.1 Etwas, was man weiß.449
26.1.2 Was man hat.450
26.1.3 Was man ist.451
26.2 Biometrische Authentifizierung.451
26.2.1 Grundsätzliches zur biometrischen Authentifizierung.451
26.2.2 Biometrische Merkmale.453
26.2.3 Fazit.457
Inhaltsverzeichnis
26.3
27
27.1
27.2
27.3
27.4
27.5
28
28.1
28.2
28.3
28.4
28.5
Authentifizierung in Computernetzen.457
26.3.1 Passwörter.458
26.3.2 OTP-Tokens.461
26.3.3 Authentifizierung mit asymmetrischen Verfahren.464
26.3.4 Biometrie in Computernetzen.467
Verteilte Authentifizierung 469
Authentifizierungs-Synchronisation.470
Single Sign-on.470
27.2.1 Lokales SSO.471
27.2.2 Ticket-SSO.472
Kerberos.472
27.3.1 Vereinfachtes Kerberos-Protokoll.473
27.3.2 Vollständiges Kerberos-Protokoll.474
27.3.3 Vor- und Nachteile von Kerberos.476
RADIUS und andere Triple-A-Server.477
27.4.1 Triple-A-Server.477
27.4.2 Beispiele für Triple-A-Server.479
SAML.479
27.5.1 Funktionsweise von SAML.480
27.5.2 SAML in der Praxis.481
Krypto-Hardware und Krypto-Software 483
Krypto-Hardware oder Krypto-Software?.483
28.1.1 Pro Software.484
28.1.2 Pro Hardware.485
28.1.3 Ist Hardware oder Software besser?.485
Smartcards.486
28.2.1 Smartcards und andere Chipkarten.486
28.2.2 Smartcard-Formfaktoren.488
28.2.3 Smartcards und Kryptografie.489
Hardware-Security-Module.493
Kryptografie in eingebetteten Systemen.494
28.4.1 Eingebettete Systeme und Kryptografie.495
28.4.2 Kryptografische Herausforderungen in eingebetteten Systemen.
496
RFID und Kryptografie.498
28.5.1 Sicherheitsprobleme beim Einsatz von EPC-Chips.499
28.5.2 RFID und Kryptografie.501
Inhaltsverzeichnis
29 Management geheimer Schlüssel 505
29.1 Schlüsselgenerierung.506
29.2 Schlüsselspeicherung.508
29.3 Schlüsselauthentifizierung.509
29.4 Schlüsseltransport und Schlüssel-Backup.509
29.5 Schlüsselaufteilung.510
29.6 Schlüsselwechsel.511
29.7 Löschen eines Schlüssels.512
29.8 Key Recovery.512
29.9 Quantenkryptografie.513
29.9.1 Quanten-Schlüsselaustausch.513
29.9.2 Bewertung der Quantenkryptografie.515
30 Trusted Computing und Kryptografie 517
30.1 Trusted Computing.517
30.2 Trusted Computing und Kryptografie.519
30.3 Das Trusted Platform Module.519
30.3.1 Bestandteile des TPM.520
30.3.2 Schlüssel.521
30.4 Funktionen und Anwendungen des TPM.522
30.4.1 Fazit.523
31 Kryptografische APIs 525
31.1 PKCS#11.525
31.1.1 Aufbau.526
31.1.2 Rollenmodell.527
31.1.3 Prozesse.527
31.1.4 Bewertung von PKCS# 11.528
31.2 MS-CAPI.529
31.2.1 Aufbau.529
31.2.2 Rollen.530
31.2.3 Prozesse.530
31.2.4 Bewertung der MS-CAPI.531
31.3 Cryptography API Next Generation (CNG).531
31.4 TokenD.531
31.5 ISO/IEC 24727. 532
Inhaltsverzeichnis
XXXI
31.6 Universelle Krypto-APIs.533
31.6.1 GSS-API und SSPI.533
31.6.2 CDSA.534
31.6.3 Krypto-APIs in Java.535
31.7 Weitere Krypto-APIs.536
32 Evaluierung und Zertifizierung 537
32.1 ITSEC.539
32.2 Common Criteria.541
32.3 FIPS 140 .546
32.3.1 Die vier Stufen von FIPS 140.547
32.3.2 Die Sicherheitsbereiche von FIPS 140 .548
32.3.3 Bewertung von FIPS-140.555
32.4 Open Source als Alternative.555
32.4.1 Open Source.556
32.4.2 Beispiele.557
32.5 Fazit.558
Teil 4
Public-Key-Infrastrukturen
33 Public-Key-Infrastrukturen 561
33.1 Warum brauchen wir eine PKI?.561
33.1.1 Authentizität der Schlüssel.562
33.1.2 Sperrung von Schlüsseln.562
33.1.3 Verbindlichkeit.562
33.1.4 Durchsetzen einer Policy.562
33.2 Digitale Zertifikate.563
33.3 Vertrauensmodelle.565
33.3.1 Direct Trust.565
33.3.2 Web of Trust.566
33.3.3 Hierarchical Trust.567
33.3.4 PKTVarianten.569
33.4 PKI-Standards.573
33.4.1 X.509 .573
33.4.2 PKIX.573
33.4.3 Common PKI.574
33.4.4 OpenPGP.574
| xxxii Inhaltsverzeichnis
33.5 Aufbau und Funktionsweise einer PKI. 575
33.5.1 Komponenten einer PKI.575
33.5.2 Rollen in einer PKI.582
33.5.3 Prozesse in einer PKI.583
33.6 Identitätsbasierte Krypto-Systeme.587
33.6.1 Funktionsweise.587
33.6.2 Das Boneh-Franklin-Verfahren.588
34 Digitale Zertifikate 591
34.1 X.509vl- und X.509v2-Zertifikate.591
34.1.1 Das Format.592
34.1.2 Nachteile von X.509vl und v2.593
34.2 X.509v3-Zertifikate.593
34.2.1 Die X.509v3-Standarderweiterungen.594
34.3 Weitere X.509-Profile.596
34.3.1 Die PKIX-Erweiterungen.596
34.3.2 Die Common-PKI-Erweiterungen.597
34.3.3 Attribut-Zertifikate.598
34.3.4 X.509-Fazit.599
34.4 PGP-Zertifikate.599
34.4.1 OpenPGP-Pakete.599
34.4.2 PGP-Zertifikatsformat.601
34.4.3 Unterschiede zu X.509. 603
34.5 CV-Zertifikate.603
35 PKI-Prozesse im Detail 607
35.1 Anwender-Enrollment.607
35.1.1 Schritt 1: Registrierung.608
35.1.2 Schritt 2: Zertifikate-Generierung.609
35.1.3 Schritt 3: PSE-Übergabe. 610
35.1.4 Enrollment-Beispiele.610
35.1.5 Zertifizierungsanträge.614
35.2 Recovery.616
35.2.1 Schlüsselverlust-Problem.617
35.2.2 Chef-Sekretärin-Problem.618
35.2.3 Urlauber-Vertreter-Problem.619
35.2.4 Virenscanner-Problem.620
35.2.5 Geht es auch ohne Recovery?.621
35.3 Abruf von Sperrinformationen.621
35.3.1 Sperrlisten.622
Inhaltsverzeichnis xxxiii |
35.3.2 Online-Sperrprüfung.625
35.3.3 Weitere Formen des Abrufs von Sperrinformationen.627
36 Spezielle Fragen beim Betrieb einer PKI 631
36.1 Outsourcing oder Eigenbetrieb?.631
36.2 Gültigkeitsmodelle.632
36.2.1 Schalenmodell.634
36.2.2 Kettenmodell.635
36.3 Certificate Policy und CPS.636
36.3.1 Was steht in einem CPS und einer Certification Policy?. . . . 637
36.3.2 Nachteile von RFC 3647.641
36.4 Policy-Hierarchien.645
36.4.1 Hierarchietiefe.645
36.4.2 Policy Mapping.646
36.4.3 Policy-Hierarchien in der Praxis.647
37 Beispiel-PKIs 649
37.1 Signaturgesetze und dazugehörende PKIs.650
37.1.1 EU-Signaturrichtlinie.650
37.1.2 Deutsches Signaturgesetz.651
37.1.3 Österreichisches Signaturgesetz.654
37.1.4 Schweizer ZertES.654
37.1.5 Fazit.655
37.2 Die PKIs elektronischer Ausweise.655
37.2.1 Die PKI des elektronischen Reisepasses.655
37.2.2 PKIs elektronischer Personalausweise.656
37.2.3 PKIs elektronischer Krankenversichertenkarten.657
37.3 Weitere PKIs.658
37.3.1 Organisationsinterne PKIs.658
37.3.2 Kommerzielle Trust Center.659
37.4 Übergreifende PKIs.660
37.4.1 European Bridge-CA.660
37.4.2 Verwaltungs-PKI.660
37.4.3 Wurzel-CAs.661
37.5 Gehackte Zertifizierungsstellen.662
37.5.1 Comodo.662
37.5.2 DigiNotar.662
37.5.3 TurkTrust.663
37.5.4 Weitere Fälle.663
Inhaltsverzeichnis
xxxiv
Teil 5
Kryptografische Netzwerkprotokolle
38 Kryptografie im OSI-Modell 667
38.1 Das OSI-Modell.668
38.1.1 Die Schichten des OSI-Modells.668
38.1.2 Die wichtigsten Netzwerkprotokolle im OSI-Modell.669
38.2 In welcher Schicht wird verschlüsselt?.671
38.2.1 Kryptografie in Schicht 7 (Anwendungsschicht).671
38.2.2 Kryptografie in Schicht 4 (Transportschicht).672
38.2.3 Schicht 3 (Vermittlungsschicht).673
38.2.4 Schicht 2 (Sicherungsschicht).674
38.2.5 Schicht 1 (Bit-Übertragungsschicht).674
38.2.6 Fazit.675
38.3 Design eines kryptografischen Netzwerkprotokolls.675
38.3.1 Initialisierungsroutine.675
38.3.2 Datenaustauschroutine.676
39 Kryptografie in OSB-Schicht 1 679
39.1 Krypto-Erweiterungen für ISDN.679
39.2 Kryptografie im GSM-Standard.680
39.2.1 Wie GSM Kryptografie einsetzt.681
39.2.2 Sicherheit von GSM.682
39.3 Kryptografie im UMTS-Standard.684
39.3.1 Von UMTS verwendete Krypto-Verfahren.684
39.3.2 UMTS-Krypto-Protokolle.685
39.4 LTE.688
40 Krypto-Standards für OSI-Schicht 2 689
40.1 Krypto-Erweiterungen für PPP.690
40.1.1 CHAP und MS-CHAP.691
40.1.2 EAP.691
40.1.3 ECP und MPPE.692
40.1.4 Virtuelle Private Netze in Schicht 2.692
40.2 Kryptografie im WLAN.695
40.2.1 WEP.695
40.2.2 WPA.698
40.2.3 WPA2.700
Inhaltsverzeichnis
xxxv
40.3 Kryptografie für Bluetooth.700
40.3.1 Grundlagen der Bluetooth-Kryptografie.701
40.3.2 Bluetooth-Authentifizierung und -Verschlüsselung.705
40.3.3 Angriffe auf die Bluetooth-Sicherheitsarchitektur.706
41 IPsec (Schicht 3) 709
41.1 Bestandteile von IPsec.710
41.1.1 ESP.710
41.1.2 AH.711
41.2 IKE.712
41.2.1 ISAKMP.712
41.2.2 Wie IKE ISAKMP nutzt.714
41.2.3 IKEv2.716
41.3 Kritik an IPsec.716
41.4 Virtuelle Private Netze mit IPsec.717
42 TLS und DTLS (Schicht 4) 719
42.1 Funktionsweise von TLS.720
42.2 TLS-Protokollablauf.722
42.2.1 Das Record-Protokoll.722
42.2.2 Das Handshake-Protokoll.722
42.2.3 Das ChangeCipherSpec-Protokoll.723
42.2.4 Das Alert-Protokoll.723
42.2.5 Das ApplicationData-Protokoll.723
42.3 DTLS.724
42.4 TLS in der Praxis.724
42.5 Sicherheit von TLS.725
42.5.1 Angriffe auf TLS-Zertifikate.725
42.5.2 Der Heartbleed-Bug.725
42.5.3 FREAK und Logjam.725
42.5.4 Wie ist die Sicherheit von TLS einzuschätzen?.726
42.6 Vergleich zwischen IPsec und TLS.727
42.6.1 Webportal mit TLS oder VPN?.727
42.6.2 VPNs mit TLS.729
43 E-Mail-Verschlüsselung- und Signierung (Schicht 7) 731
43.1 Wie E-Mail funktioniert.731
43.2 Kryptografie für E-Mails.732
43.2.1 Clientbasierte E-Mail-Absicherung.733
43.2.2 Serverbasierte E-Mail-Absicherung.734
43.2.3 Versandportale.736
I xxxvi Inhaltsverzeichnis
43.3 S/MIME.737
43.3.1 S/MIME-Format.737
43.3.2 S/MIME-Profil von Common PKI.738
43.3.3 Bewertung von S/MIME.739
43.4 OpenPGP.739
43.4.1 OpenPGP.740
43.4.2 Bewertung von OpenPGP.740
43.5 Abholen von E-Mails: POP und IMAP.741
43.5.1 Gefahren beim Abholen von E-Mails.741
43.5.2 Krypto-Zusätze für IM AP.742
43.5.3 Krypto-Zusätze für POP.743
43.6 Die Krise der E-Mail-Verschlüsselung.743
44 Weitere Krypto-Protokolle der Anwendungsschicht 747
44.1 Kryptografie im World Wide Web.747
44.1.1 Authentifizierung im World Wide Web.748
44.1.2 HTTP über TLS (HTTPS).749
44.1.3 Web Cryptography API.751
44.2 Kryptografie für Echtzeitdaten im Internet (RTP).752
44.2.1 SRTP.752
44.2.2 SRTP-Initialisierungsroutinen.753
44.2.3 Bewertung von SRTP.755
44.3 Secure Shell (SSH).755
44.3.1 Entstehungsgeschichte der Secure Shell.756
44.3.2 Funktionsweise der Secure Shell.756
44.3.3 Bewertung der Secure Shell.760
44.4 Online-Banking mit FinTS.760
44.4.1 Der Standard.761
44.4.2 Bewertung von FinTS.763
44.5 Weitere Krypto-Protokolle in Schicht 7.763
44.5.1 Krypto-Erweiterungen für SNMP.763
44.5.2 DNSSEC und TSIG.764
44.5.3 Kryptografie für SAP R/3.767
44.5.4 Verschlüsselte Kurznachrichten.768
44.5.5 SASL.769
44.5.6 Sicheres NTP und sicheres SNTP.770
Inhaltsverzeichnis xxxvii |
45 Digitales Bezahlen 771
45.1 EMV.772
45.1.1 Kryptografische Mechanismen von EMV.773
45.1.2 Bewertung von EMV.775
45.2 Bezahlkarten.775
45.3 Online-Bezahlsysteme.777
45.3.1 Arten von Online-Bezahlsystemen.777
45.4 Bitcoin.781
45.4.1 Funktionsweise von Bitcoin.781
45.4.2 Bitcoin in der Praxis.783
46 Noch mehr Kryptografie in der Anwendungsschicht 785
46.1 Dateiverschlüsselung.785
46.2 Festplattenverschlüsselung.787
46.3 Code Signing.789
46.4 Versandportale.790
46.5 Elektronische Ausweise.791
46.5.1 Elektronische Reisepässe.792
46.5.2 Elektronische Personalausweise.793
46.5.3 Elektronische Gesundheitskarten.794
46.5.4 Weitere elektronische Ausweise.795
46.6 Digital Rights Management.795
46.6.1 Containment und Marking.796
46.6.2 Beispiele für DRM-Systeme.798
46.7 Smart Metering und Smart Grids.801
46.7.1 Der SMGW-Standard.802
46.7.2 OSGP.803
46.8 Elektronische Wahlen und Online-Wahlen.803
Teil 6
Mehr über Kryptografie
47 Wo Sie mehr zum Thema erfahren 807
47.1 Buchtipps.807
47.2 Veranstaltungen zum Thema Kryptografie.813
47.3 Zeitschriften zum Thema Kryptografie.816
47.4 Weitere Informationsquellen.817
47.4.2 Museen.817
47.4.3 Software.818
Inhaltsverzeichnis
XXXVIII
48 Kryptografisches Sammelsurium 821
48.1 Die zehn wichtigsten Personen der Kryptografie.821
48.1.1 Vater der Kryptografie: William Friedman (1891-1969) . . 822
48.1.2 Begründer der Krypto-Geschichte: David Kahn (*1930) . . 823
48.1.3 Guru und Rebell: Whitfield Diffie (*1944). 824
48.1.4 Der Pionier: Martin Hellman (*1946). 825
48.1.5 Der bedeutendste Kryptograf der Gegenwart:
Ron Rivest (*1947). 825
48.1.6 Deutschlands bester Codeknacker: Hans Dobbertin
(1952-2006). 826
48.1.7 Das »S« in RSA: Adi Shamir (*1952). 827
48.1.8 Der Volksheld: Phil Zimmermann (* 1954). 828
48.1.9 Der Krypto-Papst: Bruce Schneier (*1963). 829
48.1.10 Zweifacher Wettbewerbssieger: Joan Daemen (*1965) . 830
48.2 Die wichtigsten Unternehmen.831
48.2.1 Applied Security. 831
48.2.3 Crypto AG.832
48.2.4 cryptovision.832
48.2.5 CryptWare.833
48.2.6 Entrüst Technologies.833
48.2.7 Rohde Schwarz SIT.833
48.2.8 RSA Security.833
48.2.9 Secude.834
48.2.10 Secunet.834
48.2.11 Secusmart.834
48.2.12 Sirrix.835
48.2.13 Utimaco.835
48.2.14 Wibu Systems.835
48.2.15 Zertificon.835
48.3 Non-Profit-Organisationen.836
48.3.1 BSI.836
48.3.2 Bundesnetzagentur.836
48.4 Kryptoanalyse-Wettbewerbe.839
48.4.1 Die RSA-Challenges .839
48.5 Die zehn größten Krypto-Flops.843
48.5.7 Der Heartbleed-Bug.847
48.6 Murphys zehn Gesetze der Kryptografie.849
Inhaltsverzeichnis
xxxix
Anhang
Bildnachweis 853
Literatur 855
Index 883 |
| any_adam_object | 1 |
| author | Schmeh, Klaus 1970- |
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Inhaltsverzeichnis
Beschreibung
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