Kryptographie: Grundlagen, Algorithmen, Protokolle
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| Veröffentlicht: |
Wiesbaden
Springer Vieweg
[2018]
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|---|---|
| adam_text | Inhaltsverzeichnis
1 Grundlagen 1
LI Erste Grundbegriffe.................................................... 1
1.2 Kryptographische Systeme............................................... 3
1.3 Informationstheoretische Grundlagen.....................................4
1.4 Komplexität von Berechnungen.......................................... 11
2 Klassische kryptographische Verfahren 15
2.1 Transpositionschiffren................................................ 15
2.2 Chiffren mit einfacher Substitution................................... 17
2.3 Chiffren mit homophoner Substitution.................................. 21
2.4 Chiffren mit polyalphabetischer Substitution.......................... 23
2.5 Chiffren mit Polygramm-Substitution .................................. 32
2.6 Produktchiffren und Rotormaschinen.................................... 34
3 Zahlentheoretische Grundlagen 37
3.1 Modulare Arithmetik............................................... 37
3.2 Bestimmung des modularen Inversen................................. 41
3.3 Lösen modularer Gleichungen....................................... 47
4 Blockchiffren und ihre Betriebsarten 51
4.1 Der DES........................................................... 51
4.2 IDEA.............................................................. 60
4.3 Betriebsarten .................................................... 64
5 Exponentiationschiffren und das RSA-Public-Key-Kryptosystem 71
5.1 Exponentiationschiffren............................................... 71
5.2 Public-Key-Kryptosysteme.............................................. 73
5.3 Das RSA-Verfahren..................................................... 77
5.4 Erzeugung großer Primzahlen........................................... 81
5.5 Sicherheitsüberlegungen für das RSA-Verfahren......................... 84
6 Hashfunktionen 93
6.1 Hashfunktionen und Signaturen......................................... 93
6.2 Kollisionsfreie Hashfunktionen........................................ 95
6.3 Der Geburtstagsangriff................................................ 97
6.4 Von Kompressions- zu Hashfunktionen................................... 99
6.5 Hashfunktionen aus Kryptosystemen.....................................102
6.6 MD5, SHA-1, SHA-384 und SHA-512.......................................103
6.7 Message Authentication Codes (MACs)...................................109
Inhaltsverzeichnis
xii
7 Diskreter Logarithmus und kryptographische Anwendungen 113
7.1 Primitive Wurzeln und der diskrete Logarithmus.......................113
7.2 ElGamal-Public-Key-Verschlüsselungsverfahren.........................122
7.3 ElGamal-Public-Key-Signaturverfahren.................................127
7.4 Digital Signature Algorithm (DSA)....................................133
7.5 Zeitstempel bei Signaturverfahren....................................136
7.6 Eine weitere Hashfunktion............................................138
8 Schlüsselaustausch und Zertifikate 141
8.1 Schlüsselaustausch nach Diffie und Hellman.........................141
8.2 Vertrauenswürdige Instanzen und Zertifikate..........................143
8.3 Station-to-Station-Protokoil.........................................149
8.4 MTLProtokolle......................................................151
8.5 Selbst-zertifizierende Schlüssel.....................................153
8.6 Konferenzschlüssel................................................. 157
8.7 Quantenkryptographie............................................... 161
9 Quadratische Reste und das Rabin-Public-Key-Kryptosystem 165
9.1 Quadratische Reste...................................................165
9.2 Quadratwurzeln.......................................................167
9.3 Rabin-Public-Key-Verschlüsselungsverfahren...........................172
9.4 Rabin-Public-Key-Signaturverfahren...................................175
10 Kryptographische Protokolle 177
10.1 Mentales Pokern......................................................177
10.2 Vergessliche Übertragung.............................................181
10.3 Protokoll zum Alters vergleich ......................................194
10.4 Protokolle für Auktionen und Geschäfte...............................196
10.5 Elektronisches Geld (E-Cash)....................................... 200
10.6 Ein Protokoll für Wahlen.............................................207
11 Zero-Knowledge-Protokolle 215
11.1 Einführung und Definitionen..........................................215
11.2 Beweissystem für quadratische Reste..................................219
11.3 Beweissystem für diskrete Logarithmen................................229
11.4 NP-Vollständigkeit............................................... 231
11.5 Zero-Knowledge-Protokolle für graphentheoretische Probleme...........232
12 Der Advanced Encryption Standard 239
12.1 Mathematische Grundlagen.............................................239
12.2 Bezeichnungen........................................................242
12.3 Beschreibung der Chiffrierfunktion...................................244
12.4 Beschreibung der Dechiffrierfunktion.................................250
13 Der Galois-Counter-Modus (GCM) 255
13.1 Der Körper GF(2128)................................................ . 255
13.2 Weitere GCM-Funktionen ............................................257
Inhaltsverzeichnis
xm
13.3 Ein- und Ausgabedaten von GCM..........................................259
13.4 Authentifizierte Verschlüsselung..................................... 259
13.5 Authentifizierte Entschlüsselung.......................................261
14 Kryptosysteme mit elliptischen Kurven 263
14.1 Elliptische Kurven.....................................................263
14.2 Kryptosysteme mit elliptischen Kurven..................................273
15 Identifikationsverfahren 279
15.1 Einführung.............................................................279
15.2 Das Schnorr-Identifikationsverfahren...................................280
15.3 Das Okamoto-Identifikationsverfahren...................................286
15.4 Das Guillou-Quisquater-Identifikationsverfahren........................290
15.5 Umwandlung von Identifikations- in Signatur verfahren..................293
16 Secret-Sharing und gruppenorientierte Kryptographie 295
16.1 Threshold-Secret-Sharing...............................................296
16.2 Bedingt sicheres Schwellenwertverfahren................................304
16.3 Nicht-interaktive Verifizierung von Shares.............................309
16.4 Schwellenwertverschlüsselung...........................................314
16.5 Schwellenwertsignaturen................................................324
17 Kryptographie-Infrastruktur im Internet 331
17.1 Pretty Good Privacy (PGP)..............................................331
17.2 Rechtliche Regelungen zur Kryptographie-Infrastruktur..................335
17.3 TLS und IPSec ....................................................... 337
17.4 Key-Escrow-Systeme.....................................................341
Anhang: Häufigkeitstabellen 349
Literaturverzeichnis 353
Index 365
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