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--- faecher:informatik:oberstufe:kryptographie:chiffrendesign:start [29.03.2022 17:17] – [Überlegungen zur Schlüssellänge] sbel
+++ faecher:informatik:oberstufe:kryptographie:chiffrendesign:start [01.04.2022 07:13] (aktuell) – [Tabelle] sbel
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 ===== Angewandte Operationen =====
-Oft wird vermutet, dass moderne Verschlüsselungsverfahren komplizierte Mathematische Funktionen verwenden - das ist bei praktisch allen modernen Verfahren nicht der Fall. Die Verfahren operieren auf Blöcken von Bits, es kommen daher praktisch nur Bit-Operationen und deren Kombinationen zum Einsatz:
+Oft wird vermutet, dass moderne Verschlüsselungsverfahren komplizierte mathematische Funktionen verwenden - das ist bei praktisch allen modernen Verfahren nicht der Fall. Die Verfahren operieren auf Blöcken von Bits, es kommen daher praktisch nur Bit-Operationen und deren Kombinationen zum Einsatz:
-^ Zeichen ^ Name ^ Beispiel ^
+^ Zeichen    ^ Name                ^ Beispiel                     ^
-|⊕ |exklusives Oder | 1110 ⊕ 1011 = 0101 |
+| ''⊕''      | exklusives Oder     | 11100 ''⊕'' 10110 = 01010    |
-|+  |Addition | 1110 + 1011 = 1001 |
+| ''+''      | Addition            | 1110 ''+'' 1011 = 1001       |
-|-  |Subtraktion |1110 - 1011 = 0011 |
+| ''- ''     | Subtraktion         | 1110 ''-'' 1011 = 0011       |
-|<< |Linksverschiebung |110 << 2 = 1000  |
+| ''< <''    | Linksverschiebung   | 1100 ''< <'' 1 = 1000        |
+| ''< < <''  | Linksrotation       | 1110 ''< < <'' 2 = 1011      |
+| ''> >''    | Rechtsverschiebung  | 1110 ''> >'' 2 = 0011        |
+| ''> > >''  | Rechtsrotation      | 1110 ''> > >'' 2 = 1011      |
+| ''∨''      | Oder                | 1110 ''∨'' 1011 = 1111       |
+| ''∧''      | Und                 | 1110 ''∧'' 1011 = 1010       |
+| ''||''     | Konkatenation       | 1110 ''||'' 1011 = 11101011  |
-<<<
+===== Konfusion und Diffusion =====
-Linksrotation
+  * Zu verschlüsselnde Daten müssen unkenntlich gemacht werden: **Konfusion**
+  * Zu verschlüsselnde Daten müssen vermischt werden: **Diffusion**
-<<< 2 = 1011
+Das Problem besteht natürlich auch darin, das auf eine solche Weise zu tun, dass der Vorgang bei Kenntnis des korrekten Schlüssels umkehrbar ist.
->>
+Zur Konfusion kommen häufig sogenannte S-Boxen zum Einsatz ([[wpde>S-Box]]), oft handelt es sich hierbei einfach um Ersetzungstabellen, die bestimmte Eingabebitfolgen in aus der S-Box abzuleitende Ausgabebitfolgen transformieren.
-Rechtsverschiebung
+===== Rundenprinzip und Schlüsselaufbereitung =====
->> 2 = 0011
+Um Speicherplatz zu sparen, arbeiten alle bekannten symmetrischen Blockchiffren nach dem Rundenprinzip. Eine Verschlüsselung wird dabei in Teilschritte (Runden) aufgeteilt, die im Wesentlichen identisch ablaufen.
->>>
+In jeder Runde kommen normalerweise 3 Operationen zum Einsatz:
-Rechtsrotation
+  * Konfusion (S-Box)
+  * Diffusion
+  * Einbringen eines "Rundenschlüssels" mit einer Bitoperation
->>> 2 = 1011
+Um für jede Runde einen Rundenschlüssel zur Verfügung zu stellen, muss aus dem eigentlichen Schlüssel meist mehr Schlüsselmaterial erzeugt werden, als die Länge des eigentlichen Schlüssels hergibt, diesen Vorgang nenn man **Schlüsselaufbereitung**.
-∨
-Oder
-∨ 1011 = 1111
+So benötigt man bei DES insgesamt 768BitsSchlüsselmaterial, da DES 16 Runden vorsieht und in jeder Runde ein 48Bit Schlüssel Eingang findet. Die Schlüssellänge eines DES Schlüssels ist jedoch nur 56Bit - es ist also ein Verfahren nötig, wie aus den 56bit des Schlüssels die benötigten 16 Subschlüssel der Länge 48Bit erzeugt werden können.