TU Chemnitz
Alice und Bob

Vertrauliche Kommunikation
(persönliche Zertifikate für E-Mail)

Vertraulichlichkeit: Begriffe

Transportverschlüsselung

Transportverschlüsselung (TLS)

→ Ende-zu-Ende-Verschlüsselung + Signatur notwendig!

Verschlüsselung: Prinzip

Verschlüsselungsverfahren

Symmetrische Verschlüsselung

→ Nicht handhabbar bei der Kommunikation mit vielen Partnern

Asymmetrische Verschlüsselung

  • Schlüsselpaar: Geheimer und öffentlicher Schlüssel (private/public key)
  • Nachricht muss mit öffentlichem Schlüssel verschlüsselt werden.
    → Kann nur mit dazugehörigem geheimen Schlüssel entschlüsselt werden.
  • Nur der öffentliche Schlüssel muss ausgetauscht werden.
  • Keine Gefahr: Mit öffentlichem Schlüssel kann nicht entschlüsselt werden.
  • Aus öffentlichem Schlüssel kann geheimer Schlüssel nicht berechnet werden.

Verschlüsselungsverfahren (2)

Beispiel (RSA-Kryptosystem: Vorbereitungen)

Alice

Alice Alice's keys Bob Bob's keys OK Key exchange 1 Key exchange 2
Alice's keys
  • Alice hat sich öffentlichen und geheimen Schlüssel (jeweils Modul/Exponent) generiert.
Bob
Bob's keys
  • Bob auch.
Key exchange 1
Key exchange 2
  • Schlüssel ausgetauscht.
OK
Zuordnung von Zahlenwerten zu Textzeichen
␣ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
01234567891011121314151617181920212223242526
  • Textcodierung vorgenommen (15·27 + 11).

Verschlüsselungsverfahren (3)

Beispiel (RSA-Kryptosystem: Ver-/Entschlüsselung)

Alice

Bob Key rings
Alice Bob Key rings Key values Alice (A) and Bob (B) Mail value Mail Mail value (received)
Key values Alice (A) and Bob (B)
Mail value
  • Alice berechnet mit Bobs öffentlichem Schlüssel: cB = meB (mod NB)
  • cB = 416605 mod 1247 = 392 („NN“)
Mail
  • Bob berechnet mit seinem geheimen Schlüssel: m? = cBdB (mod NB)
Mail value (received)
  • m? = 392173 mod 1247 = 416 („OK“)

Digitale Signatur

Frage: Woher weiß ich, dass öffentlicher Schlüssel wirklich zum Absender gehört?

Digitale Signatur (2)

Beispiel (RSA-Kryptosystem: Signatur)

Alice

Bob Key rings Key values Alice (A) and Bob (B)
Alice Bob Key rings Key values Alice (A) and Bob (B) Mail (signed) Mail value Mail value (received) Check mark
Mail value
  • Alice berechnet mit ihrem geheimen Schlüssel: sA = mdA (mod NA)
  • sA = 4167 mod 1271 = 890
Mail (signed) Mail value (received)
  • Bob prüft, ob die Nachricht unverändert ist: sAeA (mod NA) ≟ m
Check mark
  • 890343 mod 1271 = 416 = m

Ablauf im E-Mail-Programm

Voraussetzungen

Alle eigenen E-Mails signieren

  • Damit wird auch Zertifikat mit öffentlichem Schlüssel versendet.
  • Empfänger kann Sie als Absender verifizieren
    … und Antworten an Sie verschlüsseln.

→ Erhalten Sie signierte E-Mails, können Sie Ihre Antworten verschlüsseln!

Technische Verfahren

S/MIME

Technische Verfahren (2)

PGP/GnuPG

Technische Verfahren (3)

Probleme, Kritiken, Schwachstellen

EFAIL https://www.efail.de/

Die Praxis

1. Schlüsselpaar erzeugen und persönliches Zertifikat anfordern

2. In E-Mail-/PDF-Programmen installieren

3. In E-Mail-/PDF-Programmen verwenden

  • Alle eigenen E-Mails signieren
  • E-Mails verschlüsseln mit Partnern, die signierte E-Mails senden
  • ggf. auch PDF-Dokumente signieren, um unbefugte Änderungen zu erschweren

Schwierigkeiten

Kennwörter

→ Ohne Kennwortwissen keine spätere Entschlüsselung möglich!

Prüfen gültiger Signaturen

→ Mails/Dokumente im Zweifel immer als ungeschützt (Postkarte) betrachten!

Schwierigkeiten (2)

Zertifikatablauf, -erneuerung

→ Schlüssel und Zertifikat gut aufbewahren!

Verschlüsselung und Mobilgeräte

  • Nutzung des Zertifikats auf Desktop und auf anderen Geräten erfordert Disziplin
  • Im URZ bisher keine Erfahrung mit PDF-Prüfung unter Android und iOS

Begriffe

Dateiformate / Abkürzungen