Verschlüsselung ist entscheidend für die allgemeine Internetsicherheit. Heutzutage werden verschiedene Verschlüsselungssysteme verwendet, aber alle funktionieren im Allgemeinen, indem sie Daten mit Hilfe eines mathematischen Algorithmus verschlüsseln und Informationen in Code verschlüsseln.
Einer der heute am weitesten verbreiteten Verschlüsselungsstandards ist der Advanced Encryption Standard (AES). Es ist eine Variante der Rijndael-Blockchiffre und in drei Schlüsselgrößen erhältlich: 128, 192 und 256 Bit.
Was ist also AES-256-Verschlüsselung und wie funktioniert sie?
Was ist AES?
AES ist ein weit verbreiteter Datenverschlüsselungsstandard, der weltweit verwendet wird. Es ist der Bundesstandard, der von der Regierung der Vereinigten Staaten verwendet wird, und bietet erhebliche Sicherheit und Schutz.
AES ist ein Art der symmetrischen Verschlüsselung, die verwendet denselben Schlüssel zum Verschlüsseln und Entschlüsseln deine Daten. Im Wesentlichen benötigen sowohl der Sender als auch der Empfänger denselben Schlüssel, um die Daten zu entschlüsseln. Die symmetrische Verschlüsselung ist schneller, aber etwas weniger sicher als die asymmetrische Verschlüsselung.
Was ist eine Blockchiffre?
Um zu verstehen, wie AES-256 funktioniert, ist es wichtig, Blockchiffren zu verstehen. Ein Block bedeutet einfach eine Informationseinheit, die geteilt wird, bevor sie verschlüsselt wird. Standard-AES verwendet eine 128-Bit-Blockgröße.
Zur Veranschaulichung: 16 Bytes multipliziert mit 8 Bits ergeben 128 Bits in jedem Block. Unabhängig von der Schlüsselgröße bleibt die Größe des Blocks also gleich. AES hat einige Angriffe erlitten, wurde aber noch nicht geknackt.
AES-256 ist die sicherste Version, erfordert jedoch mehr Rechenleistung. Angesichts der drohenden Gefahr Post-Quanten-Kryptographie, viele halten AES-256 für quantenresistent, was bedeutet, dass von Quantencomputern nicht erwartet wird, dass sie die Chiffre knacken.
Wie wirkt sich die Blockgröße auf die Sicherheit aus?
Die Größe des Blocks wirkt sich indirekt auch auf die Sicherheit der Chiffre aus. Grundsätzlich gilt: Je größer der Block, desto mehr Daten können verschlüsselt werden, ohne dass sie dupliziert werden. Wenn die Blockgröße jedoch zu klein ist, kann dies die sichere Verwendung der Chiffre beeinträchtigen.
Eine Blockchiffre soll eine pseudozufällige Permutation sein, was einfach bedeutet, dass sich die Ausgaben automatisch auch unterscheiden sollten, wenn die Eingaben unterschiedlich sind. AES verwendet hauptsächlich eine 128-Bit-Blockgröße, bei der Daten in ein 4x4-Array mit 16 Bytes aufgeteilt werden.
Die Blockgröße wirkt sich zwar nicht direkt auf die Verschlüsselungssicherheit aus, wirkt sich jedoch auf die Modussicherheit aus. Alle Blockverschlüsselungen werden im Allgemeinen in verschiedenen Betriebsmodi eingesetzt, sodass die Sicherheit jedes Modus von zwei Elementen abhängt: die Sicherheit der Blockchiffre selbst und die Sicherheit des Modus, wenn die Blockchiffre durch eine Pseudozufallszahl ersetzt wird Permutation.
Je mehr Daten Sie innerhalb eines Betriebsmodus verarbeiten, desto mehr exponiert er den Modus, da die kürzere Blockgröße zu einer Erhöhung der gegnerischen Erfolgswahrscheinlichkeit führt. Im Laufe der Zeit werden Teile der Permutation, die verborgen sind, weiterhin freigelegt und offenbaren schließlich die vollständige Permutation.
Wenn Sie also eine Blockchiffre mit N Bits haben und wissen, dass sie sich nicht von einer pseudozufälligen Permutation von N Bits unterscheidet, leidet die Sicherheit Ihrer Chiffre, wenn Sie sie in einem bestimmten Betriebsmodus verwenden. Um sicherzustellen, dass die Modussicherheit nicht beeinträchtigt wird, empfiehlt es sich, eine größere Blockgröße zu verwenden.
Wie verschlüsselt AES-256 Ihre Daten?
Das Grundkonzept der Verschlüsselung besteht darin, dass die Chiffre je nach Sicherheitsschlüssel jede Informationseinheit durch eine andere ersetzt. Beispielsweise führt AES-256 14 Verschlüsselungsrunden durch, was es unglaublich sicher macht.
Die Schritte umfassen das Aufteilen der Daten in Blöcke, das Ersetzen verschiedener Bytes, das Verschieben von Zeilen und das Mischen von Spalten, um die Informationen vollständig zu verwürfeln. Am Ende des Prozesses ist das Ergebnis ein völlig zufälliger Satz von Zeichen, der für niemanden einen Sinn ergibt, wenn er nicht über den Entschlüsselungsschlüssel verfügt.
AES-256 ist die längste und auch die stärkste Verschlüsselungsstufe, die es bietet. Um die Dinge ins rechte Licht zu rücken, müsste ein Hacker 2256 diskrete Kombinationen mit jeweils insgesamt 78 Ziffern ausprobieren, um die Verschlüsselung zu durchbrechen.
Im Wesentlichen ist die Anzahl größer als die Anzahl der Sterne im Universum! Dadurch ist es unempfindlich gegenüber Brute-Force-Angriffe und ist der leistungsstärkste Verschlüsselungsstandard der Welt.
Anwendungen von AES-256
AES-256 ist die robusteste Variante, daher ist es nicht immer ideal für den Einsatz in einfachen Anwendungen. AES-256 wird jedoch von VPN-Anbietern und zur Sicherung von Datenbanken verwendet.
AES-Bibliotheken sind für gängige Programmiersprachen wie C, C++, Java und sogar Python verfügbar. Wenn Sie einen Passwort-Manager wie z 1Pass oder LastPassverwenden Sie wahrscheinlich bereits AES-256, um vertrauliche Informationen zu verschlüsseln.
Sogar Messaging-Apps wie WhatsApp verwenden AES-256-Verschlüsselung, um Nachrichten zu verschlüsseln. Moderne Computer mit Intel- oder AMD-Prozessoren verfügen bereits über integrierte AES-Anweisungen, und fast alle Finanzinstitute verlassen sich auf die AES-Verschlüsselung, um vertrauliche Informationen zu verschlüsseln.
Kurz gesagt, AES ist überall.
Die Verschlüsselung wird nur noch stärker werden
Da sich die Welt in Richtung Dezentralisierung bewegt und Hacker kreativer werden, werden die Verschlüsselungsstandards nur noch stärker. Kryptografische Standards erfordern bereits öffentliche und private Schlüssel, um Transaktionen zu verifizieren, sodass Sie nur erwarten können, dass die Sicherheitsstandards noch besser werden.
