Kurzfassung
Rivest–Shamir–Adleman (RSA) ist ein weit verbreiteter, 1977 erfundener, Public-Key-Verschlüsselungsalgorithmus, der mithilfe eines Paares mathematisch verknüpfter Schlüssel Nachrichten sichert und digitale Signaturen verifiziert. Obwohl es für die Internetsicherheit grundlegend bleibt, hängt seine Sicherheit stark von der Schlüssellänge und der ordnungsgemäßen Implementierung ab – und einige Expert:innen plädieren nun für modernere Alternativen. Ein Verständnis der Funktionsweise von RSA hilft Nutzer:innen und Organisationen dabei, fundierte Entscheidungen über ihre Verschlüsselungsstrategien zu treffen.
Wie schützt RSA eigentlich Ihre Daten?
RSA ermöglicht es Ihnen, Nachrichten zu sichern, bevor Sie sie versenden. Und die Technik ermöglicht auch, Ihre Notizen zu zertifizieren, sodass die Empfänger wissen, dass sie während der Übertragung nicht angepasst oder verändert wurden.
Der RSA-Algorithmus ist eines der heute am häufigsten verwendeten Verschlüsselungstools. Wenn Sie Computer von Samsung, Toshiba und LG genutzt haben, haben Sie wahrscheinlich ein Gerät mit einem eingebetteten RSA-fähigen Chip verwendet.
Einige Personen verwenden RSA explizit und befassen sich intensiv mit der Mathematik, bevor sie irgendeine Art von Nachricht über einen unsicheren Dienst (wie E-Mail) versenden. Aber einige nutzen RSA unwissentlich, wenn sie sich bei gesicherten Websites anmelden. Ihre Computer erledigen die Arbeit im Hintergrund, und manchmal geschieht diese Arbeit auch ohne ihre Berechtigung.
Gilt RSA noch als sicher?
RSA galt einst als der Goldstandard der Verschlüsselungssicherheit. Aber einige Expert:innen glauben, dass es zu einfach geworden ist, es zu hacken. Andere sagen, es werde nie richtig implementiert und dass diese Ungenauigkeit für die Hacking-Risiken verantwortlich sei.
Unabhängig davon, wie es verwendet wird oder was Sie glauben, lohnt es sich, mehr über die Funktionsweise von RSA zu erfahren, damit Sie sich der Sicherheitsrisiken bewusst sind, denen Sie ausgesetzt sind.
Was ist ein RSA-Algorithmus?
RSA stellte einen grundlegenden Wandel im kryptografischen Denken dar. Vor Mitte der 1970er Jahre erforderte der Austausch sicherer Nachrichten viel Koordination. Absender:innen und Empfänger:innen mussten einen geheimen Code (oder Schlüssel) teilen. Ohne ihn könnten verschlüsselte Notizen nicht entschlüsselt werden. RSA hat alles verändert.
Wie wurde RSA erfunden?
Im Jahr 1977 begannen drei MIT-Kollegen mit der Entwicklung ihres eigenen kryptografischen Systems, das auf dem Zufallsprinzip, grundlegender Mathematik und Primzahlen basierte. Das Trio benötigte 42 Versuche, um eine Formel zu finden, die es für unknackbar hielt, und benannte sie durch die Kombination der Anfangsbuchstaben seiner Nachnamen.
Wie andere kryptografische Algorithmen wandelt RSA einfache, lesbare Daten in etwas Verschlüsseltes und Unkenntliches um. Nur ein Schlüssel kann den Prozess umkehren. Und RSA basiert auf einem Schlüssel, der teilweise aus Primzahlen besteht.
Theoretisch könnte ein Hacker den Wert eines privaten Schlüssels durch die Analyse der öffentlichen Version berechnen. Aber es ist unglaublich schwierig, mit Primzahlen zu arbeiten, besonders wenn sie lang sind.
Beispielsweise haben Organisationen „RSA-Factoring-Challenges“ veranstaltet, um Mathematiker zu ermutigen, den Code zu knacken. Ein Siegerteam im Jahr 2020 benötigte 2.700 Jahre Rechenzeit von Computerkernen, um seine mathematischen Formeln auszuführen. Es dauerte Monate, bis sie es mithilfe von Tausenden von Maschinen auf der ganzen Welt abgeschlossen hatten. Und das galt als Geschwindigkeitsrekord.
Wie funktioniert die RSA-Verschlüsselung?
RSA-Verschlüsselung basiert auf wenigen grundlegenden Elementen und ziemlich viel Mathematik.
Was sind die zentralen Komponenten der RSA-Verschlüsselung?
Diese Elemente sind erforderlich:
- Ein öffentlicher Schlüssel (e)
- Ein privater Schlüssel (d)
- Zwei Primzahlen (P und Q), multipliziert (N)
Die Sicherheit beruht auf der Annahme, dass es unmöglich ist, den Wert von d zu bestimmen. Die Mathematik hinter diesen Berechnungen ist komplex, wäre aber allen Studierenden der Algebra vertraut.
Wenn Sie die Mathematik dahinter nachvollziehen möchten, nutzen Sie einen Online-Rechner, um Ihre Schlüssel zu erstellen.
Wie verbessert RSA-Padding die Sicherheit?
Obwohl es schwierig ist, den Code zu knacken, ist es nicht unmöglich. Einige Entwickler:innen erschweren den Diebstahl, indem sie zufällige Elemente hinzufügen. Dieses sogenannte Padding-Schema vergrößert die Nachricht, sodass sie mathematisch schwerer zu berechnen ist. Und die zufälligen Informationen machen die Entschlüsselung ungenauer. Ein weniger versierter Hacker könnte einen entschlüsselten Text hervorbringen, der der Originalnachricht in nichts ähnelt.
Wo werden RSA-Verschlüsselungsalgorithmen verwendet?
Personen, die sichere Nachrichten senden, auf sichere Websites zugreifen oder die Authentizität von Nachrichten nachweisen möchten, verwenden möglicherweise RSA.
Wie senden Sie eine Nachricht mit RSA?
Um mit RSA eine Nachricht zu senden, gehen Sie wie folgt vor:
- Schlüssel erstellen. Sie befolgen die oben genannten mathematischen Schritte (oder verwenden ein Programm), um sowohl eine öffentliche als auch eine private Version zu erstellen. Sie speichern diesen privaten Schlüssel an einem Ort, an dem er nicht einsehbar ist, aber die öffentliche Version sollte weithin geteilt werden.
- Rufen Sie den öffentlichen Schlüssel Ihres Empfängers ab. Sie müssen diesen Wert kennen, um Ihre Notiz zu verschlüsseln.
- Verschlüsseln und senden. Mithilfe des öffentlichen Schlüssels und eines vereinbarten Padding-Schemas verschlüsseln Sie Ihre Nachricht und senden sie ab.
- Verwenden Sie die Empfänger-Decodierung. Wenn die Nachricht eintrifft, verwendet die Person einen privaten Schlüssel, um den Vorgang rückgängig zu machen und den Inhalt einzusehen.
Wie fügen Sie eine digitale Signatur mit RSA an?
Sie können denselben Prozess verwenden, um eine digitale Signatur an eine Nachricht anzuhängen. Sie werden:
- Wählen Sie einen Hash-Algorithmus. Werden Sie es auf Ihre gesamte Nachricht anwenden.
- Benachrichtigen Sie den:die Empfänger:in. Nutzen Sie einen Telefonanruf oder eine andere Nachricht, um Ihren Empfänger über die von Ihnen gewählte Methode zu informieren.
- Hängen Sie den Hash an. Fügen Sie den Wert am Ende Ihrer Notiz ein und senden Sie ihn ab.
- Dekodieren. Der Empfänger wird den Hash-Wert und den öffentlichen Schlüssel verwenden, um den Vorgang umzukehren. Wenn der Inhalt gleich ist, wurde der Inhalt nicht verändert.
Ihr Computer verwendet RSA möglicherweise auch ohne Ihr ausdrückliches Wissen. Einige Websites erfordern ein kurzes Verifizierungsgespräch, bevor Sie Zugriff erhalten. Informationen werden gehandelt und typischerweise mit RSA verschlüsselt.
Ist eine RSA-Formel sicher?
Als RSA in den 1970er Jahren veröffentlicht wurde, gingen viele Menschen davon aus, dass es niemals geknackt werden könnte. Wir wissen jetzt, dass das nicht stimmt.
Wie bedrohen Brute-Force-Angriffe RSA?
Einige Hacker umgehen RSA komplett mit Brute-Force-Angriffen. Sie bombardieren den Algorithmus mit Zahlen in der Hoffnung, dass eine Kombination den Code entschlüsselt und den Schlüssel liefert.
Ihre Schlüssel länger und komplexer zu gestalten, ist eine einfache Abwehrmaßnahme. Experten empfehlen längere Schlüssel, um Ihre Daten zu schützen:
| Schlüssellänge | Empfohlene Nutzung | Sicherheitskontext |
|---|---|---|
| 1.024-Bit | Allgemeine Nutzung | Empfohlene Mindestlänge |
| 2048-Bit | Hochsensible oder wertvolle Daten | Empfohlen für stärkeren Schutz |
Gibt es sicherere Alternativen zu RSA?
Und denken Sie daran, dass Sie Optionen haben. Einige Expert:innen sind der Ansicht, dass RSA von Grund auf fehlerhaft ist und niemand es verwenden sollte. Sie empfehlen andere Methoden, die mit noch komplexerer Mathematik verbunden sind. Die Implementierung kann länger dauern, aber es könnten sicherere Optionen sein.
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Häufig gestellte Fragen
Wofür steht RSA?
Rivest–Shamir–Adleman (RSA) leitet seinen Namen von den Initialen seiner drei Erfinder ab – MIT-Kollegen, die das kryptografische System 1977 nach 42 Versuchen entwickelten, eine Formel zu finden, die sie für unknackbar hielten.
Wie verwendet Rivest–Shamir–Adleman (RSA) öffentliche und private Schlüssel?
Die Rivest–Shamir–Adleman (RSA)-Verschlüsselung erfordert einen öffentlichen Schlüssel, der offen geteilt wird, und einen privaten Schlüssel, der geheim gehalten wird. Ein Absender verschlüsselt eine Nachricht mit dem öffentlichen Schlüssel des Empfängers, und nur der private Schlüssel des Empfängers kann sie entschlüsseln.
Was ist ein Padding-Schema bei Rivest-Shamir-Adleman (RSA)?
Padding fügt dem Verschlüsselungsprozess zufällige Daten hinzu, vergrößert die Nachrichtengröße und erzeugt Rauschen, wodurch mathematische Angriffe unzuverlässiger werden und seltener den ursprünglichen Klartext liefern.
Kann die Rivest–Shamir–Adleman (RSA)-Verschlüsselung gehackt werden?
Rivest–Shamir–Adleman (RSA) ist nicht unknackbar. Wie die RSA Factoring Challenge 2020 gezeigt hat – die das Äquivalent von 2.700 Jahren Rechenzeit beanspruchte –, erfordert das Knacken selbst eines einzigen Schlüssels enorme Ressourcen. Längere Schlüssel von mindestens 1.024 Bit oder 2.048 Bit für sensible Daten erhöhen diese Barriere erheblich.
Wie wird Rivest–Shamir–Adleman (RSA) für digitale Signaturen verwendet?
Rivest–Shamir–Adleman (RSA) kann die Authentizität einer Nachricht verifizieren, indem ein Hash-Wert an eine Nachricht angehängt wird. Der Empfänger verwendet den öffentlichen Schlüssel des Absenders und den Hash, um zu bestätigen, dass der Inhalt der Nachricht während der Übertragung nicht verändert wurde.
Gibt es Alternativen zur Rivest–Shamir–Adleman (RSA)-Verschlüsselung?
Einige Sicherheitsexpert:innen argumentieren, dass Rivest–Shamir–Adleman (RSA) inhärent fehlerhaft ist, und empfehlen alternative kryptografische Methoden, die auf komplexerer Mathematik basieren. Diese Alternativen nehmen bei der Implementierung möglicherweise mehr Zeit in Anspruch, können jedoch stärkere Sicherheitsgarantien bieten.
Referenzen
- Die Verschlüsselung, auf die sich viele große Unternehmen verlassen, weist eine schwerwiegende Schwachstelle auf. (Oktober 2017). Engadget.
- Leonard Adleman. National Inventors Hall of Fame.
- Neuer Rekord für kryptografische Herausforderung aufgestellt. (März 2020). Phys.Org.
- RSA hütet auch nach jahrelangen Angriffen noch immer Geheimnisse und bringt seinen Gründern Auszeichnungen ein. (Juni 2003). SIAM News.
- Kryptografisches Padding in RSA. (Januar 2009). Wissenschaftsblogs.
- RSA-Verschlüsselung: So bleibt das Internet sicher. (März 2014). Graduate-Student-Blogs der American Mathematical Society.
- Public-Key-Verschlüsselung mit dem RSA-Algorithmus. Steyerbrains.at.
- Verstehen der Public-Key-Kryptographie und der Geschichte von RSA. (Februar 2012). SecurityWeek.
- Ernsthaft, hören Sie auf, RSA zu verwenden. (Juli 2019). Trail of Bits.
