Einführung in die Kryptographie

Symmetrische Substitutionsverfahren

Symmetrische Verfahren lassen sich in Zeichen-, Block- und Stromchiffren klassifizieren. Die zeichenorientierte Substitution ermittelt jedes Zeichen des Geheimtexts aus dem entsprechenden Zeichen des Klartextes unter Zuhilfenahme des Schlüssels. Das einfachste Beispiel dafür ist die bereits erwähnte Cäsar-Chiffrierung.

Stromchiffrierungen verschlüsseln den Klartext Byte-weise über eine XOR-Operation. Dazu erzeugen sie in Abhängigkeit vom gewählten Schlüssel eine sich zyklisch verändernde Byte-Folge, die mit dem Klartext verknüpft wird. Durch ein erneutes XOR kann der Empfänger den Klartext rekonstruieren. Das macht Stromverschlüsselung sehr schnell, zudem lässt sie sich ideal in Software implementieren. Das bekannteste Beispiel einer Stromchiffrierung ist der RC4-Algorithmus.

Die blockorientierte Substitution fasst Bitgruppen des Klartexts in Blöcken zusammen und transponiert diese mittels in der Regel mehrstufiger Verfahren anhand des Schlüssels über gleich bleibende Operationen in den Geheimtext. Die bekannteste Blockchiffrierung ist DES.