Symmetrische Verschlüsselung
Zum Verständnis dieses Artikels sind folgende Seiten hilfreich:
In Ergänzung zu der im GnuPG-Artikel beschriebenen Methode der asymmetrischen Verschlüsselung[1] mit Hilfe von Schlüsselpaaren (bestehend aus einem öffentlichen und einem privaten Schlüssel), unterstützt GnuPG auch das symmetrische Verschlüsseln. Bei dieser Variante braucht man vorher nicht die öffentlichen Schlüssel auszutauschen, sondern einigt sich einzig und allein auf ein Schlüsselwort (auch Passwort oder Passphrase oder mehrdeutig Key [Schlüssel] genannt). Diese Methode hat jedoch den Nachteil, dass sie in vielen Situationen nicht so sicher ist wie die asymmetrische Verschlüsselung. Folgende zwei Punkte sind dabei zu bedenken:
Das Schlüsselwort muss beiden Parteien bekannt sein. Dabei muss strengstens darauf geachtet werden, dass niemand sonst das Passwort erfahren kann, denn sonst kann er ebenfalls die Nachricht entschlüsseln. Bei der asymmetrischen Verschlüsselung hingegen brauchen nur die öffentlichen Schlüssel ausgetauscht zu werden. Fängt diese ein Fremder ab, kann er damit jedoch nicht die Nachricht entschlüsseln.
Während bei der asymmetrischen Verschlüsselung das Wichtigste ist, den privaten Schlüssel sicher und geheim aufzubewahren, ist es bei der symmetrischen Verschlüsselung einen guten Schlüssel zu verwenden. Die Sicherheit der verwendeten Algorithmen hängt zum größten Teil von der Verwendung eines starken Passwortes ab. Dies bedeutet, dass das Passwort möglichst lang und aus einer Mischung von Groß- und Kleinbuchstaben, Zahlen und Sonderzeichen bestehen sollte.
Im Gegensatz zur derzeitigen Public-Key-Kryptographie bietet die symmetrische Verschlüsselung auch in Zukunft Schutz vor Angriffe durch Quantencomputer.
Algorithmen¶
Man kann bei GnuPG zwischen verschiedenen Algorithmen wählen, einmal für die Verschlüsselung an sich und einmal für die Hashfunktion. Eine Prüfsumme (Englisch "hash") sorgt dabei für die Integrität (Unverändertheit) der Daten. Welche Algorithmen zur Verfügung stehen, zeigt folgender Befehl im Terminal [2] an:
gpg2 --version
Als Ausgabe erscheint z.B.:
gpg (GnuPG) 2.2.4 libgcrypt 1.8.1 Copyright (C) 2006 Free Software Foundation, Inc. This program comes with ABSOLUTELY NO WARRANTY. This is free software, and you are welcome to redistribute it under certain conditions. See the file COPYING for details. Home: ~/.gnupg Unterstützte Verfahren: Öff.Schlüssel: RSA, ELG, DSA, ECDH, ECDSA, EDDSA Verschlü.: IDEA, 3DES, CAST5, BLOWFISH, AES, AES192, AES256, TWOFISH, CAMELLIA128, CAMELLIA192, CAMELLIA256 Hash: MD5, SHA1, RIPEMD160, SHA256, SHA384, SHA512, SHA224 Komprimierung: nicht komprimiert, ZIP, ZLIB, BZIP2
Verschlüsselung¶
In der Zeile Verschlü.: werden nun die symmetrischen Verschlüsselungsalgorithmen aufgeführt. Diese sind standardmäßig:
| Von GPG unterstützte symmetrische Verschlüsselungsverfahren | |||
| Name | Blockgröße/Bit | Schlüssellänge/Bit | Beschreibung |
| IDEA | 64 | 128 | Alternative zum unsicheren DES-Algorithmus |
| 3DES | 64 | 56, 112, 168 | Nachfolgeversion des DES-Algorithmus (auch Triple-DES genannt) |
| CAST5 | 64 | 128 | In der Praxis wenig verbreitet |
| BLOWFISH | 64 | 128 | Von Sicherheitsguru Bruce Schneier entworfen |
| AES | 128 | 128 | Derzeit am weitesten verbreitet |
| AES192 | 192 | ||
| AES256 | 256 | ||
| TWOFISH | 128 | 256 | Nachfolgeversion von Blowfish |
| CAMELLIA128 | 128 | 128 | Vergleichbar mit AES |
| CAMELLIA192 | 192 | ||
| CAMELLIA256 | 256 | ||
(Je größer Blockgröße und Schlüssellänge, desto sicherer.)
Achtung!
3DES und Blowfish gelten als unsicher 🇬🇧 und sollten bei sicherheitsrelevanten Anwendungen nicht mehr verwendet werden. (Dasselbe gilt wahrscheinlich auch für IDEA und CAST5, da sie als Blockgröße ebenfalls 64-Bit verwenden. Wegen ihrer geringen Verbreitung gibt es dazu aber kaum zuverlässige Angaben.)
Der Unterschied für den Benutzer ergibt sich meist in der Geschwindigkeit, mit der die Algorithmen verschlüsseln. Wer auf der sicheren Seite sein will, wird sich vermutlich für AES256 oder Twofish entscheiden. IDEA und CAST5 spielen heutzutage in der Praxis kaum eine Rolle.
Prüfsummen (Hashfunktionen)¶
In der Zeile Hash: werden die verschiedenen Prüfsummen-Algorithmen aufgelistet:
MD5, weit verbreiteter Prüfsummen-Algorithmus, der von vielen Webapps verwendet wird. Es existieren zahlreiche Rainbowtables, die es ermöglichen, eine MD5-Prüfsumme in seinen Plaintext umzuwandeln.
SHA1, wurde bereits mehrfach durch eine "known plaintext attack" (Angriff über bekannten Klartext) gebrochen.
SHA256, eine Variante von SHA2.
SHA384, eine Variante von SHA2.
SHA512, eine Variante von SHA2.
SHA224, eine Variante von SHA2.
Achtung!
MD5 und SHA-1 gelten als nicht mehr sicher und sollten bei sicherheitsrelevanten Anwendungen nicht mehr verwendet werden. Wer auf der sicheren Seite sein möchte, sollte sich für eine SHA2-Variante entscheiden.
Benutzung¶
Will man nun eine Datei geheim.txt mit Twofish verschlüsseln und mit SHA512 hashen, gibt man im Terminal dies ein:
gpg2 -c --cipher-algo TWOFISH --digest-algo SHA512 geheim.txt
Nach diesem Befehl wird man nun nach dem Passwort gefragt. Dieses muss man zur Bestätigung nochmal wiederholen, und dann wird die Datei verschlüsselt. Als Ausgabe erhält man dann die Datei geheim.txt.gpg.
Will man sie wieder entschlüsseln, gibt man im Terminal:
gpg2 -d -o geheim.txt geheim.txt.gpg
ein. Danach wird man nun wieder nach dem Passwort gefragt, womit die Datei verschlüsselt wurde, und nach dessen Eingabe wird die Datei entschlüsselt.
Weitere Optionen¶
| Parameter | Bedeutung |
--s2k-mode N | N kann dabei die Werte 0, 1 und 3 einnehmen. 0 bedeutet, das Passwort wird im Klartext verwendet, was nicht empfehlenswert ist. 1 bedeutet, dass ein "Salt" zum Passwort hinzugefügt wird, und ist der Standard. 3 ist das sicherste und wiederholt den Prozess von 1 mehrmals. |
--s2k-digest-algo | Dieser Parameter erwartet einen Prüfsummen-Algorithmus, mit dem das Passwort gehashed werden soll. |
--armor | ASCII bzw. base64 Ausgabedatei; damit lässt es sich auch über Kanäle übertragen, die keine Binärdaten erlauben. |
Beispiel für eine sehr sichere Verschlüsselung (natürlich nur, wenn auch ein sicheres Passwort verwendet wird):
gpg2 -c --cipher-algo TWOFISH --digest-algo SHA512 --s2k-mode 3 --s2k-digest-algo SHA512 geheim.txt
Links¶
Hashfunktionen - Wiki-Artikel
Cipher_security_summary - Übersicht über bekannte Angriffe auf symmetrische Verschlüsselungsalgorithmen
https://sweet32.info 🇬🇧 - Angriff auf symmetrische Verschlüsselungsalgorithmen mit einer Blockgröße von 64-Bit