Fachkonzept - Symmetrisches Chiffriersystem
Ein System mit zwei gleichen Schlüsseln
Ein symmetrisches Chiffriersystem ist ein System zum Ver- und Entschlüsseln von Nachrichten, bei dem derselbe Schlüssel zum Ver- und Entschlüsseln benutzt wird.
Das Verfahren, das Caesar zum Ver- und Entschlüsseln von Nachrichten benutzt hat, liefert ein symmetrisches Chiffriersystem. Der gemeinsame Schlüssel ist hier die Zahl, um die die Buchstaben im Alphabet verschoben werden.
Ein moderneres und viel sichereres symmetrisches Chiffrierverfahren wird im nächsten Abschnitt kurz vorgestellt.
Symmetrische Chiffriersysteme haben einige Nachteile, die dazu geführt haben, dass man auch eine andere Art Chiffriersysteme - die sogenannten asymmetrischen Chiffriersysteme - entwickelt hat. Mehr dazu im Abschnitt Einstieg - Asymmetrische Chiffriersysteme. Im Folgenden sollen hier aber erst einmal die Nachteile von symmetrischen Verfahren betrachtet werden.
Schwierigkeit: Schlüsselaustausch
Wer ein symmetrisches Chiffriersystem benutzen möchte, steht vor der Schwierigkeit, den gemeinsamen Schlüssel vorab sicher auszutauschen, bevor eine Nachricht verschlüsselt verschickt werden kann.
Bei historischen Verfahren wie dem Caesar-Verfahren musste man sich z.B. vorab treffen, um den Schlüssel zu vereinbaren, oder man musste ihn durch eine vertrauenswürdige Person überbringen lassen.
Heute gibt es raffinierte Verfahren, mit denen man Schlüssel sicher austauschen kann.
Schwierigkeit: Schlüsselinflation
Bei symmetrischen Chiffriersystemen müssen je zwei Kommunikationspartnerinnen einen gemeinsamen Schlüssel vereinbaren.
Bei 4 Personen A(lice), B(ob), C(lara) und D(avid), die alle miteinander kommunizieren wollen, werden so bereits 6 Schlüssel benötigt: A-B, A-C, A-D, B-C, B-D, C-D.
Wenn $n$ Personen alle miteinander kommunizieren möchten, benötigt man insgesamt $\sum_{i=1}^{n-1}{i}=\frac{n\cdot(n-1)}{2}$ Schlüssel. Bei größeren Gruppen führt das leicht zu einer Schlüsselinflation. Wenn beispielsweise alle Mitglieder einer Klasse mit $30$ Schüler:innen Geheimnisse austauschen wollten, so wären hier bereits $\frac{30\cdot 29}{2}=435$ verschiedene Schlüssel erforderlich. Du kannst selbst abschätzen, wie viele Schlüssel man zum Austausch geheimer Botschaften im Internet benötigen würde.
