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Verschlüsselung Trainer

Symmetrisch · Asymmetrisch · Hybrid · Hash · PKI · TLS

🎓Alle Fachrichtungen · Pflichtthema IT-Sicherheit

💡 Merkhilfe: Symmetrisch = schnell, ein Schlüssel. Asymmetrisch = sicher, zwei Schlüssel (Public/Private). Hybrid = beides kombiniert (HTTPS!). Hash = Einweg, kein Schlüssel.

🔑

Symmetrische Verschlüsselung

Sender und Empfänger verwenden denselben Schlüssel zum Ver- und Entschlüsseln.

AES (Advanced Encryption Standard)DES / 3DES (veraltet)ChaCha20

📌 Dateiverschlüsselung, Festplatte (BitLocker), WLAN (WPA2-AES), VPN-Datenstrom

🔑 128, 192 oder 256 Bit (AES)

🗝️

Asymmetrische Verschlüsselung

Zwei Schlüssel: Öffentlicher Schlüssel (Public Key) zum Verschlüsseln, privater Schlüssel (Private Key) zum Entschlüsseln. Private Key bleibt geheim.

RSA (Rivest-Shamir-Adleman)ECC (Elliptic Curve Cryptography)DSA

📌 Schlüsselaustausch (TLS Handshake), E-Mail-Verschlüsselung (PGP), Digitale Signaturen, SSH-Login

🔑 2048–4096 Bit (RSA), 256–521 Bit (ECC)

⚡

Hybride Verschlüsselung

Kombination aus beiden: Asymmetrisch für sicheren Schlüsselaustausch, symmetrisch für schnelle Datenverschlüsselung. Das Beste beider Welten.

TLS/HTTPSPGP/GPGS/MIME

📌 HTTPS (TLS), sichere E-Mail (PGP), VPN, WhatsApp (Signal-Protokoll)

🔑 RSA 2048+ Bit für Schlüsseltausch + AES 256 Bit für Daten

#️⃣

Hash-Funktionen

Einweg-Funktion: Aus beliebig langen Daten wird ein fester Fingerabdruck (Hash) berechnet. Nicht umkehrbar — kein Schlüssel.

SHA-256 / SHA-3 (sicher)MD5 (veraltet, unsicher)bcrypt / Argon2 (Passwörter)

📌 Passwort-Speicherung, Datei-Integrität (Checksums), digitale Signaturen, Blockchain

🔑 256 Bit (SHA-256), 128 Bit Ausgabe (MD5 — unsicher!)

🔐 TLS-Handshake – Schritt für Schritt (HTTPS)

Client Hello Browser sendet: unterstützte TLS-Versionen, Cipher Suites, zufällige Zahl (Client Random).

Server Hello + Zertifikat Server antwortet: gewählte Cipher Suite, eigenes Zertifikat (mit Public Key), zufällige Zahl (Server Random).

Zertifikatsprüfung Browser prüft: Ist das Zertifikat von einer vertrauenswürdigen CA signiert? Ist es noch gültig? Stimmt die Domain?

Schlüsselaustausch (asymmetrisch) Browser generiert Pre-Master-Secret, verschlüsselt es mit dem Public Key des Servers. Server entschlüsselt mit Private Key.

Session Keys ableiten Beide Seiten berechnen aus Client Random + Server Random + Pre-Master-Secret den symmetrischen Session Key.

Verschlüsselte Kommunikation (symmetrisch) Ab jetzt läuft alles mit AES (oder ähnlich) und dem Session Key — schnell und sicher. 🔒

🏛️ PKI & Zertifikate – das Wichtigste

PKI ist ein System aus Zertifizierungsstellen (CA), das digitale Zertifikate ausstellt und verwaltet.

Ein Zertifikat enthält: Öffentlicher Schlüssel + Identität des Inhabers + Signatur der CA.

Zertifikatskette: Root-CA → Intermediate-CA → Server-Zertifikat

TLS-Handshake: 1. Server sendet Zertifikat → 2. Client prüft Zertifikat → 3. Schlüsselaustausch (asymm.) → 4. Kommunikation (symm.)

HTTPS = HTTP + TLS. Port 443. Browser zeigt 🔒 wenn Zertifikat gültig.

Digitale Signatur: Mit Private Key signieren → mit Public Key prüfen. Beweist Herkunft und Integrität.