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One-Time Pad | One-Time-Pad | OTP

Redakteur: Gerald Viola

In der Kryptografie ist ein One-Time-Pad ein System, in dem ein zufällig generierter Private-Key nur einmal für die Verschlüsselung einer Nachricht verwendet wird, der anschließend

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In der Kryptografie ist ein One-Time-Pad ein System, in dem ein zufällig generierter Private-Key nur einmal für die Verschlüsselung einer Nachricht verwendet wird, der anschließend vom Empfänger mithilfe eines dazu passenden One-Time-Pad mit Schlüssel entschlüsselt wird. Nachrichten, die auf der Basis von zufälligen Schlüsseln verschlüsselt werden, bieten den Vorteil, dass es theoretisch keine Möglichkeit gibt, den "Code zu brechen", indem man eine Reihe von Nachrichten untersucht. Jede Verschlüsselung ist einmalig und steht in keinerlei Beziehung zur nächsten, sodass ein Muster unmöglich erkannt werden kann. Bei einem One-Time-Pad muss die entschlüsselnde Seite jedoch den Zugriff auf den gleichen Schlüssel haben, um die Nachricht zu entschlüsseln; die Frage dabei ist, wie man den Schlüssel sicher zur entschlüsselnden Seite überträgt, oder wie man beide Pads sicher aufbewahrt. One-Time-Pads wurden gelegentlich benutzt, wenn beide Parteien vom selben physikalischen Standort losgefahren sind und sich dann getrennt haben, wobei jeder die Schlüssel im One-Time-Pad sicher gespeichert hatte. Der in einem One-Time-Pad benutzte Schlüssel wird geheimer Schlüssel genannt; wird er aufgedeckt, können die damit verschlüsselten Botschaften leicht entschlüsselt werden. One-Time-Pads spielten eine prominente Rolle in der Übertragung von geheimen Nachrichten und in der Spionage vor und nach dem zweiten Weltkrieg und zum Zeitpunkt des kalten Krieges. Im Internet haben Probleme mit der sicheren Steuerung der geheimen Schlüssel zur Erfindung der Public-Key-Kryptografie geführt.

Wie es funktioniert

In der Regel wird ein One-Time-Pad dadurch erstellt, dass man eine Reihe von Zeichen oder Zahlen generiert, die mindestens genauso lang wie die längst zu übertragende Nachricht ist. Diese Wertereihe wird zufällig generiert - beispielsweise, indem jemand Kugeln aus einer Lotto-Maschine zieht oder durch einen Computerprogramm mit einem Zufallszahlengenerator. Die Werte auf einem Notizblock aufgeschrieben (oder auf einem beliebigen Gerät, das jemand lesen und nutzen kann). Die Blöcke werden an jeden Verteilt, der eine Nachricht zu empfangen oder zu senden hat. In der Regel wird der Pad als eine Sammlung von Schlüsseln ausgegeben, wobei ein anderer Schlüssel für jeden Tag des Monats gilt; dabei läuft ein Schlüssel entweder am Ende eines Tages oder nach der einmaligen Nutzung ab.

Muss eine Nachricht übertragen werden, nutzt der Absender den geheimen Schlüssel, um jedes Zeichen einzeln zu verschlüsseln Wird ein Computer eingesetzt, wird jedes Bit im Zeichen (das sind in der Regel acht Bits) durch eine exklusive "OR"-Operation mit dem entsprechenden Bit im geheimen Schlüssel manipuliert. (Beim One-Time-Pad ist der Verschlüsselungsalgorithmus nichts anderes als die XOR-Operation. Gibt es echte Zweifel über die zufällige Natur des Schlüssels, wird die Operation manchmal mit einem weitern Algorithmus wie MD5 kombiniert). Ein Autor beschreibt diese Art von Verschlüsselung als "100%ige Rauschquelle" mit deren Hilfe die Nachricht chiffriert wird. Nur der Absender und der Empfänger sind in der Lage dieses Rauschen zu entfernen. Nachdem der One-Time-Pad benutzt wurde, kann er nicht mehr wiederverwendet werden. Wird er dennoch wiederverwendet, kann jemand, der mehrere Nachrichten abhört, diese nach einer ähnlichen Kodierung der Wörter durchsuchen, die vielleicht in beiden Nachrichten vorkommen.

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