Kryptologie

Gegenstand und Bedeutung

Kryptologie ist die Wissenschaft von der Verschlüsselung und Entschlüsselung von Informationen und damit von Informationssicherheit. Bis ins späte 20. Jahrhundert untersuchte sie ausschließlich Verschlüsselungsverfahren. Mit dem elektronischen Datenverkehr kamen weitere Aufgaben hinzu, darunter digitale Signaturen, Identifikationsprotokolle, kryptografische Hashfunktionen, Geheimnisteilung, elektronische Wahlverfahren und elektronisches Geld.

Heute wird die Kryptologie in die Fachgebiete Symmetrische Kryptographie, Public-Key-Kryptographie, Hardwarekryptographie und Theoretische Kryptologie unterteilt.

Kryptographie und Kryptoanalyse

Die Kryptologie besteht im engeren Sinn aus zwei Bereichen:

• Kryptographie oder Kryptografie bezeichnet die Verschlüsselung von Informationen. Sie entwickelt und verwendet Verfahren, um die eigene geheime Kommunikation besonders gegen unbefugte Entzifferung oder Veränderung zu schützen.
• Kryptoanalyse, auch Kryptanalyse genannt, gewinnt Informationen aus verschlüsselten Informationen. Sie untersucht die Stärken und Schwächen kryptografischer Verfahren und zielt darauf, die Sicherheit einer Kommunikation zu brechen.

Diese Einteilung nahm der russisch-amerikanische Kryptologe William Friedman Ende des Ersten Weltkrieges vor. Von ihm stammen auch die Begriffsdefinitionen und die Abgrenzung der beiden Bereiche. Kryptographie und Kryptoanalyse werden deshalb auch als defensive beziehungsweise offensive Kryptologie bezeichnet. Im allgemeinen Sprachgebrauch werden Kryptologie und Kryptographie allerdings teilweise gleichberechtigt verwendet.

Das Adjektiv „kryptisch“ kann außerdem allgemein „unklar oder uneindeutig in der Ausdrucksweise und daher schwer zu verstehen“ bedeuten.

Kerckhoffs’ Prinzip

Nach Kerckhoffs’ Prinzip darf die Sicherheit eines Kryptosystems nicht davon abhängen, dass sein Algorithmus geheim bleibt. Ein Algorithmus ist das festgelegte Verfahren, nach dem die Ver- und Entschlüsselung arbeitet. Die Sicherheit soll stattdessen auf der Geheimhaltung frei wählbarer Eingabeparameter des Algorithmus beruhen. Bei Verschlüsselungsverfahren sind diese geheimen Eingabeparameter die Schlüssel.

Entstehung als Wissenschaft

Als eigenständige Wissenschaft existiert die Kryptologie erst seit den 1970er Jahren. Ralph Merkle, Whitfield Diffie und Martin Hellman veröffentlichten damals die ersten Forschungsarbeiten zur Public-Key-Kryptographie und begründeten damit die Kryptologie als wissenschaftliches Fachgebiet. Zuvor wurden Ergebnisse aus Kryptographie und Kryptoanalyse von Regierungen und Militärorganisationen geheim gehalten.

Seit 1982 gibt es die International Association for Cryptologic Research (IACR). Dieser wissenschaftliche Fachverband organisiert kryptologische Konferenzen, gibt die renommierte Fachzeitschrift Journal of Cryptology heraus und betreibt unter anderem ein elektronisches Archiv für wissenschaftliche Arbeiten zur Kryptologie.