Kryptografische Grundprinzipien und Axiome

Übersicht

• Diese Seite beschreibt die zentralen Axiome und Prinzipien der modernen Kryptografie.
• Sie bilden die Grundlage dafür, dass kryptografische Systeme auch unter realistischen Angreiferbedingungen sicher bleiben.

Kerckhoffs’ Prinzip

• Ein Kryptosystem muss selbst dann sicher sein, wenn alle seine Details öffentlich bekannt sind.
• Nur der Schlüssel muss geheim bleiben.
• Ziel: Sicherheit basiert auf Mathematik, nicht auf Geheimhaltung des Verfahrens.

Shannon’s Maxim

• "The enemy knows the system."
• Angreifer kennen den Algorithmus, Implementierungen und Protokolle.
• Nur der Schlüssel schützt die Information – nichts anderes.

Prinzip der minimalen Geheimhaltung

• Sicherheit darf sich nicht auf „Security through obscurity“ stützen.
• Geheime Algorithmen sind kein Ersatz für echte Kryptografie.
• Standards (AES, RSA, ECC) sind öffentlich, weil sie überprüfbar sein müssen.

Prinzip der kleinsten Angriffsfläche

• Systeme sollen nur die Funktionen enthalten, die zwingend notwendig sind.
• Weniger Code = weniger Schwachstellen.
• Beispiel: ein Krypto-Modul implementiert nur AES-GCM statt dutzender Betriebsmodi.

Prinzip der geringsten Privilegien

• Schlüssel, Nutzer und Prozesse dürfen nur die Rechte haben, die absolut notwendig sind.
• Beispiel: ein Signaturschlüssel darf nicht auch zum Entschlüsseln verwendet werden.

Fail-Secure-Prinzip

• Fehlerzustände dürfen keine sicherheitskritischen Informationen preisgeben.
• Beispiele:
  • Keine Ausgabe interner Zustände bei Fehlern
  • Keine Timing-Leaks (Zeitmessangriffe)
  • Abbruch statt unsichere Weiterverarbeitung

Krypto-Agilitätsprinzip

• Kryptosysteme müssen so gebaut sein, dass Algorithmen austauschbar sind.
• Beispiel: Umstieg von SHA-1 auf SHA-256 ohne komplettes Re-Design.
• Hintergrund: Angriffe oder Quantenkryptografie können Verfahren entwerten.

Prinzip der öffentlichen Überprüfbarkeit

• Kryptografische Verfahren sollen offen dokumentiert sein.
• Wissenschaftliche und praktische Überprüfung ist Voraussetzung für Vertrauen.
• Dadurch entsteht robuste, global geprüfte Sicherheit (z. B. AES-Wettbewerb).