Warum Kryptografie wichtig ist und wie sie sich ständig weiterentwickelt
Kryptografie schützt Daten und sorgt für sichere digitale Kommunikation. Angesichts neuer Bedrohungen wie Quantencomputing entwickelt sie sich weiter, um zukünftige Herausforderungen zu bewältigen und digitales Vertrauen zu stärken.
Was ist Kryptographie?
Im Grunde genommen verwendet die Kryptographie verschlüsselte Algorithmen, um Daten in unlesbare Formate umzuwandeln, wodurch potenziell gefährdete Informationen verschleiert und nur autorisierten Parteien zugänglich gemacht werden. Der Begriff „Kryptographie“ leitet sich vom griechischen Wort für „verborgen“ (kryptos) ab und bedeutet direkt übersetzt „verborgene Schrift“, wie von IBM erklärt. Diese Praxis ist eng mit dem leistungsstarken Prozess der Verschlüsselung verbunden, bei dem lesbare Daten (als Klartext bezeichnet) in unlesbare Daten (als Chiffretext bezeichnet) umgewandelt werden.
Das National Institute of Standards and Technology (NIST) beschreibt Kryptografie als die „Disziplin, die die Prinzipien, Mittel und Methoden für die Transformation von Daten verkörpert“, und fügt hinzu, dass Kryptografie darauf abzielt, die unbefugte Nutzung (oder unentdeckte Änderung) sensibler Daten zu verhindern.
Warum sie wichtig ist
Bei strategischer Umsetzung versprechen kryptografische Lösungen viele Vorteile:
- Vertraulichkeit. Kryptografie ermöglicht Vertraulichkeit, indem sie sensible Informationen durch Verschlüsselung in ein unlesbares Format umwandelt und so sicherstellt, dass nur autorisierte Personen mit dem richtigen Entschlüsselungsschlüssel auf die Daten zugreifen und sie verstehen können. Dadurch wird unbefugter Zugriff verhindert und kritische Informationen werden vor Offenlegung geschützt.
- Integrität. Benutzer und Organisationen müssen darauf vertrauen können, dass Daten bei der Übertragung nicht verändert oder anderweitig manipuliert werden. Diese Eigenschaft wird als Datenintegrität bezeichnet und durch Hash-Funktionen, Message Authentication Codes (MAC) und andere kryptografische Strategien gewährleistet, die Manipulationen während der Übertragung verhindern.
- Authentifizierung. Kryptografie spielt eine grundlegende Rolle bei der Authentifizierung, indem sie die Verwendung der Public Key Infrastructure (PKI) erleichtert und sichere digitale Signaturen ermöglicht. Diese kryptografischen Mechanismen überprüfen Identitäten und stellen sicher, dass Benutzer, Geräte oder Systeme die sind, für die sie sich ausgeben. Dies bildet die Grundlage für sichere digitale Interaktionen, indem Vertrauen geschaffen und unbefugter Zugriff verhindert wird.
Arten der Kryptografie
Kryptografische Methoden werden in der Regel als symmetrisch oder asymmetrisch kategorisiert. Beide Arten der Kryptografie bieten unterschiedliche Vorteile, die, wie wir weiter unten besprechen werden, manchmal in Hybridlösungen integriert werden können.
- Symmetrische Kryptografie: Die symmetrische Kryptografie, die oft auch als „Geheimschlüssel-Kryptografie“ bezeichnet wird, beruht auf einem einzigen Schlüssel für die Ver- und Entschlüsselung. Da diese Lösung einfachere Algorithmen verwendet, ist sie in der Regel schneller als asymmetrische Alternativen – allerdings mit einer Einschränkung: Die symmetrische Kryptografie wirft erhebliche Sicherheitsbedenken auf. Leider kann es schwierig sein, einen einzigen Schlüssel sicher an mehrere autorisierte Parteien zu verteilen. Der Advanced Encryption Standard (AES) ist ein bekanntes Beispiel für symmetrische Kryptografie. Dieser Ansatz wurde 2001 vom NIST eingeführt und basiert auf Blöcken fester Größe und unterstützt mehrere Schlüsselgrößen. Am sichersten ist eindeutig der 256-Bit-Schlüssel, der durch seine erweiterte Schlüssellänge eine erhöhte Sicherheit bietet.
- Asymmetrische Kryptografie: Auch bekannt als „Public-Key-Kryptografie“, nutzt die asymmetrische Kryptografie Schlüsselpaare, die sowohl öffentliche als auch private Schlüssel enthalten. Der öffentliche Schlüssel wird zur Verschlüsselung von Nachrichten verwendet und ist allgemein verfügbar. Der private Schlüssel bleibt geheim, kann aber von autorisierten Parteien verwendet werden, um Nachrichten zu entschlüsseln, die ursprünglich mit dem öffentlichen Schlüssel verschlüsselt wurden. Dieser Ansatz wird bevorzugt, weil er weitaus sicherer ist. Bekannte Beispiele für asymmetrische Algorithmen sind RSA (Rivest-Shamir-Adleman) und ECC (Elliptic Curve Cryptography).
- Hybridsysteme: Bestimmte Szenarien profitieren von der Kombination symmetrischer und asymmetrischer kryptografischer Methoden, eine Praxis, die als hybride Kryptografie bekannt ist. Ein gängiges Beispiel ist der SSL/TLS-Handshake-Prozess, bei dem eine asymmetrische Verschlüsselung erforderlich ist, um eine sichere Verbindung für den ersten Handshake herzustellen. Sobald die Verbindung gesichert ist, übernimmt die symmetrische Kryptografie den laufenden Datenaustausch. Jeder Handshake zielt darauf ab, eine robuste und sichere Verbindung zwischen dem Client und dem Server herzustellen und die Vertraulichkeit und Integrität während der gesamten Sitzung mithilfe von SSL/TLS-Protokollen zu gewährleisten.
Die Rolle der Kryptografie bei digitalen Zertifikaten
Digitale Zertifikate dienen als praktische Anwendung dieser kryptografischen Methoden und spielen eine entscheidende Rolle bei der Sicherung der Online-Kommunikation und der Überprüfung von Identitäten.
Asymmetrische Kryptografie bildet die Grundlage der PKI, die digitale Zertifikate durch die Verwendung von Schlüsselpaaren zur Authentifizierung von Entitäten und zur Schaffung von Vertrauen untermauert. Der öffentliche Schlüssel in einem Zertifikat wird offen geteilt, was sichere Interaktionen ermöglicht, während der private Schlüssel geschützt bleibt, um sicherzustellen, dass nur autorisierte Parteien Daten entschlüsseln können.
Symmetrische Kryptografie ergänzt diesen Prozess, insbesondere in Hybridsystemen wie SSL/TLS-Protokollen. In diesen Szenarien sichert die asymmetrische Kryptografie den ersten Handschlag und stellt eine Verbindung her. Danach übernimmt die symmetrische Kryptografie die effiziente Verschlüsselung des laufenden Datenaustauschs. Zusammen bieten diese kryptografischen Methoden die Sicherheit, das Vertrauen und die Leistung, die digitale Zertifikate in modernen Cybersicherheitsumgebungen bieten.
Durch die Integration dieser kryptografischen Techniken schützen digitale Zertifikate nicht nur sensible Informationen, sondern schaffen auch das Vertrauen und die Sicherheit, die für nahtlose digitale Transaktionen und Kommunikation erforderlich sind. Im Folgenden untersuchen wir ihre wichtigsten Beiträge in diesen und anderen Bereichen.
Sichert digitale Transaktionen und schützt Daten
Kryptografie wird in Bereichen wie Finanzen und E-Commerce sehr geschätzt und ermöglicht sichere digitale Transaktionen, indem sie Identitäten authentifiziert und Kommunikation verschlüsselt. Dabei spielen digitale Zertifikate eine Schlüsselrolle bei der Überprüfung der Vertrauenswürdigkeit und der Ermöglichung des verschlüsselten Austauschs. Gleichzeitig schützt Kryptografie sensible Daten, wie z. B. personenbezogene Daten (PII), während der Übertragung, verhindert unbefugten Zugriff und unterstützt die Einhaltung von Datenschutzbestimmungen. Diese kombinierten Fähigkeiten machen Kryptografie für die Sicherung digitaler Interaktionen und den Schutz von Daten unerlässlich.
Hilft beim Aufbau digitalen Vertrauens
Kryptografische Strategien validieren Identitäten und Websites und stärken so das Vertrauen, das für sichere digitale Interaktionen unerlässlich ist. Durch digitale Zertifikate stellen diese Methoden sicher, dass Benutzer mit legitimen Entitäten in Verbindung treten, was die Grundlage aller digitalen Interaktionen bildet und ein Eckpfeiler der digitalen Sicherheit ist. Öffentliche digitale Zertifikate wie DV-, OV- und EV-SSL-Zertifikate werden von Zertifizierungsstellen (Certificate Authorities, CAs) wie Sectigo ausgestellt und validiert, um das Vertrauen der Benutzer zu stärken und sichere Online-Interaktionen zu gewährleisten.
Ermöglicht die Einhaltung von Vorschriften
Kryptografie ist in mehrere der wichtigsten und bekanntesten Standards von heute integriert. Diese Regelwerke bieten grundlegende Richtlinien für den Schutz sensibler Informationen und die Gewährleistung der Datensicherheit. Die Einhaltung dieser Standards ist nicht nur für den Schutz von Daten wichtig, sondern auch für die Vermeidung erheblicher Strafen und rechtlicher Konsequenzen, die sich aus der Nichteinhaltung ergeben können
Verringert Cybersicherheitsbedrohungen
In einer von Bedrohungen geprägten digitalen Landschaft trägt eine geeignete kryptografische Strategie dazu bei, das Risiko von Angriffen durch ausgeklügelte/neu auftretende Cyber-Bedrohungen zu verringern. Tools wie automatisierte Systeme zur Verwaltung des Lebenszyklus von Zertifikaten (Certificate Lifecycle Management, CLM), wie z. B. Sectigo Certificate Manager (SCM), optimieren Sicherheitsabläufe.
Wie und warum sich die Kryptografie verändert
Kryptografie ist alles andere als statisch. Veränderungen sind in die Struktur der Kryptografie eingebaut, die eine der dynamischsten und anpassungsfähigsten Disziplinen des digitalen Raums darstellt. Algorithmen werden regelmäßig aktualisiert (ebenso wie Protokolle und Standards), um neuen Herausforderungen oder Bedrohungen Rechnung zu tragen und ihnen immer einen Schritt voraus zu sein.
Kürzere Lebensdauer von Zertifikaten
Die Lebensdauer von SSL-Zertifikaten wird in naher Zukunft voraussichtlich erheblich verkürzt werden, wobei sowohl Google als auch Apple sich für eine drastische Verkürzung des Lebenszyklus von Zertifikaten einsetzen. Während Google schon seit langem seine Absicht bekannt gemacht hat, 90-Tage-Zertifikate einzuführen (ursprünglich in der Roadmap „Moving Forward, Together“), geht Apples Vorschlag mit einer Lebensdauer von nur 47 Tagen noch darüber hinaus.
Dies mag für Unternehmen problematisch erscheinen, die bereits Schwierigkeiten haben, mit den Zertifikatserneuerungen Schritt zu halten, aber es gibt einen guten Grund, kürzere Laufzeiten zu fördern: Dadurch wird das Zeitfenster für Bedrohungsakteure, kompromittierte Zertifikate auszunutzen, kleiner. Durch die jüngsten Entwicklungen hin zu einer automatisierten digitalen Zertifikatsverwaltung wird es einfacher, das immer schnellere Tempo der Erneuerungen zu bewältigen.
Neue Cyber-Bedrohungen
Die Kryptografie ist in den letzten Jahren immer ausgefeilter geworden – aber leider gilt das auch für Cyberangriffe. Bedrohungsakteure haben eine Vielzahl fortschrittlicher Tools und Techniken aufgedeckt, sodass viele Organisationen selbst nach der Einführung einst wirksamer Verschlüsselungs- und Authentifizierungsstrategien einem höheren Risiko ausgesetzt sind.
Die gute Nachricht? Auch die Kryptografie entwickelt sich rasant weiter und implementiert fortschrittliche Verschlüsselungstechniken, um Benutzer und Organisationen zu schützen. Tools wie Sectigo SCM sorgen dafür, dass Organisationen gegen solche Bedrohungen gewappnet bleiben.
Behörden wie das NIST verfeinern auch ständig ihre Standards und Richtlinien, um neu auftretende Bedrohungen zu berücksichtigen.
Aufstieg des Quantencomputings
Aufbauend auf den Prinzipien der Quantenmechanik verspricht das Quantencomputing, traditionelle Rechenbits durch Quantenbits (Qubits) zu ersetzen. Diese Qubits können gleichzeitig in mehreren Zuständen existieren, sodass Quantencomputer riesige Datenmengen viel schneller verarbeiten können. Quantencomputer bergen ein enormes Potenzial für spannende Innovationen, stellen aber auch eine große Sicherheitsherausforderung dar: die Fähigkeit, einst vertrauenswürdige Algorithmen wie RSA und ECC leicht zu knacken.
Da die Public-Key-Kryptographie nach wie vor stark von RSA und ECC abhängig ist, sind proaktive Änderungen erforderlich, um Daten zu schützen, bevor Quantencomputer diese klassischen Methoden angreifbar machen – eine Bedrohung, die nach Einschätzung von Experten innerhalb des nächsten Jahrzehnts eintreten könnte. Diese Dringlichkeit wird durch die zunehmende Verbreitung von „Harvest Now, Decrypt Later“-Angriffen noch verstärkt, bei denen Bedrohungsakteure heute verschlüsselte Daten sammeln, um sie in Zukunft mit Quantencomputern zu knacken. Diese Taktik unterstreicht die Notwendigkeit, jetzt quantensichere Verschlüsselung einzuführen, um sicherzustellen, dass sensible Informationen auch bei technologischen Fortschritten sicher bleiben.
Glücklicherweise sind Lösungen in Arbeit. Das NIST, das bei der Förderung der Post-Quanten-Kryptographie an vorderster Front steht, hat bereits seine erfolgreichen quantenresistenten Verschlüsselungsalgorithmen angekündigt.
Krypto-Agilität
Die Cybersicherheitslandschaft entwickelt sich ständig weiter, und in den letzten Jahren hat sich das Tempo des Wandels deutlich beschleunigt. Um Schritt zu halten, müssen Unternehmen eine Qualität erreichen, die als „Crypto Agility“ bekannt ist und die Fähigkeit bestimmt, sich schnell an neue Algorithmen oder Protokolle anzupassen. Agile Organisationen sind besser in der Lage, ihren Ansatz an neue Bedrohungen oder regulatorische Standards anzupassen. Viele kryptografische Lösungen fördern die Agilität, einschließlich der automatisierten Verwaltung des Lebenszyklus von Zertifikaten.
Fortschritte bei kryptografischen Standards
Regulierungsbehörden wie NIST und ISO (International Organization for Standardization) aktualisieren ihre Richtlinien regelmäßig, um bewährte Verfahren der Branche in Bezug auf neue Trends oder Herausforderungen widerzuspiegeln. Die Post-Quanten-Bemühungen von NIST sind ein perfektes Beispiel dafür: Ein ehrgeiziges Standardisierungsprojekt strebt nach kryptografischen Standards, die auch im Post-Quanten-Zeitalter sicher bleiben.
In ähnlicher Weise hat die ISO mit ISO/IEC 23837-1:2023 einen Rahmen für die Quantenschlüsselverteilung geschaffen. Andere ISO-Richtlinien decken kryptografische Kontrollen im Zusammenhang mit Informationssicherheits-Managementsystemen (ISMS), Blockchiffren und Schlüsselverwaltungssystemen ab.
Sectigos Engagement für die Weiterentwicklung kryptografischer Standards
Da Cyber-Bedrohungen immer ausgefeilter werden, bleibt die Kryptografie der Eckpfeiler der digitalen Sicherheit. Die innovativen Lösungen von Sectigo ermöglichen es Unternehmen, agil und sicher zu bleiben, und bieten Tools wie Sectigo Certificate Manager und Quantum Labs, um die Zukunft der Kryptografie mit Zuversicht zu meistern. Sind Sie bereit, Ihre kryptografischen Verfahren zu verbessern? Erfahren Sie mehr über die Angebote von Sectigo und machen Sie den nächsten Schritt in Richtung robuster Sicherheit.