Kryptographie:
Kryptographie bzw. Kryptografie (altgr. „verborgen“, „geheim“, „schreiben“) stellte ursprünglich die Wissenschaft der Verschlüsselung von Informationen dar. Heute befasst sich die Kryptographie vor allem mit der Thematik der Sicherheit von Informationen, also der Konzeption, Definition und Konstruktion von Informationssystemen, die das unbefugte Lesen bzw. Verändern von Informationen verhindern. Die Kryptographie (Wissenschaft von der Verschlüsselung von Informationen) bildet zusammen mit der Kryptoanalyse (Wissenschaft von der Analyse von verschlüsselten Informationen) die Kryptologie (vereinigt Kryptographie und Kryptoanalyse). Die heutige Kryptographie beinhaltet vier große Ziele zum Schutz von Informationen: Vertraulichkeit/ Zugriffsschutz, Integrität/ Änderungsschutz, Authentizität/ Fälschungsschutz, Verbindlichkeit/ Nichtabstreitbarkeit.
Methoden der Kryptographie:
Kryptographische Verfahren werden in klassische und moderne Verfahren unterteilt. Diese Einteilung orientiert sich an der Unterscheidung von symmetrische und asymmetrische Verfahren. Solange für die Ver- und Entschlüsselung von Daten noch keine Computer zur Verfügung standen, ersetzte man bei der Verschlüsselung immer ganze Buchstaben oder Buchstabengruppen (bspw. „Transposition“, „polyalphabetische Substitution“). Diese Form der Kryptographie gilt heute, im Zeitalter elektronischer Maschinen, allerdings als veraltet und unsicher. Entsprechend der Arbeitsmethode von modernen Computern arbeiten heutige kryptographische Verfahren nicht mehr mit vollständigen Buchstaben, sondern mit einzelnen Bits der Informationsdaten. Diese Methode erhöht die Anzahl der möglichen Lösungen um ein Vielfaches und ermöglicht des Weiteren die Verarbeitung von Daten, die keine Texte darstellen. Diese modernen kryptographischen Anwendungen lassen sich in zwei Untergruppen unterteilen: Symmetrische Verfahren benutzen wie klassische kryptographische Verfahren einen geheimen Schlüssel pro Kommunikationsbeziehung, ebenso für alle Operationen (bspw. Ver- und Entschlüsselung) des Verfahrens. Asymmetrische Verfahren verwenden pro Teilnehmer einen geheimen bzw. privaten und einen öffentlichen Schlüssel. Nahezu alle asymmetrischen kryptographischen Verfahren basieren auf der Verwendung von mathematischen Strukturen wie z.B. Gittern, Ringen oder elliptischen Kurven. Ihre Sicherheit schöpfen sie aus den Schwierigkeiten expliziter Berechnungsprobleme in diesen Strukturen.
Geschichte der Kryptographie:
Bereits seit dem Beginn des dritten Jahrtausend vor Christus wird Kryptographie zur Verschlüsselung von Informationen verwendet. Ausgehend von der altägyptischen Kryptographie wurden im Laufe der Jahre immer neuere und somit auch komplexere Methoden zur Verschlüsselung geschaffen. Im Mittelalter wurden beispielweise vielfältigste Formen von Geheimschriften zum Schutz des Briefverkehrs zwischen Diplomaten genutzt. Mit der Ende des 19. Jahrhunderts einsetzenden Verbreitung des Telegrafen kam es zur Entwicklung immer neuerer Verschlüsselungstechniken, die mit dem Beginn des Zweiten Weltkrieges um mechanische sowie elektromechanische Kryptographiesysteme erweitert wurden. Das Zeitalter der modernen und mathematisch begründeten Kryptographie begann Anfang der Fünfziger, als nach einer Periode der Geheimhaltung des Kryptographieverfahrens Kryptographie immer mehr in den Fokus der Öffentlichkeit und des industrialisierten Zeitalters rückte.