Datenverkehr

Diplomaten und Militärs dient sie seit Jahrtausenden als Geheimwaffe. Die Kunst, Nachrichten zu verschlüsseln und codierte Botschaften zu enträtseln, hat sogar schon den Gang der Weltgeschichte beeinflusst. Die schottische Königin Maria Stuart wurde 1586 des Mordkomplotts gegen Elisabeth I. von England überführt und ein Jahr darauf enthauptet – es war einem englischen Agenten gelungen, ihre Geheimkorrespondenz mit den Mitverschwörern zu entziffern. Der Erste Weltkrieg nahm eine entscheidende Wendung, als die USA in das Kampfgeschehen eintraten – die US-Regierung hatte ein verschlüsseltes Telegramm des deutschen Außenministers an den mexikanischen Präsidenten dechiffriert, in dem Deutschland Mexiko ein Bündnis gegen die Vereinigten Staaten vorschlug.

Nie zuvor jedoch war die Technik des geheimen Nachrichtenaustauschs, auch Kryptografie genannt, so wichtig wie heute. Was bis in die 1970er Jahre nur streng abgeschirmt von den Augen der Öffentlichkeit in den Hinterzimmern staatlicher Sicherheitsbehörden betrieben wurde, hat inzwischen Einzug in den Alltag gehalten. »Die Abhörsicherheit des Mobilfunks und des gesamten Internets beruht auf kryp-tografischen Methoden«, sagt Christof Paar, Professor für IT-Sicherheit in Bochum. Mit fortschreitender Digitalisierung und zunehmender Vernetzung der Welt sei die Gefahr von unbemerkten Lauschangriffen enorm gestiegen. Ob Online-Banking, E-Mail-Verkehr oder Handel im Web – »ohne Kryptografie wäre die moderne Kommunikation überhaupt nicht praktikabel«. Immer mehr Mathematiker und Informatiker beschäftigen sich deshalb damit, abwehrstarke und effiziente Verschlüsselungsverfahren für den Massengebrauch zu entwickeln.

Jedes Chiffriersystem besteht aus einer allgemeinen Codiervorschrift, dem Algorithmus, und einem oder mehreren speziellen Schlüsseln, welche die genauen Details des Verfahrens festlegen. Gleich einer verschlossenen Tür lässt sich die Botschaft ohne den passenden Schlüssel nicht öffnen, selbst wenn der allgemeine Algorithmus bekannt ist. Die Sicherheit des Verfahrens hängt also entscheidend von der Geheimhaltung der Schlüssel ab – und genau das macht die Schwierigkeit aus.

Ausgeklügelte Techniken, um Nachrichten zuverlässig vor fremden Blicken zu bewahren, gibt es schon lange. Der Ingenieur Gilbert Vernam hat 1917 sogar einen Code ersonnen, der sich niemals knacken lässt, das ist mathematisch erwiesen. Weil die zugehörigen Schlüssel stets genauso lang sein müssen wie die Botschaft selbst, ist die Vernam-Chiffre für die meisten praktischen Anwendungen allerdings zu zeitaufwendig. Der Siegeszug des Computers ermöglichte später jedoch auch schnellere Verschlüsselungsmethoden wie etwa den derzeitigen Sicherheitsstandard AES (Advanced Encryption Standard). Seine Schlüssel setzen sich aus in der Länge festgelegten Folgen von Nullen und Einsen zusammen, maximal 256 Ziffern. Obgleich für AES kein unwiderlegbarer Sicherheitsbeweis existiert, halten Fachleute die Chiffre für »hundertprozentig vertrauenswürdig«. »Hunderte Spezialisten auf dem ganzen Globus haben den Algorithmus auf Schwachpunkte überprüft, ohne fündig zu werden«, begründet Paar die Einschätzung.

All diese Verfahren haben indes einen Haken: Sie sind so konzipiert, dass der Empfänger seine vertrauliche Post mit dem gleichen Schlüssel öffnet, den der Absender beim Verpacken benutzt hat. Bevor sie ein Geheimnis teilen können, müssen sich beide Partner demnach stets auf einen gemeinsamen Schlüssel einigen, eine mühsame und obendrein spionageanfällige Prozedur. Bis vor einigen Jahrzehnten schickten etwa viele Banken ihre Schlüsselcodes per Kurier zu allen Kunden, die in der folgenden Woche vertrauliche Mitteilungen erhalten sollten. »Doch angesichts der globalen Vernetzung müssten inzwischen ständig Heerscharen von Schlüsselträgern rund um den Erdball reisen«, sagt Willi Geiselmann, Kryptografie-Experte an der Universität Karlsruhe. »Das würde jedes Unternehmen überfordern.«