Ein kryptografisches Grundelement ist ein Algorithmus auf niedriger Ebene, der zum Erstellen kryptografischer Protokolle für ein Sicherheitssystem verwendet wird. Es wird von kryptografischen Designern als grundlegendste Bausteine verwendet. Diese Bausteine sind Teil eines Kryptosystems, bei dem es sich um eine Reihe von kryptografischen Algorithmen handelt, die zur Implementierung eines bestimmten Sicherheitsdienstes erforderlich sind, z. B. Verschlüsselungsfunktionen oder Einweg-Hash-Funktionen.
Da diese Grundelemente Bausteine sind, sind sie für eine genau definierte und äußerst zuverlässige Aufgabe ausgelegt. Das Erstellen und Testen eines Grundelements, um zuverlässig zu sein, dauert lange und ist sehr schwierig. Daher ist das Entwerfen eines neuen kryptografischen Grundelements für die Anforderungen eines neuen kryptografischen Systems sehr selten. Auf diese Weise ähneln kryptografische Grundelemente Programmiersprachen. Es ist selten, dass ein Programmierer beim Schreiben eines neuen Programms eine neue Programmiersprache erfindet. Stattdessen verwenden sie eine vorhandene Sprache, genau wie ein kryptografischer Designer ein vorhandenes Grundelement verwendet, um die zeitaufwändige und fehleranfällige Arbeit beim Erstellen eines neuen Grundelements zu vermeiden.
Gemeinsame kryptografische Grundelemente
- Einweg-Hash-Funktion: Eine mathematische Funktion, die eine Eingabezeichenfolge variabler Länge in eine Binärsequenz fester Länge konvertiert.
- Kryptographie mit symmetrischen Schlüsseln: Ein Verschlüsselungssystem, bei dem der Absender und der Empfänger einer Nachricht einen einzigen gemeinsamen Schlüssel verwenden, der zum Ver- und Entschlüsseln der Nachricht verwendet wird.
- Kryptographie mit öffentlichem Schlüssel: Auch als asymmetrische Kryptographie bekannt, ein System, das ein Schlüsselpaar, einen öffentlichen und einen privaten Schlüssel, verwendet. Jede Person kann eine Nachricht mit dem öffentlichen Schlüssel des Empfängers verschlüsseln, die verschlüsselte Nachricht kann jedoch nur mit dem privaten Schlüssel des Empfängers entschlüsselt werden.
- Mix Netzwerk: Ein Routing-Protokoll, das schwer nachvollziehbare Kommunikation erstellt. Eine Kette von Proxy-Servern, die mit Kryptografie mit öffentlichem Schlüssel verschlüsselt wurden, werden verwendet, um Nachrichten von mehreren Absendern aufzunehmen, sie zu mischen und sie dann in zufälliger Reihenfolge an das nächste Ziel zurückzusenden.
- Abrufen privater Informationen: Ein Protokoll, mit dem ein Client Datenbankinformationen abrufen kann, ohne dass der Eigentümer der Datenbank weiß, welche spezifischen Informationen abgerufen wurden.