Was ist ein öffentlicher Schlüssel?
Ein öffentlicher Schlüssel ist der Schlüssel, der innerhalb einer Public Key-Infrastruktur (PKI) an Dritte weitergegeben wird. Bei der Public-Key-Kryptografie wird ein öffentlicher Schlüssel mit einem entsprechenden privaten Schlüssel gepaart. Während der öffentliche Schlüssel offen weitergegeben wird, muss der private Schlüssel von seinem Besitzer vertraulich behandelt werden.
Vor dem Aufkommen der Public-Key-Kryptografie war die symmetrische Schlüsselkryptografie weit verbreitet. Bei dieser Methode wurde derselbe Schlüssel sowohl für die Verschlüsselung als auch für die Entschlüsselung verwendet und der Schlüssel wurde zwischen den Kommunikationsparteien geteilt, um eine sichere Kommunikation zu ermöglichen. Wenn der Schlüssel jedoch während des Freigabevorgangs abgefangen würde, wäre die Sicherheit der Verschlüsselung gefährdet. Um dieses Problem zu lösen, wurde die Public-Key-Kryptografie entwickelt.
Bei der Public-Key-Kryptographie gibt der Schlüsselbesitzer zunächst den öffentlichen Schlüssel an den Kommunikationspartner weiter. Mit diesem öffentlichen Schlüssel verschlüsselt der Kommunikationspartner eine Nachricht oder Daten und sendet die verschlüsselte Nachricht an den Schlüsselbesitzer. Der Schlüsselbesitzer entschlüsselt die Nachricht dann mit dem entsprechenden privaten Schlüssel. Da der private Schlüssel nie über den Kommunikationskanal übertragen wird, ist das Risiko des Abfangens erheblich geringer, was die Sicherheit erhöht.
Das heute am weitesten verbreitete Public-Key-Verschlüsselungssystem ist der RSA-Algorithmus. RSA verwendet eine gepaarte Schlüsselstruktur, bei der mit einem Schlüssel (z. B. dem öffentlichen Schlüssel) verschlüsselte Daten nur mit dem anderen (z. B. dem privaten Schlüssel) entschlüsselt werden können und umgekehrt. Dies ermöglicht flexible Anwendungsfälle, wie etwa das Verschlüsseln von Daten mit dem öffentlichen Schlüssel und das Entschlüsseln mit dem privaten Schlüssel – oder das Verschlüsseln von Daten mit dem privaten Schlüssel und das Entschlüsseln mit dem öffentlichen Schlüssel.
Diese letztgenannte Eigenschaft wird bei digitalen Signaturen ausgenutzt. Ein Dokument, das mit einem bestimmten öffentlichen Schlüssel entschlüsselt werden kann, muss mit dem entsprechenden privaten Schlüssel verschlüsselt worden sein, um zu beweisen, dass es vom Besitzer dieses privaten Schlüssels verfasst wurde. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass die öffentlichen und privaten Schlüssel von RSA nicht symmetrisch sind. Obwohl aus dem entsprechenden privaten Schlüssel ein öffentlicher Schlüssel generiert werden kann, ist die Generierung des privaten Schlüssels aus dem öffentlichen Schlüssel rechnerisch nicht durchführbar. Die Sicherheit von RSA beruht auf der Schwierigkeit, große Zahlen in ihre Hauptbestandteile zu zerlegen. Um die Sicherheit zu gewährleisten, müssen RSA-Schlüssel lang genug sein, um mit der Weiterentwicklung der Rechenleistung und potenziellen neuen Entschlüsselungsalgorithmen Schritt zu halten. Im Laufe der Zeit werden Schlüssellängen und Algorithmen regelmäßig aktualisiert, um eine kontinuierliche Sicherheit zu gewährleisten.