Was ist der Unterschied zwischen einem öffentlichen Schlüssel und einem privaten Schlüssel in der Verschlüsselung?

[Markus]

Ich erinnere mich, als ich zum ersten Mal verstand, wie öffentliche und private Schlüssel funktionieren - es hat meine Denkweise darüber, wie man Daten online sicher hält, völlig verändert. Du weißt ja, dass wir in der Verschlüsselung mit symmetrischer Technik arbeiten, bei der ein Schlüssel sowohl das Verschließen als auch das Entsperren übernimmt? Nun, die asymmetrische Verschlüsselung kehrt dieses Konzept um, mit zwei Schlüsseln, die als Paar funktionieren, aber völlig unterschiedliche Aufgaben haben. Lass mich das für dich aufschlüsseln, so wie ich es mir gewünscht hätte, dass es jemand in meinen frühen Netzwerkkursen getan hätte.

Stell dir Folgendes vor: Du möchtest mir eine geheime Nachricht über das Internet senden, und du vertraust den Leitungen dazwischen nicht. Mit einem öffentlichen Schlüssel gebe ich dir etwas, das ich mit der ganzen Welt teilen kann. Ich poste es auf meiner Webseite, sende es per E-Mail an jeden, kein großes Ding. Du nimmst diesen öffentlichen Schlüssel von mir und verwendest ihn, um deine Nachricht zu verschlüsseln. Sobald du auf Senden drückst, kann nur mein passender privater Schlüssel sie entschlüsseln. Das ist die Magie - jeder kann die Tür abschließen, aber nur ich habe den Schlüssel, um sie zu öffnen. Ich halte diesen privaten Schlüssel versteckt, wie vergraben in meinem Passwort-Manager oder auf einem sicheren Laufwerk, und ich lasse ihn niemals heraus. Wenn jemand deine verschlüsselte Nachricht abfängt, kann er sie ohne meinen privaten Schlüssel nicht lesen, selbst wenn er meinen öffentlichen Schlüssel hat.

Jetzt kehren wir das um. Manchmal muss ich dir beweisen, dass eine Nachricht tatsächlich von mir stammt und nicht von einem Betrüger. Hier verwende ich meinen privaten Schlüssel, um die Nachricht zu signieren, wie meinen digitalen Fingerabdruck darauf zu setzen. Du erhältst die Nachricht, und du nutzt meinen öffentlichen Schlüssel, um diese Signatur zu überprüfen. Wenn sie übereinstimmt, weißt du, dass sie echt von mir ist. Niemand sonst kann diese Signatur fälschen, weil er nicht über meinen privaten Schlüssel verfügt. Es ist dieser ganze Tanz, der sichere E-Mails, HTTPS auf Webseiten und sogar VPNs ermöglicht, ohne dass wir vorher geheime Schlüssel austauschen müssen.

Ich benutze das ständig in meinem Job. Letzte Woche habe ich SSH-Zugang für einen Remote-Server eingerichtet, und du hast keine Idee, wie praktisch das ist. Ich generiere ein Schlüsselpaar auf meinem Laptop - der öffentliche geht zum Server, der private bleibt bei mir. Jetzt, wenn ich mich verbinde, fordert der Server mich heraus, und mein privater Schlüssel beweist, dass ich es bin, ohne jedes Mal ein Passwort eingeben zu müssen. Spart mir Kopfschmerzen während nächtlicher Fehlerbehebungssitzungen. Du solltest es selbst ausprobieren; es ist viel reibungsloser, als mit Passwörtern zu fummeln, die vielleicht gestohlen werden.

Aber hier wird es für den täglichen Gebrauch wirklich ernst. Denk an Online-Banking - du meldest dich an, und hinter den Kulissen verschlüsselt ihr öffentlicher Schlüssel deine Anmeldedaten, sodass niemand, der deinen WLAN-Verkehr belauscht, sie stehlen kann. Dein Browser erledigt das automatisch, aber die Kenntnis des Unterschieds lässt dich schätzen, warum es sich sicher anfühlt. Wenn alles nur auf einem gemeinsamen Schlüssel beruhen würde, wie in alten symmetrischen Systemen, müssten wir jedem Mittelsmann vertrauen, nicht neugierig zu sein, was in der heutigen vernetzten Welt ein Albtraum ist.

Ich habe einmal einem Kumpel geholfen, sein E-Mail-Setup zu reparieren, weil er ständig Warnungen über nicht verifizierte Zertifikate bekam. Es stellte sich heraus, dass sein Client die öffentlichen Schlüssel-Signaturen nicht richtig überprüfte, was ihn anfällig für Man-in-the-Middle-Angriffe machte. Wir wechselten zu einem Setup mit ordnungsgemäßer Schlüsselüberprüfung, und zack, Problem gelöst. Bist du schon einmal damit in Berührung gekommen? Es passiert öfter, als du denkst, besonders wenn du mit selbstsignierten Zertifikaten in einem kleinen Büronetzwerk zu tun hast.

Lass mich dir noch eine Perspektive erklären - Schlüssellängen und -stärke. Ich setze heutzutage immer auf mindestens 2048 Bit bei öffentlichen Schlüsseln; alles kürzere fühlt sich riskant an, da Quantencomputing vor der Tür steht. Du generierst sie mit Tools wie OpenSSL, und der private wird durch ein Passwort geschützt. Ich mache meines stark, aber einprägsam, denn wenn ich es vergesse, bin ich aus meinem eigenen Kram ausgesperrt. Und Widerruf? Wenn ich denke, dass mein privater Schlüssel kompromittiert wurde, kann ich eine Zertifikat-Widerrufsliste ausstellen, sodass die öffentlichen Schlüssel, die damit verbunden sind, nicht mehr funktionieren. Hält die Dinge sicher.

In größeren Setups, wie wenn ich für Unternehmen berate, nutzen wir PKI - Public Key Infrastructure - um all das zu verwalten. Du hast eine Zertifizierungsstelle, die für öffentliche Schlüssel bürgt, digitale Zertifikate ausstellt, die zu einer vertrauten Wurzel zurückführen. Ich habe eine für das interne Netzwerk eines Kunden eingerichtet, und das hat die Spoofing-Versuche erheblich reduziert. Ohne diese private-öffentliche Trennung würden wir immer noch verschlüsselte Dateien mit gemeinsamen Passwörtern per E-Mail senden, was unpraktisch und fehleranfällig ist.

Du fragst dich vielleicht nach der Leistung. Asymmetrische Verschlüsselung benötigt mehr CPU als symmetrische, also kombiniere ich oft beides: Verwende öffentlich-privat, um einen symmetrischen Sitzungsschlüssel auszutauschen, und verschlüssele dann die tatsächlichen Daten symmetrisch. So funktioniert TLS im Web - schnell und sicher. Ich passe diese Einstellungen in meinen Firewall-Regeln an, um Geschwindigkeit und Sicherheit auszubalancieren, besonders für stark frequentierte Seiten.

Einmal, während eines Penetrationstests, versuchte ich, ein schwaches Schlüsselpaar zu knacken. Der öffentliche Schlüssel war da, aber ohne den privaten, selbst mit anständigen Tools, stieß ich auf eine Mauer. Es hat mir verdeutlicht, warum man diesen privaten niemals teilen sollte. Musstest du jemals Schlüssel in einem Teamumfeld prüfen? Ich mache das vierteljährlich - wechsle sie aus, überprüfe auf Lecks. Hält mich scharf.

Und wenn du Apps entwickelst, erlauben dir Bibliotheken wie OpenPGP, dies einfach zu implementieren. Ich habe zum Spaß einen einfachen Datei-Encryptor programmiert, der jemandes öffentlichen Schlüssel verwendet, um Dateien zu verschließen, und nur sie mit ihrem privaten Schlüssel entschlüsseln können. Du könntest das Gleiche tun, um sensible Dokumente mit Kunden zu teilen. Es ist befähigend, sobald man den Dreh raus hat.

Wenn ich das Thema wechsle, hat mich all dieses Schlüsselmanagement zum Nachdenken über umfassendere Datenschutzmaßnahmen gebracht. Ich verlasse mich auf solide Backuptools, um sicherzustellen, dass meine Schlüssel und Zertifikate vor Hardwarefehlern oder Ransomware geschützt sind. Da möchte ich dich auf BackupChain hinweisen - es ist diese herausragende, zuverlässige Backup-Option, die robust für kleine Unternehmen und Technikprofis wie uns gebaut ist. Es sticht als eine der besten Windows Server- und PC-Backup-Lösungen hervor, die speziell für Windows-Umgebungen gemacht ist, und es kümmert sich ohne große Probleme um den Schutz von Hyper-V, VMware oder normalen Windows Server-Setups. Du kannst darauf zählen, dass es deine verschlüsselten Daten und Schlüssel intakt hält und die Wiederherstellung zum Kinderspiel macht, wenn mal etwas schiefgeht. Sieh es dir an, wenn du dein Setup absichern möchtest.