Wie funktioniert Verschlüsselung?

Vom Klartext zum Geheimtext

Stell dir vor, Lea schickt Tom die Nachricht „Wir treffen uns um sechs“. Vor dem Verschlüsseln ist das Klartext. Die Software verarbeitet die Daten mit einem Algorithmus und einem Schlüssel. Auf dem Übertragungsweg soll nur Geheimtext sichtbar sein; Toms Software stellt daraus wieder den lesbaren Satz her. Die folgende Erklärung ist ein vereinfachtes eigenes Beispiel, kein tatsächlich berechnetes Verschlüsselungsverfahren.

Das Verfahren beschreibt die Rechenregeln, der Schlüssel steuert ihre konkrete Anwendung. Die Vertraulichkeit sollte nicht davon abhängen, dass niemand die Rechenregeln kennt. Wichtig sind ein geeignetes Verfahren, korrekt arbeitende Software und geschütztes Schlüsselmaterial. Microsoft erläutert die getrennten Aufgaben von Verfahren und Schlüsseln anhand praktischer Kryptografie-Schnittstellen.

Symmetrisch: ein gemeinsames Geheimnis

Bei symmetrischer Verschlüsselung nutzen Lea und Tom denselben geheimen Schlüssel zum Verschlüsseln und Entschlüsseln. Wer ihn erhält, kann bei diesem vereinfachten Modell ebenfalls auf den Inhalt zugreifen. Das führt zu einer zweiten Aufgabe: Wie kommt der Schlüssel sicher zu beiden, bevor sie vertraulich miteinander kommunizieren können?

Lea sollte den Schlüssel deshalb nicht einfach ungeschützt neben die verschlüsselte Nachricht schreiben. Das wäre wie eine verschlossene Kassette, an der der passende Schlüssel außen klebt. Praktische Systeme lösen die Schlüsselverteilung mit zusätzlichen Verfahren. Die Microsoft-Dokumentation warnt ausdrücklich vor ungeschützt übertragenen Schlüsseln. Zur sicheren Umsetzung gehören weitere technische Einzelheiten, die unsere Zeichnung bewusst auslässt.

Asymmetrisch: öffentliche und private Schlüssel

Bei asymmetrischer Verschlüsselung besitzt Tom ein Schlüsselpaar. Seinen öffentlichen Schlüssel darf Lea kennen und zum Verschlüsseln verwenden. Der zugehörige private Schlüssel bleibt bei Tom und dient zum Entschlüsseln. Öffentlich bedeutet also nicht, dass jeder die damit verschlüsselte Nachricht lesen darf. Die Datenschutzbeauftragte des Kantons Zürich erklärt diese Rollen.

Entscheidend ist außerdem, dass Lea wirklich Toms öffentlichen Schlüssel verwendet. Ein ausgetauschter oder falsch zugeordneter Schlüssel würde die Schutzannahme untergraben. Systeme müssen deshalb auch die Echtheit ihrer Gegenstelle prüfen. In der Praxis werden symmetrische Verfahren für Nutzdaten häufig mit asymmetrischen Verfahren zur Schlüsselübermittlung oder Schlüsseleinigung kombiniert. Welches Protokoll das wie erledigt, ist eine eigene technische Frage; „asymmetrisch“ allein beschreibt noch keinen vollständigen sicheren Messenger.

HTTPS und Ende-zu-Ende: Wo wird wieder entschlüsselt?

Beim Besuch einer HTTPS-Website schützt TLS die Verbindung zwischen Browser und Server. Der Server ist die Gegenstelle und kann die bei ihm entschlüsselten Eingaben verarbeiten. Verschlüsselt übertragen bedeutet hier also nicht, dass der Betreiber die Eingaben niemals sehen kann. Cloudflare erläutert HTTPS als geschützte Browser-Website-Verbindung.

Bei Ende-zu-Ende-Verschlüsselung soll der Inhalt dagegen nur auf den vorgesehenen Endgeräten lesbar werden. Der vermittelnde Dienst soll die Nachricht unterwegs nicht entschlüsseln können. Ein Transportweg kann zusätzlich verschlüsselt sein. Die beiden Schutzarten schließen sich daher nicht aus. Das österreichische Sicherheitsportal erklärt den Unterschied.

Was trotz Verschlüsselung sichtbar bleiben kann

Toms Gerät muss die Nachricht anzeigen können. Schadsoftware auf diesem Gerät oder Tom selbst können den lesbaren Inhalt daher weitergeben. Außerdem können Kommunikationszeitpunkte und beteiligte Konten sichtbar bleiben, abhängig vom Dienst. Ende-zu-Ende-Verschlüsselung ist deshalb keine Zusage vollständiger Anonymität. Das Sicherheitsportal nennt Endgeräte und Metadaten als Grenzen.

Für deinen Alltag hilft eine kleine Prüffrage: Was ist gerade geschützt – die Verbindung, der Nachrichteninhalt oder eine gespeicherte Datei? Prüfe bei wichtigen Daten auch, wie Sicherungskopien behandelt werden und wer Zugriff auf die Endgeräte hat. Ein Schloss-Symbol beantwortet diese Fragen nicht alle. Beim Umgang mit KI-Diensten kommt eine weitere Frage hinzu: Welche Inhalte gibst du dem Anbieter überhaupt? Dazu passt unser Beitrag Was kann ChatGPT – und wo liegen seine Grenzen?