Symmetrische Verschlüsselung ist eine Form der Verschlüsselung, bei der derselbe geheime Schlüssel zum Ver- und Entschlüsseln dient – Sender und Empfänger müssen ihn also vorab teilen.
Wie symmetrische Verschlüsselung funktioniert
Ein symmetrischer Algorithmus wandelt Klartext mithilfe eines geheimen Schlüssels in Geheimtext um, den nur jemand mit demselben Schlüssel wieder in Klartext zurückverwandeln kann. Es gibt zwei Hauptfamilien:
- Blockchiffren verschlüsseln Datenblöcke fester Größe. Wichtigstes Beispiel ist der Advanced Encryption Standard; sein Vorgänger DES mit 56-Bit-Schlüssel wurde 1998 von der EFF-Maschine „Deep Crack“ öffentlich per Brute Force gebrochen.
- Stromchiffren verknüpfen die Daten mit einem pseudozufälligen Schlüsselstrom. ChaCha20 ist heute weit verbreitet, während RC4 als schwach gilt und durch RFC 7465 in TLS verboten wurde.
Blockchiffren werden in Betriebsmodi wie GCM eingesetzt, die authentifizierte Verschlüsselung bieten: Sie verbergen nicht nur den Inhalt, sondern erkennen auch Manipulationen.
Warum symmetrische Verschlüsselung wichtig ist
Symmetrische Verfahren sind schnell und werden oft von der Hardware beschleunigt. Deshalb schützen sie nahezu alle Massendaten: TLS-Sitzungen, VPN-Tunnel, WLAN-Verkehr, Festplattenverschlüsselung und verschlüsselte Backups. Ihre Schwachstelle ist die Schlüsselverteilung – beide Seiten brauchen denselben Schlüssel, ohne dass ein Lauscher ihn erfährt. In der Praxis löst das die Public-Key-Kryptografie, die einen symmetrischen Sitzungsschlüssel aushandelt oder schützt (hybride Verschlüsselung).
Angreifer nutzen dieselbe Technik: Ransomware wie WannaCry (2017) verschlüsselte Dateien mit AES und sicherte die AES-Schlüssel mit RSA, sodass Opfer ihre Daten ohne den privaten Schlüssel der Kriminellen nicht wiederherstellen konnten.
Best Practices
- Moderne authentifizierte Algorithmen wie AES-GCM oder ChaCha20-Poly1305 aus gut getesteten Bibliotheken verwenden.
- Eine Nonce niemals mit demselben Schlüssel wiederverwenden und Schlüssel nie fest im Quellcode hinterlegen.
- Für langfristigen Schutz, auch gegen künftige Quantenangriffe, 256-Bit-Schlüssel bevorzugen.
- Schlüssel in Hardware-Sicherheitsmodulen (HSM), TPMs oder dedizierten Schlüsselverwaltungsdiensten speichern.
