Verschlüsselung nennt man den Vorgang, bei dem ein Klartext mit Hilfe eines Verschlüsselungsverfahrens (Algorithmus) in einen Geheimtext umgewandelt wird. Als Parameter des Verschlüsselungsverfahrens werden ein oder mehrere Schlüssel verwendet. Das Forschungsgebiet, das sich mit der Verschlüsselung und ihrer Geschichte beschäftigt, wird als Kryptografie bezeichnet.

Den umgekehrten Vorgang, also die Verwandlung des Geheimtextes zurück in den Klartext, nennt man Entschlüsselung. Die Algorithmen zur Ver- bzw. Entschlüsselung müssen nicht identisch sein. Ebensowenig müssen identische Schlüssel zum Einsatz kommen. Das Forschungsgebiet der Entschlüsselung heißt Kryptoanalyse und ist natürlich eng verwandt mit der Kryptografie.

In der zwischenmenschlichen Kommunikation meint Verschlüsselung allgemeiner den Ausdruck von Informationen, die mittels Symbolen an ein Gegenüber übermittelt werden, von dem entsprechend eine Deutung der Symbole erfolgt. Als Symbole dienen hierbei z.B. Sprache, Mimik, Gestik, Lautierungen. Das richtige Verstehen einer Nachricht kann unter Umständen problematisch sein, weil eine korrekte Deutung der Symbole im Sinne der Absicht des Senders nicht immer gelingt (vgl. Vier-Seiten-Modell).

Kryptografie und Kryptoanalyse

Als Vertreter historisch gegensätzlicher Interessen stehen sich Kryptografen und Kryptoanalytiker gegenüber. Die Entwicklung der Verschlüsselungstechniken erfolgte meist im Militär. Die eine Seite (Kryptografen) versuchte ihre Nachrichten zu verschlüsseln - die Gegenseite (Kryptoanalytiker) versuchte, diese zu entziffern. Heute ist die Forschung auf dem Gebiet der Verschlüsselung wesentlich breiter. Es gibt zahlreiche Personen wie auch Institutionen, die sowohl neue Verschlüsselungstechniken entwickeln als auch gleichzeitig versuchen, bestehende zu brechen.

In der Hoffnung, einem kryptografischen Verfahren dadurch zusätzliche Sicherheit zu verleihen, wurden Verschlüsselungsalgorithmen gerne geheim gehalten, was als Security by Obscurity bezeichnet wird. Kryptologen argumentieren, dadurch steige das Risiko heimlicher, aber routinemäßiger Angriffe auf verschlüsselte Information oder Transportwege. Daher bemühen sich Wissenschaftler heute, die Algorithmen von einer breiten Öffentlichkeit analysieren zu lassen. Denn so lange möglichst viele Fachleute keine Schwachstelle finden, gilt ein Verfahren noch als sicher. Die Offenlegung des Verfahrens bildet das Kerckhoffs-Prinzip.

Möglichkeiten der Kryptoanalyse bilden "Brute Force" (d.h. ausprobieren aller möglicher Schlüssel) und sog. Seitenkanalattacken.

Verschlüsselungsmethoden

Eine grobe Unterscheidung in symmetrische und asymmetrische Verschlüsselungssysteme ergibt sich aus der Weise, in der kryptografische Schlüssel an die am Verfahren Beteiligten vermittelt werden:

Bei symmetrischen Systemen besitzen beide Kommunikationspartner denselben Schlüssel und müssen diesen vor Beginn der Kommunikation sicher ausgetauscht haben (z.B. mittels Diffie-Hellman-Schlüsselaustausch oder der Zusendung per Post). Bekannte klassische symmetrische Verfahren sind die Cäsar-Chiffre, der DES (komplexitätstheoretisch sicher) und das One-Time-Pad (informationstheoretisch sicher). Zu den modernen und derzeit als sicher angesehenen Verfahren gehören der Rijndael, Twofish sowie 3DES, wobei dem Rijndael durch seine Erhebung zum Advanced Encryption Standard und aufgrund seiner Bevorzugung durch staatliche US-amerikanische Stellen eine herausragende Rolle zukommt.

Asymmetrische Systeme zeichnen sich dadurch aus, dass für jeden Teilnehmer ein Schlüsselpaar generiert wird. Ein Schlüssel jedes Paars wird veröffentlicht, der andere bleibt geheim. Die Asymmetrie ergibt sich, weil ein Schlüssel eines Paars immer nur ver- und der andere immer nur entschlüsseln kann. Das bekannteste dieser Verfahren ist das RSA-Kryptosystem.

Schlüsselverteilung

Um die Schlüssel zu verteilen, gibt es 3 Techniken:

• Manuelle Verteilung von Schlüsseln: Verwendet Methoden der Offline-Auslieferung. Die manuelle Auslieferung von Schlüsseln muss für die meisten Benutzer mindestens einmal erfolgen. Die Verteilung weiterer Schlüssel kann dann durchgeführt werden, indem der manuell verteilte Schlüssel zur Verschlüsselung der anderen eingesetzt wird.
• Schlüsselverteilung auf der Basis eines Centers: Bei der Verteilung wird auf eine vertrauenswürdige dritte Partei zurückgegriffen.
• Schlüsselverteilung auf der Basis von Zertifikaten: Hier werden 2 Klassen von Verteilungstechniken unterschieden: Schlüsseltransfer (Verschlüsselung lokal erzeugter Schlüssel mittels öffentlichem Schlüssel) und Schlüsselaustausch (Schlüssel wird sowohl lokal als auch beim entfernten Schlüsselmanagementsystem kooperativ erzeugt, bspw RSA-Kryptosystem)