Was ist KDF?
Eine Key Derivation Function (KDF) ist ein mathematischer Algorithmus, der aus einem Eingabeschlüssel oder einem Passwort einen oder mehrere Schlüssel ableitet, die zur Verschlüsselung oder Entschlüsselung von Daten verwendet werden können. Im Wesentlichen wandelt eine KDF einen schwachen Eingabeschlüssel oder ein Passwort in einen stärkeren, sichereren Schlüssel um.
Wie funktioniert eine KDF?
Eine KDF funktioniert durch eine Prozedur namens „Key Stretching„. Hierbei wird ein schwacher Eingabeschlüssel oder ein Passwort durch eine Reihe von Berechnungen geleitet, um einen neuen Schlüssel zu generieren, der länger und zufälliger ist. Die Idee hinter dem Key Stretching ist es, die Entropie des Schlüssels zu erhöhen, indem man ihn in ein Format bringt, das schwieriger zu erraten ist.
Eine Key Derivation Function kann auch Parameter wie eine Salz- oder Iterationszahl enthalten, um die Sicherheit des abgeleiteten Schlüssels weiter zu erhöhen. Das Salz ist ein zufälliger Wert, der dem Eingabeschlüssel oder Passwort hinzugefügt wird, bevor die KDF angewendet wird, um die Möglichkeit von Rainbow-Table-Angriffen zu reduzieren. Die Iterationszahl gibt an, wie oft die KDF angewendet wird, um den Schlüssel zu erzeugen, was den Zeitaufwand für Brute-Force-Angriffe erhöht.
Warum ist eine KDF wichtig?
Eine Key Derivation Function ist wichtig, weil sie dazu beiträgt, die Sicherheit von Passwörtern und Schlüsseln zu erhöhen. Da Passwörter und Schlüssel oft schwach und leicht zu erraten sind, ist es notwendig, sie durch Key Stretching zu stärken, um sicherzustellen, dass sie sicher sind und nicht kompromittiert werden können. Eine KDF ist auch wichtig für die Erstellung von Schlüsseln für symmetrische Verschlüsselung, bei der der gleiche Schlüssel sowohl für die Verschlüsselung als auch für die Entschlüsselung verwendet wird.
Arten von KDFs
Es gibt verschiedene Arten von KDFs, darunter:
PBKDF2
Password-Based Key Derivation Function 2 (PBKDF2) ist eine KDF, die häufig für die Derivation von Schlüsseln aus Passwörtern verwendet wird. PBKDF2 ist ein standardisiertes Verfahren und wird von vielen Kryptographie-Systemen und -Protokollen unterstützt.
Scrypt
Scrypt ist ein KDF, der speziell für die Verwendung von Passwörtern entwickelt wurde. Es ist besonders resistent gegen Brute-Force-Angriffe und erfordert hohe Rechenleistung, um erfolgreich ausgeführt zu werden.
Argon2
Argon2 ist eine relativ neue KDF, die für die Verwendung von Passwörtern und Schlüsseln entwickelt wurde. Es ist besonders widerstandsfähig gegenüber GPU-basierten Angriffen und kann auch für die Ableitung von Schlüsseln für asymmetrische Verschlüsselung verwendet werden.
Fazit
Eine Key Derivation Function (KDF) ist ein wichtiger Bestandteil der Kryptographie und trägt dazu bei, die Sicherheit von Passwörtern und Schlüsseln zu erhöhen. Eine KDF funktioniert durch Key Stretching, um einen schwachen Eingabeschlüssel oder ein Passwort in einen stärkeren Schlüssel umzuwandeln. Es gibt verschiedene Arten von KDFs, die für die Ableitung von Schlüsseln aus Passwörtern oder anderen Eingabedaten verwendet werden können, einschließlich PBKDF2, scrypt und Argon2.
FAQs
Was ist der Unterschied zwischen einer KDF und einer Hash-Funktion?
Eine Hash-Funktion wandelt eine Eingabe in einen fixen Ausgabewert um, während eine KDF einen Schlüssel oder ein Passwort in einen neuen Schlüssel umwandelt. Eine Hash-Funktion ist daher nicht für die Ableitung von Schlüsseln geeignet.
Können KDFs auch für die Erstellung von Zufallszahlen verwendet werden?
Ja, einige KDFs können auch für die Erstellung von Zufallszahlen verwendet werden, indem sie einen zufälligen Eingabeschlüssel verwenden.
Wie wählt man die richtige KDF für eine bestimmte Anwendung aus?
Die Wahl der richtigen Key Derivation Function hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie z.B. der Art der Eingabedaten, der gewünschten Sicherheitsstufe und den verfügbaren Ressourcen. In der Regel ist es am besten, eine standardisierte KDF wie PBKDF2 oder Argon2 zu verwenden.
Können KDFs auch für die Verschlüsselung von Daten verwendet werden?
Nein, KDFs sind nicht für die Verschlüsselung von Daten geeignet. Sie sind nur für die Ableitung von Schlüsseln aus Passwörtern oder anderen Eingabedaten gedacht.
Wie sicher sind KDFs gegen Angriffe?
Die Sicherheit von KDFs hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie z.B. der Länge des Eingabeschlüssels, der Anzahl der Iterationen und der Stärke des verwendeten Algorithmus. In der Regel sind moderne KDFs jedoch sehr sicher und widerstandsfähig gegen Brute-Force-Angriffe.
