Krypto Woche 1 (Bauer)

Welches der folgenden Sicherheitsziele schützt vor dem Verlust des Zugriffs auf einen Dienst?

Das Sicherheitsziel 'Vertraulichkeit' schützt Daten vor unbefugter Änderung.

Nennen Sie die drei Hauptziele, die üblicherweise als 'CIA-Triade' bezeichnet werden.

[BLANK] schützt vor der Leugnung, eine Handlung ausgeführt zu haben.

Ordnen Sie die Sicherheitsziele ihren Beschreibungen zu:

Welches der folgenden Szenarien gefährdet die Vertraulichkeit einer Kommunikation am direktesten?

Nichtabstreitbarkeit garantiert, dass eine gesendete Nachricht vom Absender nachträglich geleugnet werden kann.

Nennen Sie ein Beispiel, wie die Datenintegrität in einer elektronischen Transaktion sichergestellt werden kann.

Das Ziel der [Blank] stellt sicher, dass ein System oder Dienst auch unter hoher Belastung erreichbar und reaktionsfähig bleibt.

Welche der folgenden Methoden wird typischerweise verwendet, um die Vertraulichkeit von Daten zu gewährleisten?

Die Datenintegrität wird typischerweise durch Verschlüsselung erreicht.

Welche Methode wird typischerweise verwendet, um die Verfügbarkeit von Daten sicherzustellen?

____________ wird typischerweise durch asymmetrische Kryptografie erreicht.

Ordnen Sie die folgenden Sicherheitsziele den typischen Methoden zu, um sie zu erreichen:

Welche der folgenden Aussagen beschreibt die Caesar-Chiffre am besten?

Für welchen Zweck soll Julius Caesar die Caesar-Chiffre verwendet haben?

Ordnen Sie die folgenden Begriffe ihrer Bedeutung im Kontext der Caesar-Chiffre zu:

Welche der folgenden Aussagen beschreibt am besten die Kernidee einer monoalphabetischen Substitutions-Chiffre?

Welche mathematische Eigenschaft muss eine Abbildungsfunktion bei einer monoalphabetischen Substitutions-Chiffre erfüllen, um eine eindeutige Entschlüsselung zu gewährleisten?

Neben der Injektivität wird bei einer monoalphabetischen Substitutions-Chiffre oft auch die Eigenschaft der ______ gefordert, was eine Eins-zu-Eins-Beziehung zwischen Klartext und Chiffretext bedeutet.

Warum ist die Injektivität der Abbildungsfunktion bei einer monoalphabetischen Substitution wichtig?

Welche Aussage beschreibt am besten den Hauptvorteil der Caesar-Chiffre bezüglich der Schlüsselverwaltung?

Was ist ein wesentliches Merkmal der Caesar-Chiffre?

Welcher mathematische Vorgang wird bei der Entschlüsselung angewendet, um den Klartext wiederherzustellen?

Der Schlüssel bei dieser Verschlüsselungsmethode ist ein fester ______, der auf jeden Buchstaben angewendet wird.

Was passiert, wenn der falsche Offset bei der Entschlüsselung verwendet wird?

Angenommen, der Klartextbuchstabe 'p' ist 7 und der Schlüssel 'k' ist 15. Was ist der verschlüsselte Buchstabe 'c' unter Verwendung der gegebenen Caesar-Chiffre-Formel?

Welche der folgenden Aussagen beschreibt am besten die Beziehung zwischen Verschlüsselung und Entschlüsselung in der Caesar-Chiffre?

Welche der folgenden Eigenschaften sind typisch für eine schwache Verschlüsselung?

Nennen Sie ein Beispiel für eine Chiffre, die trotz ihrer relativen Modernität schwache Schlüssel haben kann.

Eine Chiffre, die Zeichen für Zeichen verschlüsselt/entschlüsselt, wird als __________ bezeichnet.

Was bedeutet eine Schlüsselraumgröße von $\log_2 26 \approx 4,7$ Bit in Bezug auf die Sicherheit einer Chiffre?

Warum ist es wichtig, dass die Verschlüsselung von konstanten Daten bei einer guten Chiffre nicht von der Verschlüsselung zufälliger Daten zu unterscheiden ist?

Wie unterscheidet sich die Vigenère-Chiffre von der Caesar-Chiffre?

Beschreiben Sie kurz das Round-Robin-Verfahren im Kontext der Vigenère-Chiffre.

Warum ist die Vigenère-Chiffre trotz ihrer Komplexität anfällig für Angriffe durch Häufigkeitsanalyse?

Wie hilft die Kenntnis der Buchstabenhäufigkeit einer Sprache bei der Kryptoanalyse einer Vigenère-verschlüsselten Nachricht?

Warum ist die Frequenzanalyse bei der Vigenère-Chiffre weniger effektiv als bei der Caesar-Chiffre?

Was ist die grundlegende Schwäche, die die Frequenzanalyse bei der Caesar-Chiffre ausnutzt?

Was passiert mit dem Histogramm, wenn man eine Vigenère-Chiffre verwendet?

Wenn die Schlüssellänge der Vigenère-Chiffre gleich 1 ist, entspricht sie im Wesentlichen einer Caesar-Chiffre.

Was ist der erste Schritt bei einem Angriff auf eine Vigenère-Chiffre, wenn die Schlüssellänge unbekannt ist?

Welchen Vorteil bietet die Erstellung eines Histogramms der Buchstabenhäufigkeiten nach der Gruppierung von Zeichen bei der Kryptoanalyse der Vigenère-Chiffre?

Welche der folgenden Aussagen beschreibt am besten den Zweck der Dezimierung in Bezug auf Datensätze?

Welche zwei Hauptparameter werden typischerweise bei der Dezimierung berücksichtigt?

Beschreiben Sie kurz, wie sich die Parameter 'Schrittweite' und 'Offset' auf das Ergebnis der Dezimierung auswirken.

Welche der folgenden Aussagen beschreibt am besten, wie sich die Komplexität eines Known-Plaintext-Angriffs auf einen Schlüssel ändert, wenn die Schlüssellänge $|K|$ wächst?

Ordnen Sie die folgenden Angriffstypen ihrer Skalierung in Bezug auf die Schlüssellänge zu:

Warum ist die einmalige Verwendung von Schlüsseln wesentlich, um die absolute Sicherheit einer Chiffre zu gewährleisten, bei der die Schlüssellänge der Klartextlänge entspricht und die Schlüssel zufällig generiert werden?

Eine Chiffre gilt als absolut sicher, wenn die Länge des Schlüssels der Länge des ______ entspricht, der Schlüssel vollständig zufällig ist und der Schlüssel nur einmal verwendet wird.

Welche Eigenschaft macht das One-Time-Pad informationstheoretisch sicher?

Bei einem One-Time-Pad kann der Klartext aus dem Chiffretext nur dann wiederhergestellt werden, wenn der verwendete Schlüssel absolut zufällig ist.

Unter welchen Bedingungen wird eine Vigenère-Chiffre zu einem One-Time-Pad?

Warum ist die Schlüssellänge ein praktisches Problem bei der Verwendung von Einmal-Pads?

Welches Hauptproblem entsteht bei Einmal-Pads, wenn man versucht, sie in modernen kryptografischen Systemen zu verwenden, zusätzlich zur Schlüssellänge?

Welche Aussage beschreibt am besten die Herausforderung bei der Umwandlung von Einmal-Pads in moderne, nutzbare kryptografische Systeme?

Welche der folgenden Aussagen beschreibt am besten den Kompromiss, der bei der praktischen Anwendung eines One-Time-Pads eingegangen wird?

Welchen Hauptvorteil hat ein One-Time-Pad in seiner ursprünglichen, idealen Form (d.h. ohne Kompromisse bei Schlüssellänge und -wiederverwendung)?

Ordne die folgenden Eigenschaften den entsprechenden Auswirkungen auf die Sicherheit eines One-Time-Pads zu:

Welche Aussage beschreibt am besten die Funktion eines CSPRNG (kryptografisch sicheren Pseudozufallszahlengenerators) im Kontext einer Stromchiffre?

Beschreiben Sie kurz, wie ein CSPRNG in einer Stromchiffre verwendet wird.

Ordnen Sie die Begriffe ihrer jeweiligen Bedeutung im Kontext von Stromchiffren zu:

Was ist der Hauptzweck der 'Polsterung' (Padding) im Kontext der Kryptographie?

Die Entschlüsselung eines durch arithmetische Addition verschlüsselten Textes (C = P + K) erfolgt durch Multiplikation.

Ordne die folgenden Operationen ihrer Verwendung in der Kryptographie zu:

Was bedeutet der Begriff 'Schlüsselraum'?

Wie berechnet man den Schlüsselraum in Bit, wenn man die Anzahl der möglichen Schlüssel (N) kennt?

Welche der folgenden Formeln ist korrekt, um $\log_2 N$ zu berechnen?

Wie berechnet man die Grösse des Schlüsselraums bei einem mehrstelligen Schlüssel, wenn die Anzahl der möglichen Werte für jede Stelle bekannt ist?

Ein Schlüssel besteht aus vier Zeichen. Das erste Zeichen kann 10 verschiedene Werte annehmen, das zweite 26, das dritte 26 und das vierte 10. Wie gross ist der resultierende Schlüsselraum?

Gegeben ist ein dreistelliger Schlüssel, bei dem jede Stelle entweder eine Ziffer (0-9) oder ein Kleinbuchstabe (a-z) sein kann. Die erste Stelle muss jedoch eine Ziffer sein. Wie gross ist der resultierende Schlüsselraum?

Welche Aussage beschreibt am besten den Schlüsselraum, wenn alle Zeichen in einem Schlüssel die gleiche Anzahl an möglichen Optionen haben?

Nennen Sie eine Vereinfachung, die sich ergibt, wenn in einem Verschlüsselungsschlüssel alle Zeichen die gleiche Anzahl möglicher Optionen haben.

Ordnen Sie die folgenden Begriffe ihren Beschreibungen zu:

Warum wird der Schlüsselraum in der Kryptographie fast immer in Bits angegeben?

Was bedeutet es, wenn gesagt wird, dass das Knacken einer idealen N-Bit-Chiffre im Durchschnitt $2^{n-1}$ Versuche erfordert?