PGP- und GPG-Verschlüsselung für E-Mails

Phil Zimmermann veröffentlichte 1991 Pretty Good Privacy und machte damit erstmals starke Verschlüsselung für die breite Bevölkerung verfügbar. Die US-Regierung ermittelte zunächst gegen ihn wegen des Exports von Rüstungsgütern ohne Lizenz, da Verschlüsselung als Waffe eingestuft wurde. Das Verfahren wurde 1996 eingestellt, und PGP wurde zu einem Meilenstein der Technologie zum Schutz der Privatsphäre.

PGP verwendet asymmetrische Kryptografie: Sie erzeugen ein mathematisch verknüpftes Schlüsselpaar. Der öffentliche Schlüssel kann frei geteilt werden und wird von anderen verwendet, um Nachrichten für Sie zu verschlüsseln. Der private Schlüssel bleibt geheim und wird zum Entschlüsseln dieser Nachrichten verwendet. Wenn Sie Ihren privaten Schlüssel verlieren, verlieren Sie den Zugriff auf alle verschlüsselten Daten.

Um eine verschlüsselte E-Mail an jemanden zu senden, beschaffen Sie sich den öffentlichen Schlüssel der betreffenden Person und verwenden ihn, um die Nachricht zu verschlüsseln. Nur die Person, die den passenden privaten Schlüssel besitzt, kann sie entschlüsseln und lesen. PGP verwendet tatsächlich eine hybride Verschlüsselung: Ein zufälliger Sitzungsschlüssel verschlüsselt die Nachricht mit einer symmetrischen Chiffre, anschließend wird der Sitzungsschlüssel selbst mit dem öffentlichen Schlüssel des Empfängers verschlüsselt.

Sie können eine Nachricht auch mit Ihrem privaten Schlüssel signieren. Der Empfänger überprüft die Signatur mit Ihrem öffentlichen Schlüssel und bestätigt damit sowohl, dass Sie die Nachricht gesendet haben, als auch, dass ihr Inhalt nicht verändert wurde. Signieren und Verschlüsseln sind unabhängige Vorgänge, die kombiniert werden können: Je nach Ihrem Bedrohungsmodell signieren Sie üblicherweise zuerst und verschlüsseln anschließend oder umgekehrt.

PGP verlässt sich nicht auf Zertifizierungsstellen. Stattdessen verwendet es ein Web of Trust, in dem Personen die öffentlichen Schlüssel anderer Personen signieren und dadurch deren Authentizität bestätigen. Wenn Alice Bob vertraut und Bob den Schlüssel von Carol signiert hat, kann Alice indirekt dem Schlüssel von Carol vertrauen. Das Modell funktioniert in technischen Gemeinschaften gut, lässt sich für allgemeine Nutzerinnen und Nutzer jedoch nur schwer einrichten.

GNU Privacy Guard, allgemein GPG oder GnuPG genannt, ist eine freie Open-Source-Implementierung des OpenPGP-Standards. Es läuft unter Linux, macOS und Windows und stellt sowohl eine Befehlszeilenschnittstelle als auch eine Bibliothek zur Integration von PGP-Funktionen in Anwendungen bereit. GPG ist heute das De-facto-Standardwerkzeug für OpenPGP-Operationen.

Mit gpg --full-generate-key werden Sie schrittweise durch die Auswahl eines Algorithmus, der Schlüssellänge und des Ablaufdatums geführt. Ed25519 ist die moderne Wahl zum Signieren und Curve25519 zur Verschlüsselung. Sie müssen eine Passphrase festlegen, die Ihren privaten Schlüssel auf dem Datenträger schützt. Der Generierungsvorgang sammelt Entropie aus der Systemaktivität, um ausreichende Zufälligkeit sicherzustellen.

Nach der Generierung eines Schlüsselpaars exportieren Sie Ihren öffentlichen Schlüssel mit gpg --armor --export your@email.com und teilen den daraus resultierenden Textblock. Empfänger importieren ihn mit gpg --import. Sie können Ihren öffentlichen Schlüssel auf Ihrer Website, in Ihrer E-Mail-Signatur oder auf einem Schlüsselserver veröffentlichen. Teilen Sie niemals Ihre Datei mit dem privaten Schlüssel.

Schlüsselserver wie keys.openpgp.org und keyserver.ubuntu.com ermöglichen es, öffentliche Schlüssel zu veröffentlichen und zu finden. Sie laden Ihren Schlüssel mit gpg --keyserver keys.openpgp.org --send-keys YOURKEYID hoch. Der moderne Schlüsselserver keys.openpgp.org verlangt vor der Veröffentlichung eine E-Mail-Verifizierung. Dadurch wird das Problem verringert, dass gefälschte Schlüssel für die Adressen anderer Personen hochgeladen werden.

So verschlüsseln Sie eine Datei: gpg --encrypt --recipient recipient@email.com --armor file.txt erzeugt file.txt.asc. Zum Entschlüsseln verwenden Sie gpg --decrypt file.txt.asc. Für E-Mails integrieren Werkzeuge wie Thunderbird mit integrierter OpenPGP-Unterstützung oder das Enigmail-Add-on GPG direkt in das Fenster zum Verfassen von E-Mails. Dabei werden Schlüsselsuche und Verschlüsselung transparent abgewickelt.

Die PGP-Verschlüsselung schützt den Nachrichtentext, aber die Felder An, Von, Betreff und Datum bleiben im Klartext. Die Schlüsselverwaltung ist komplex: Nutzer müssen Empfängerschlüssel finden, überprüfen und ihnen vertrauen. Verschlüsselte E-Mails können von Mailservern weder durchsucht noch indiziert werden. Diese Hürden bei der Bedienbarkeit haben die Verbreitung von PGP außerhalb technischer Gemeinschaften trotz seiner starken Sicherheitseigenschaften begrenzt.

Wenn Sie einem Kollegen mit PGP eine verschlüsselte E-Mail senden möchten, welchen Schlüssel verwenden Sie, um die Nachricht zu verschlüsseln?

PGP ermöglicht Ende-zu-Ende-Verschlüsselung und digitale Signaturen für E-Mails mithilfe von Paaren aus öffentlichen und privaten Schlüsseln. GPG ist die freie Open-Source-Implementierung. Das Web of Trust ersetzt zentralisierte Zertifizierungsstellen. Öffentliche Schlüssel können auf Schlüsselservern geteilt werden, während private Schlüssel mit einer starken Passphrase geschützt werden müssen. Die Bedienbarkeit bleibt das größte Hindernis für eine breite Verbreitung.