Cryptology Academy · Lektion

Was ist eine digitale Signatur?

Verstehen Sie den Unterschied zwischen Authentifizierung und Verschlüsselung sowie den Lebenszyklus einer Signatur.

Was ist eine digitale Signatur? ist eine kostenlose Cryptology Academy-Lektion auf CoddyKit. Dies ist Lektion 1 von 4. Du kannst die komplette Lektion unten kostenlos lesen – dann übst du sie direkt im Browser mit einem integrierten Code-Editor und einem KI-Tutor rund um die Uhr. Sie ist Teil des Cryptology Academy-Lernpfads, und dein Fortschritt wird über Web und CoddyKit-App synchronisiert. Der Cryptology Academy-Kurs umfasst insgesamt 4 Lektionen.

Willkommen

Digitale Signaturen sind das kryptografische Gegenstück zu einer handschriftlichen Unterschrift – mathematisch überprüfbar und ohne den privaten Schlüssel nicht fälschbar.

Warum sich Signaturen von Verschlüsselung unterscheiden

Verschlüsselung: Daten so transformieren, dass nur der Empfänger sie lesen kann. Signaturen: Belegen, dass die Daten von Ihnen stammen und nicht verändert wurden. Bei der Verschlüsselung wird der öffentliche Schlüssel des Empfängers verwendet, beim Signieren der private Schlüssel des Absenders.

Drei Sicherheitseigenschaften

Authentifizierung: Bestätigt die Identität des Unterzeichners. Integrität: Belegt, dass die Nachricht nach dem Signieren nicht verändert wurde. Nichtabstreitbarkeit: Der Unterzeichner kann später nicht abstreiten, die Nachricht signiert zu haben – der private Schlüssel gehört eindeutig ihm.

Sign-then-Encrypt vs Encrypt-then-Sign

Encrypt-then-Sign ist im Allgemeinen sicherer: Signieren Sie den Chiffretext, damit die Signatur genau das abdeckt, was authentifiziert wird. Sign-then-Encrypt kann aktive Angreifer Metadaten sichtbar machen.

Hash-then-Sign

Signieren Sie niemals die rohe Nachricht (sie ist für RSA zu groß). Verwenden Sie stattdessen: 1. H = Hash(message) 2. signature = Sign(private_key, H) Der Hash reduziert jede Nachricht auf eine Eingabe fester Größe für den Signaturalgorithmus.

Signaturüberprüfung

Der Prüfer verfügt über: Nachricht, Signatur und den öffentlichen Schlüssel des Unterzeichners. 1. H = Hash(message) 2. H' = Verify(public_key, signature) 3. Akzeptieren, wenn H == H'; andernfalls ablehnen

RSA-Signaturbeispiel

Signieren: sig = hash^d mod n (Exponentiation mit dem privaten Exponenten d) Verifizieren: hash = sig^e mod n (Exponentiation mit dem öffentlichen Exponenten e) Vergleichen Sie den wiederhergestellten Hash mit dem berechneten Hash der Nachricht.

Vergleich von Signatur und MAC

Ein MAC erfordert ein gemeinsames Geheimnis – beide Parteien müssen den Schlüssel kennen. Signaturen verwenden asymmetrische Schlüssel – jeder, der den öffentlichen Schlüssel besitzt, kann sie verifizieren. Signaturen bieten Nichtabstreitbarkeit, MACs dagegen nicht.

DSA-Überblick

DSA (Digital Signature Algorithm, 1994) basiert auf der Schwierigkeit diskreter Logarithmen. Für jede Signatur wird eine zufällige Nonce k erzeugt. Wird k wiederverwendet oder ist k vorhersehbar, wird der private Schlüssel offengelegt.

Katastrophe durch Nonce-Wiederverwendung (PS3-Hack)

Die Sony PlayStation 3 verwendete in ECDSA einen konstanten Wert k=1. Hacker extrahierten aus zwei verschiedenen Signaturen den privaten Signaturschlüssel. Dadurch konnten sie beliebige Firmware signieren und sämtliche Sicherheitsmechanismen umgehen.

Zertifikatssignaturen

Ein X.509-Zertifikat besteht lediglich aus Daten und einer digitalen Signatur mit dem privaten Schlüssel einer CA. Wenn Ihr Browser ein Zertifikat verifiziert, prüft er die Signatur der CA mithilfe des öffentlichen Schlüssels der CA in seinem Vertrauensspeicher.

Kurzer Check

Welche Eigenschaft stellt sicher, dass ein Unterzeichner später nicht abstreiten kann, ein Dokument signiert zu haben?

Zusammenfassung

Digitale Signaturen machen die digitale Welt vertrauenswürdig. Als Nächstes untersuchen wir RSA-, DSA- und ECDSA-Signaturschemata im Detail.

Häufig gestellte Fragen

Ist die Lektion „Was ist eine digitale Signatur?“ kostenlos?

Ja — der vollständige Text von „Was ist eine digitale Signatur?“ ist hier im Web kostenlos zu lesen. Um sie interaktiv zu üben (integrierter Code-Editor und 24/7 KI-Tutor) und den Rest des Cryptology Academy-Kurses freizuschalten, upgrade auf CoddyKit PRO. Der Cryptology Academy-Kurs umfasst insgesamt 4 Lektionen.

Was lerne ich in „Was ist eine digitale Signatur?“?

Verstehen Sie den Unterschied zwischen Authentifizierung und Verschlüsselung sowie den Lebenszyklus einer Signatur. Du übst Cryptology Academy mit praktischem Code, den du direkt im Browser ausführst, und ein 24/7 KI-Tutor beantwortet deine Fragen während du die Lektion bearbeitest.

Brauche ich Erfahrung, um Cryptology Academy zu starten?

Keine Vorkenntnisse erforderlich. Cryptology Academy auf CoddyKit ist für Anfänger bis fortgeschrittene Lernende strukturiert, sodass du hier starten oder von Anfang an beginnen und in deinem eigenen Tempo voranschreiten kannst. Dies ist Lektion 1 von 4.

Wie lange dauert die Lektion „Was ist eine digitale Signatur?“?

Die meisten CoddyKit-Lektionen dauern etwa 5–10 Minuten. Jede ist kompakt und interaktiv, sodass du stetig Fortschritte machst und genau dort weitermachst, wo du aufgehört hast – im Web und in der App.

Kann ich in dieser Cryptology Academy-Lektion Code schreiben und ausführen?

Ja. Jede Cryptology Academy-Lektion enthält einen integrierten Code-Editor, sodass du echten Code direkt in deinem Browser schreibst und ausführst und sofort KI-Feedback erhältst — ohne lokale Einrichtung erforderlich.

Alle Lektionen in diesem Kurs

Was ist eine digitale Signatur?
RSA-Signaturen: Signieren und überprüfen
DSA- und ECDSA-Signaturverfahren
Signaturen in der Praxis: Codesignierung und E-Mail

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