Authentikationscode
Authentikationscodes sind informationstheoretisch sichere symmetrische_Authentikationssysteme und schützen vor unbemerkten Manipulationen. Damit dienen sie der Sicherung der Datenintegrität. Im Gegensatz zu Kryptosystemen verschlüsseln sie die Daten nicht.
Funktionsweise
Für ein symmetrisches Authentikationssystem wird ein zuvor an Sender und Empfänger ausgegebener geheimer Schlüssel benötigt. Der Sender erzeugt mittels geheimen Schlüssels und der zu übermittelnden Nachricht (Klartext) einen Prüfteil (Message Authentication Code, MAC). Übersendet werden Nachricht und MAC. Der Empfänger erstellt ebenfalls aus der erhaltenen Nachricht und dem geheimen Schlüssel den MAC und vergleicht diesen mit dem vom Sender verschickten. Stimmen beide überein, dann wurde die Nachricht wahrscheinlich nicht geändert. Die Genauigkeit der letzten Aussage kann durch Dimensionierung von Parametern selbst bestimmt werden.
Beispiel
Ein Klartextbit (A oder B) soll mittels eines 1-Bit MAC authentisiert übertragen werden. Der Schlüssel ist zwei Bit lang.
(Text,MAC)
Schlüssel (A,0) (A,1) (B,0) (B,1)
00 A B
01 A B
10 A B
11 A B
Die Nachricht AABB unter dem (zuvor vereinbarten) geheimen Schlüssel 11000110 wird dann als (A,1)(A,0)(B,1)(B,0) übertragen.
Sicherheitsanalyse
Angenommen ein Angreifer fängt das erste übertragene Paar aus obigem Beispiel ab und versucht, anstelle des A ein B zu
übersenden. Damit die Änderung nicht bemerkt wird und er nicht auffällt, benötigt er den passenden MAC. Ihm ist aus der Übersicht bekannt, dass der entsprechende Schlüsselabschnitt 10 oder 11 lautet. Mit diesem Wissen ist es ihm aber nicht möglich, sich zwischen (B,0) und (B,1) zu entscheiden. Genau vor der gleichen Entscheidung steht er auch ohne Kenntnis des Schlüsselabschnitts, also der Frage MAC=0 oder MAC=1. Er rät also durchschnittlich in jedem zweiten Fall richtig.
Über diesen Sachverhalt kann man allgemein informationstheoretische Sicherheit definieren.
W(x/'>S) = W(x) (zur Notation siehe One-Time-Pad stellt sich hier ebenfalls die Frage, wieviele Schlüssel notwendig sind, um die gewünschte und eben beschriebene Sicherheit zu gewährleisten. Allgemein wird dieser Wert mit angegeben. Damit ist das obige Beispiel mit der angegebenen Dimensionierung (u.a. Größe von MAC und Schlüssel) optimal.
