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Verschlüsselungsarten erklärt
Dieselben Daten können durch mehrere gleichzeitig wirkende Verschlüsselungsarten geschützt werden, von denen jede eine andere Frage beantwortet:
- Wer besitzt die Schlüssel?
- Welcher Algorithmus verschlüsselt die Daten?
- Auf welcher Ebene sind sie geschützt?
Wenn du den Unterschied verstehst, kannst du fundiertere Entscheidungen darüber treffen, wie deine Daten geteilt werden, wo sie gespeichert sind und welchen Diensten du bei der Verarbeitung vertraust.
Wie die Verschlüsselungsarten zusammenhängen
Verschlüsselungsarten beantworten unterschiedliche Fragen. Einige beschreiben, wer auf deine Daten zugreifen kann (das Schutzmodell). Andere beschreiben, wie die Mathematik dahinter funktioniert (der Algorithmus). Eine einzelne verschlüsselte Verbindung umfasst in der Regel mehr als eine Art gleichzeitig.
Schutzmodell
Ende-zu-Ende-Verschlüsselung, Null-Zugriff-Verschlüsselung, Festplattenverschlüsselung
Schlüsselstruktur
Symmetrische vs. asymmetrische Verschlüsselung
Verschlüsselungsstandard
AES, ChaCha20, RSA, ECC, homomorph, DES, Post-Quanten-Algorithmen
Transparenzmodell
Open-Source-Verschlüsselung
Zum Beispiel verwendet eine Proton Mail-Nachricht eine Ende-zu-Ende-Verschlüsselung (Schutzmodell), die mit AES (symmetrischer Algorithmus) für den Inhalt der Nachricht und Kryptografie mit elliptischen Kurven (asymmetrischer Algorithmus) für den Schlüsselaustausch implementiert wird – und das alles in einem Code, der Open Source und unabhängig geprüft ist.
Symmetrische vs. asymmetrische Verschlüsselung
Diese beiden Ansätze beschreiben die grundlegende Struktur der Funktionsweise von Verschlüsselungsschlüsseln. Die meiste moderne Verschlüsselung verwendet beides: asymmetrische Verschlüsselung zur sicheren Übertragung eines Schlüssels und symmetrische Verschlüsselung zur Verschlüsselung der Daten selbst.
Symmetrische Verschlüsselung
Die symmetrische Verschlüsselung verwendet einen einzigen Schlüssel, um Daten sowohl zu verschlüsseln als auch zu entschlüsseln. Sie ist schnell und effizient, was sie ideal für die Verarbeitung großer Informationsmengen macht. Das sichere Teilen dieses Schlüssels zwischen den Parteien kann jedoch eine Herausforderung sein und stellt ein potenzielles Sicherheitsrisiko dar.
Asymmetrische Verschlüsselung
Die asymmetrische Verschlüsselung basiert auf zwei Schlüsseln: einem öffentlichen Schlüssel zur Verschlüsselung der Daten und einem privaten Schlüssel zu deren Entschlüsselung. Da der private Schlüssel vertraulich bleibt und niemals geteilt wird, bietet diese Methode eine höhere Sicherheit für die Kommunikation. Der Nachteil ist, dass sie im Vergleich zur symmetrischen Verschlüsselung langsamer ist und mehr Rechenleistung erfordert.
Ende-zu-Ende-Verschlüsselung
Ende-zu-Ende-Verschlüsselung (E2EE) sorgt dafür, dass Daten auf dem Gerät des Absenders verschlüsselt und erst auf dem Gerät des Empfängers entschlüsselt werden. Niemand dazwischen kann sie lesen, nicht einmal der Dienstanbieter.
Bei der Standardverschlüsselung (die von den meisten E-Mail- und Cloud-Diensten verwendet wird) werden deine Daten während der Übertragung verschlüsselt, aber auf den Servern des Anbieters entschlüsselt, bevor sie für die Speicherung erneut verschlüsselt werden. Der Anbieter besitzt die Schlüssel, was bedeutet, dass er auf deine Daten zugreifen kann, ebenso wie jeder, der den Anbieter gefährdet.
E2EE macht dies überflüssig. Der Anbieter besitzt niemals die Entschlüsselungsschlüssel, sodass es nichts zu übergeben, zu gefährden oder gerichtlich anzufordern gibt. Es ist das stärkste verfügbare Schutzmodell für die Kommunikation und geteilte Daten.
Null-Zugriff-Verschlüsselung
Null-Zugriff-Verschlüsselung bedeutet, dass der Dienstanbieter unter keinen Umständen auf deine Daten zugreifen kann, nicht einmal, wenn sie auf seinen Servern gespeichert sind. Es ist der Standard, der für gespeicherte Daten gilt.
Die Ende-zu-Ende-Verschlüsselung schützt Daten während der Übertragung, während sie sich zwischen Absender und Empfänger bewegen. Die Null-Zugriff-Verschlüsselung dehnt diesen Schutz auf den Speicher aus. Selbst Daten, die du mit niemandem teilst (ein E-Mail-Entwurf, eine Notiz, eine gespeicherte Datei), werden mit einem Schlüssel verschlüsselt, den nur du besitzt.
Null-Zugriff ist vor allem in Szenarien wichtig, in denen du Daten über längere Zeit bei einem Anbieter speicherst, wie z. B. E-Mail-Archive, Cloud-Dateien oder Kalendertermine. Ohne sie könnten ein Datenleck beim Anbieter, eine staatliche Anordnung oder ein böswilliger Mitarbeiter alles offenlegen, was du gespeichert hast.
Vollständige Festplattenverschlüsselung
Die Festplattenverschlüsselung verschlüsselt physisch alles, was auf einem Gerät gespeichert ist, einschließlich des Betriebssystems, der Apps und Dateien, sodass die Daten ohne die korrekten Anmeldedaten unlesbar sind. Wenn ein Gerät verloren geht, gestohlen oder beschlagnahmt wird, bleibt der Inhalt ohne Authentifizierung unzugänglich.
Es ist die Standardschutzschicht für Laptops, Smartphones und externe Drives. Die meisten modernen Betriebssysteme aktivieren sie standardmäßig – FileVault auf macOS, BitLocker auf Windows und die integrierte Verschlüsselung auf iOS und Android.
Open-Source-Verschlüsselung
Open-Source-Verschlüsselung bedeutet, dass der Code, der die Verschlüsselung implementiert, öffentlich zugänglich ist, sodass ihn jeder einsehen, prüfen und verifizieren kann. So wird Vertrauen in die Verschlüsselung in großem Umfang aufgebaut.
Ein Dienst kann behaupten, eine starke Verschlüsselung zu verwenden, aber ohne Open-Source-Code hast du keine Möglichkeit zu überprüfen, ob diese Behauptung wahr ist, ob die Implementierung korrekt ist oder ob es keine Hintertüren gibt.
Open-Source-Code wird von Sicherheitsforschern, Wissenschaftlern und anderen Entwicklern weltweit überprüft, was die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass Schwachstellen entdeckt und behoben werden. Jeder profitiert von der Überprüfung durch die globale Sicherheits-Community.
Was sind die verschiedenen Verschlüsselungsalgorithmen?
Verschlüsselungsalgorithmen sind die spezifischen mathematischen Methoden, die lesbare Daten in unlesbaren Geheimtext umwandeln. Sie definieren, wie die Verschlüsselung unter der Haube funktioniert.
AES (Advanced Encryption Standard)
Der weltweit am häufigsten eingesetzte symmetrische Verschlüsselungsalgorithmus, dem Regierungen, Banken und sicherheitsorientierte Organisationen weltweit vertrauen.
Finde heraus, wie AES funktioniert, was Schlüsselgrößen bedeuten und warum AES-256 als unknackbar gilt.
ChaCha20
Eine moderne Stromchiffre, die auf Geschwindigkeit auf Mobilgeräten und Geräten mit geringer Leistung ausgelegt ist – keine spezielle Hardware erforderlich.
Finde heraus, warum ChaCha20 mit AES konkurriert und warum Browser und VPNs es zunehmend bevorzugen.
RSA (Rivest–Shamir–Adleman)
Einer der ersten praktischen asymmetrischen Verschlüsselungsalgorithmen, der weithin für den Schlüsselaustausch und digitale Signaturen in E-Mails, HTTPS und sicherer Kommunikation verwendet wird.
Die Sicherheit von RSA beruht auf der Schwierigkeit, große Primzahlen zu faktorisieren. Da Computer jedoch immer schneller geworden sind, sind auch die erforderlichen Schlüsselgrößen mitgewachsen, was RSA langsamer macht als moderne Alternativen wie ECC.
ECC (Elliptische-Kurven-Kryptografie)
ECC erreicht die gleiche Sicherheit wie RSA mit viel kleineren Schlüsseln, was die Verschlüsselung und Entschlüsselung drastisch beschleunigt – und so Rechenleistung, Speicher und Akkulaufzeit spart.
Es hat sich schnell zum Standard für moderne Apps und verschlüsselte E-Mails entwickelt. Erfahre, warum elliptische Kurven RSA ersetzen und wie Proton Mail zu den ersten verschlüsselten E-Mail-Anbietern gehörte, die sie unterstützen.
Homomorphe Verschlüsselung
Eine Form der Verschlüsselung, bei der Berechnungen direkt auf verschlüsselten Daten durchgeführt werden können, ohne sie vorher zu entschlüsseln. Das entschlüsselte Ergebnis entspricht dem, was dieselbe Operation mit den Originaldaten erzeugt hätte.
Dadurch können sensible Daten in nicht vertrauenswürdigen Umgebungen wie Cloud-Servern verarbeitet werden, ohne dass sie in lesbarer Form offengelegt werden. Die homomorphe Verschlüsselung ist rechenintensiv und wird meist in der Forschung oder in frühen Bereitstellungsszenarien eingesetzt.
DES (Data Encryption Standard)
Der Algorithmus, der die moderne symmetrische Verschlüsselung definierte, bis Forscher ihn knackten. Ein 56-Bit-Schlüssel erwies sich als zu kurz für die darauffolgende Rechenleistung, und DES wurde 2005 offiziell ausgemustert. Seine Einschränkungen haben das Design seiner Nachfolger, einschließlich AES, direkt geprägt.
Post-Quanten-Kryptographie
Die Post-Quanten-Kryptografie ist eine neue Generation von Algorithmen, die Angriffen von Quantencomputern standhalten sollen – Maschinen, welche die Public-Key-Kryptografie brechen könnten, die den größten Teil des heutigen Internets schützt.
Sie befasst sich sowohl mit zukünftigen Bedrohungen als auch mit einer aktuellen: Angreifer sammeln schon heute verschlüsselte Daten und warten auf Quantencomputer, die leistungsstark genug sind, um sie zu entschlüsseln.
Wie Proton verschiedene Verschlüsselungsarten verwendet
Alle Proton-Apps sind Open Source und schützen deine Daten mit verschiedenen Verschlüsselungsmodi:
Unsere Mail-App verschlüsselt E-Mails, die von einem Proton Mail-Benutzer an einen anderen gesendet werden, Ende-zu-Ende.
E2EE kann für E-Mails von Proton Mail an Nicht-Benutzer mit der Funktion für passwortgeschützte E-Mails aktiviert werden.
Alle Nachrichten in Proton Mail werden mit Null-Zugriff-Verschlüsselung gespeichert.
Proton Calendar verwendet den OpenPGP-Standard und ECC, um deine Termine und Kontakte mit Ende-zu-Ende-Verschlüsselung zu schützen, auch bei der Terminplanung.
Wenn du jemanden zu einem Termin einlädst oder wenn jemand einen Termin mit dir bucht, werden die Informationen dieser Person verschlüsselt, sodass niemand sie identifizieren kann.
Mit Proton VPN wird der gesamte Internetverkehr entweder mit ChaCha20 oder AES-256 verschlüsselt, zwei sicheren Algorithmen.
Zusätzlich verwendet Proton VPN nur Chiffren und Protokolle, die Perfect Forward Secrecy unterstützen. Selbst wenn zukünftige VPN-Sitzungen gefährdet sein sollten, bleiben deine vergangenen Sitzungen sicher.
Dank unserer E2EE, die den OpenPGP-Standard und ECC verwendet, kann niemand sonst ohne Erlaubnis auf deine Proton Drive-Dateien zugreifen.
Dies erstreckt sich auch auf die Dateifreigabe, sodass du deine Proton Drive-Fotos, Ordner und andere Inhalte einfach mit Privatsphäre und Sorgenfreiheit teilen kannst.
Alle deine Benutzernamen und Passwörter werden in unserem sicheren Passwort-Manager mit E2EE verschlüsselt.
Durch 256-Bit AES-GCM-Verschlüsselung werden alle gespeicherten Einträge in Tresoren aufbewahrt, die mit zufällig generierten 32-Byte-Schlüsseln verschlüsselt sind, die nicht durch Brute-Force geknackt werden können. So bleiben alle deine Anmeldedaten sicher.
Proton Meet verwendet standardmäßig aktivierte E2EE, um deine Anrufe zu schützen und sicherzustellen, dass nur Teilnehmende auf Audio, Video, Chat und Bildschirmfreigabe zugreifen können.
Mithilfe des Messaging Layer Security (MLS)-Protokolls werden alle Daten auf deinem Gerät verschlüsselt, bevor sie gesendet werden, und die Verschlüsselungsschlüssel werden aktualisiert, wenn Teilnehmende beitreten oder gehen. Das sorgt für vorwärts gerichtete Geheimhaltung (Forward Secrecy) und starken Schutz bei Gruppenanrufen.
Übernimm die Kontrolle über deine Daten
Proton wurde entwickelt, um deine Daten von Anfang an zu schützen. Mit starker Verschlüsselung, Open-Source-Apps und unabhängigen Prüfungen bleiben deine Informationen dein Eigentum.
