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E-Learning Kurs Verschlüsselung

E-Learning Historische Verschlüsselung - Einführung (20 min)

  • Grundlagen Kryptografie
  • Skytale

E-Learning Historische Verschlüsselung - Monoalphabetische und Polyalphabetische Substitution (20 min)

  • Caesar-Chiffre
  • Vigenère-Chiffre

E-Learning Historische Verschlüsselung - Verschlüsselung in Kriegszeiten (35 min)

  • One-Time-Pad
  • Enigma

E-Learning Moderne Verschlüsselung - Einführung (60 min)

  • Wer sind Alice und Bob?
  • Symmetrische Verschlüsselung
  • Asymmetrische Verschlüsselung
  • Hybride Verschlüsselung

E-Learning Moderne Verschlüsselung - DES und AES (45 min)

  • DES (Data Encryption Standard)
  • AES (Advanced Encryption Standard)

E-Learning Moderne Verschlüsselung - Diffie-Hellman Schlüsselaustausch und RSA (60 min)

  • Diffie-Hellman-Schlüsselaustausch
  • RSA

Ziel dieses Kurses ist es, die verschiedenen Verfahren der Verschlüsselung zu verstehen, wie sie angewendet werden und welche Mechanismen für welche Anwendung bei der Implementierung am sinnvollsten sind.

Dieser Kurs richtet sich an Programmierer, die sicherheitsrelevante Software programmieren, aber auch an alle, für die das Thema „Verschlüsselung“ Neuland ist. Der Kurs bietet eine Einführung in die Thematik und behandelt Hintergründe und Grundlagen.

Inhalt des Kurses

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Was ist Verschlüsselung?

Bei Verschlüsselung geht es darum, Informationen so zu übertragen, dass sie lediglich von Sender und Empfänger gelesen werden können. Greift jemand dazwischen auf die Daten zu, kann er sie nicht entschlüsseln.

Dafür gibt es unterschiedliche Methoden, die sich ganz grundsätzlich in symmetrische, asymmetrische und hybride Verschlüsselungsverfahren untergliedern lassen. Zu den gängigsten Verschlüsselungsmechanismen zählen dabei der Advanced Encryption Standard (AES) und der RSA.

Wozu braucht man Verschlüsselung?

Verschlüsselung findet man in fast allen Bereichen des Lebens und sie gewinnt zunehmend an Bedeutung. So wollen sich Kunden etwa sicher sein können, dass ihre Bankdaten geheim gehalten werden, wenn sie online einkaufen. Im Automotive Bereich ist Verschlüsselung zum Beispiel zentral für die sichere Übertragung von Updates. Aber auch schon im Emailverkehr oder bei privaten Chats spielt die Sicherheit der Daten – und damit Verschlüsselung – eine wichtige Rolle.

Aus diesem Grund müssen Entwickler von Software bei der Implementierung über Kenntnisse im Bereich IT-Sicherheit verfügen, insbesondere da Verschlüsselung ein immer präsenteres Thema wird. So lassen sich eine zunehmende Verbreitung und der vermehrte Einsatz von Verschlüsselungen erkennen. Wichtig wurde Verschlüsselung vor allem auch durch das Internet: Systeme werden zunehmend vernetzt. Das hat enorme Vorteile, birgt aber auch das Risiko, dass von Dritten in die Kommunikation eingegriffen und damit Missbrauch oder Manipulation betrieben wird.

Auf jeden Fall wird es im Bereich der Verschlüsselung zukünftig noch große Entwicklungsschritte geben. Wichtige Schlagworte sind in diesem Zusammenhang heute schon digitale Fabrik, vernetzte Produktion, autonomes Fahren oder auch Softwareupdates.

Wie hängt Verschlüsselung mit Embedded Systemen zusammen?

Embedded Systeme funktionieren immer mittels einer speziellen Software. Diese muss so geschützt werden, dass nicht jeder auf sie zugreifen und Änderungen daran vornehmen kann. Das heißt im Zuge der IT-Security muss durch Verschlüsselung garantiert werden, dass nicht direkt auf die verschiedenen Bausteine zugegriffen werden kann.

Da Embedded Systeme mehr und mehr vernetzt werden, gibt es verschiedene Ebenen der Verschlüsselung. Zum einen die normale Kommunikation, bei der Daten verschlüsselt werden. Zum anderen die Reprogrammierung von Embedded Systemen. Im Automotive Bereich spielt vor allem Letztere eine wichtige Rolle, ebenso wie Fehlerreaktionen, zum Beispiel bei der Kommunikation mit Ampeln.

Was lernt man im E-Learning der Embedded Academy zu Verschlüsselung?

Der Kurs zu Verschlüsselung teilt sich in zwei Themenbereiche auf.

Zunächst ist der Fokus auf der historischen Verschlüsselung, präsentiert in drei E-Learning-Einheiten. Zu Beginn gibt es eine allgemeine Einführung in das Thema und anschließend einen historischen Abriss. Dieser beinhaltet die wichtigsten historischen Verschlüsselungsverfahren: Skytale, Caesar-Chiffre, Vigenère-Chiffre, One-Time-Pad und Enigma.

Von dieser historischen Verschlüsselung geht es dann in den zweiten Themenblock weiter zu modernen Methoden, ebenfalls aufgeteilt in drei Lerneinheiten. Hier werden am Beispiel von Alice und Bob die A zu B-Verschlüsselung von Sender (A) zu Empfänger (B) für die drei grundlegenden Typen (symmetrisch, asymmetrisch und hybrid) erklärt und anhand konkreter Verfahren wie dem DES, AES, RSA und Diffie-Hellman-Schlüsselaustausch weiter beleuchtet.

Mit Hilfe der E-Learnings verstehen Lernende die verschiedenen Verfahren. Sie wissen anschließend wie diese angewandt werden, welcher Gruppe sie angehören und können bei der Implementierung abwägen, welcher Mechanismus für welche Anwendung am sinnvollsten ist.

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