Kryptographische Hashfunktionen

Kryptographische Hashfunktionen sind einerseits ungewöhnliche kryptographische
Algorithmen, andererseits aber auch die Last- oder Arbeitstiere in vielen
Anwendungen: Ungewöhnlich sind sie insofern, als sie (im Gegensatz
beispielsweise zu Ver­schlüsselungs- oder Signaturalgorithmen) keinen Schlüssel
nutzen. Als Arbeitstiere treten die Hashfunktionen vielfach in kryptographischen
Protokollen auf, wenn es darum geht, einen kurzen „Fingerabdruck“ von längeren
Daten zu nehmen.

Die Jahre 2004 bis 2006 waren in Bezug auf kryptographische Hashfunktionen
dramatisch: Es erwies sich, dass die leider immer noch weithin genutzte
Hashfunktion MD5 unsicher ist – auf einem PC kann man binnen weniger Sekunden
einen Angriff durchführen. Schlimmer noch, sogar der bis dahin als sicher
geltende Standard SHA-1 ist zumindest theoretisch angreifbar. Als Konsequenz
daraus hat sich das US-amerikanische National Institute of Standards and
Technology (NIST) entschlossen, einen Wettbewerb auszuschreiben, in dessen
Verlauf eine neue, sichere Hashfunktion als Sieger gekürt und anschließend
standardisiert werden soll.

Die Vorlesung bietet zunächst eine Einführung in kryptographische Hashfunktionen
und deren Anwendung in der Praxis. Weiter werden die in jüngerer Zeit präsentierten
Angriffe demonstriert und Ansätze für die Entwicklung neuerer und
(hoffentlich!) besserer Hashfunktionen erläutert. Das Ziel der Vorlesung besteht
darin, Studierende in ein spannendes und hochaktuelles Forschungs-Teilgebiet der
Kryptographie einzuführen.

Vorlesung: Donnerstag 13.30 - 15.00 Uhr, Karl-Haußknecht-Str. 7 (Hörsaal)

Übung (ab 01.11.): Donnerstag 15.15 - 16.45 Uhr, Bauhausstr. 11 (Raum 014)

Folien zur Vorlesung:

• Organisatorisches
• Kapitel 1: Einleitung
• Kapitel 2: Einfache Hashfunktionen
• Kapitel 3: Merkle-Damgard:Probleme
• Kapitel 4: Die Hashfunktion MD4 und Angriffe
• Kapitel 5: Verwandte von MD4
• Kapitel 6: Die Hashfunktion Tiger
• Kapitel 7: Message Authentication Codes (MACs)
• Kapitel 8: Zufallsorakelmodell
• Kapitel 9: Effiziente Angriffe auf zufällige Hashfunktionen
• Kapitel 10: Neue Hash-Strukturen
• Kapitel 11: Ausblick

Übungsblätter:

• 1. Übungsblatt (Besprechung am 01.11.)
• 2. Übungsblatt [Update 11.11.] (Abgabe und Besprechung am 15.11.)
• 3. Übungsblatt (Abgabe und Besprechung am 29.11.)
• 4. Übungsblatt (Abgabe und Besprechung am 13.12.)
• 5. Übungsblatt (Abgabe und Besprechung am 17.01.)
• 6. Übungsblatt (Abgabe und Besprechung am 31.01.)