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Das DDR-Chiffriergerät T-310 Kryptographie und Geschichte

:	Wolfgang Killmann, Winfried Stephan
:	Das DDR-Chiffriergerät T-310 Kryptographie und Geschichte
:	Springer Spektrum
:	9783662618974
:	1
:	CHF 35.50
:

:	Allgemeines, Lexika
:	German

:	255
:	Wasserzeichen/DRM
:	PC/MAC/eReader/Tablet
:	PDF

Dieses Buch beschreibt, unter welchen Bedingungen das in der DDR am weitesten verbreitete Fernschreibchiffriergerät sowie der dazugehörige Algorithmus vor etwa 50 Jahren zum Schutz von Staatsgeheimnissen entwickelt wurden. Der Leser kann die damaligen Methoden und Ergebnisse mit den aktuellen Möglichkeiten einer kryptologischen Analyse vergleichen - insbesondere unter dem Aspekt der heute zur Verfügung stehenden Computertechnik.

Es wird herausgearbeitet, dass die konsequente Anwendung von Methoden der Gruppen- und Automatentheorie in der Analyse eine zentrale Rolle spielte. Dieser algebraische Analyseansatz aus der sowjetischen Schule wird bis heute unterschätzt - die Betrachtungsweisen können auch für Nichtkryptologen unter den Lesern von Nutzen sein. Darüber hinaus werden die Unterschiede dargestellt zwischen der Analyse des Chiffrieralgorithmus, der Sicherheitsanalyse des Geräts und der Chiffrierverfahren, in denen es zum Einsatz kommt. Schließlich wird auch das Ende der T-310 beschrieben, das mit dem Untergang der DDR einhergeht: Das Gerät wurde letztmalig im Vereinigungsprozess auf einer gesicherten Fernschreibverbindung zwischen Bonn und Berlin eingesetzt.

Beide Autoren sind studierte Mathematiker und wirkten maßgeblich an der Entwicklung und Analyse der T-310 mit. Hier berichten erstmals Insider über diese Arbeit.

Wolfgang Killmann arbeitete im Zentralen Chiffrierorgan der DDR (ZCO) als Gruppenleiter, Referatsleiter, Abteilungsleiter. Nach dem Ende der DDR war er bei der SIT GmbH tätig, wechselte zum debis Systemhaus (später T-Systems) und war dort Leiter der Prüfstelle für Common Criteria.

Winfried Stephan wechselte nach einer kurzen Assistenzzeit ebenfalls zum ZCO. Nach einem Zusatzstudium an der staatlichen Lomonossow-Universität Moskau arbeitete er hier als Gruppenleiter, Referatsleiter, stellvertretender Abteilungsleiter. Auch er wechselte zur SIT GmbH und dann zum debis Systemhaus: Im Bereich Automotive Security arbeitete er als Teamleiter und Senior Consultant.

	Geleitwort	7
	Vorwort	12
	Inhalt und Aufbau des Buches	14
	Inhaltsverzeichnis	16
	Teil I Rahmenbedingungen für die Entwicklung	20
	1 T-310-Chronologie	21
	1.1 Historische Einordnung	21
	1.2 T-310-Chronologie	23
	1.3 SKS V/1 – Die Vorgeschichte	25
	1.4 Quellen unseres kryptologisch-mathematischen Wissens	27
	1.4.1 Öffentliche Kryptographie	27
	1.4.2 Quellen unseres Wissens	28
	1.4.3 Schulung durch sowjetische Kryptologen	29
	2 Grundbegriffe und Entwicklungsanforderungen	32
	2.1 Chiffrierverfahren	32
	2.2 Absolute und quasiabsolute Sicherheit – das Kerckhoffs' Prinzip	34
	2.3 Operative und technische Forderungen an die Chiffrierverfahren	35
	2.4 Einheit von Entwicklung und Analyse	37
	2.5 Anforderungen an die Entwicklung und die Analyse des Chiffrieralgorithmus T-310	39
	Teil II Entwicklung und Analyse des Chiffrieralgorithmus	42
	3 Grundstruktur des Chiffrieralgorithmus T-310	43
	3.1 Blockschema des Chiffrieralgorithmus T-310	43
	3.2 Komplizierungseinheit	45
	3.3 Verschlüsselungseinheit	46
	3.4 Langzeitschlüssel	46
	3.5 Zeitschlüssel	48
	3.6 Initialisierungsvektor	48
	4 Chiffrieralgorithmus T-310	50
	4.1 Definition des Chiffrieralgorithmus T-310	50
	4.2 Definition	51
	4.2.1 Bezeichnungen	51
	4.2.2 Abbildung	52
	4.2.3 U-Vektorfolge	54
	4.2.4 Substitution ? – Formeldarstellung	54
	4.3 Schlüsselsystem	54
	4.4 Festlegungen zur technischen Implementierung	55
	4.4.1 Langzeitschlüssel (P,D,?)	55
	4.4.2 Zeitschlüsselvorrat	56
	4.4.3 U-Startvektor	56
	4.4.4 Substitution ? – Matrixdarstellung	56
	4.5 Automatenmodell des Chiffrieralgorithmus T-310	57
	4.5.1 Automaten	57
	4.5.2 Chiffrierautomat und Dechiffrierautomat	57
	4.5.3 Automat zur Erzeugung der Steuerfolge	59
	5 Langzeitschlüssel	60
	5.1 Langzeitschlüsselauswahl	60
	5.2 Langzeitschlüsselklasse KT1	62
	5.3 Langzeitschlüsselklasse KT2	64
	6 Integration der Substitution ?	68
	6.1 Substitutionsreihe und Geheimtext	68
	6.2 Phasengleiche Texte und äquivalente Schlüssel	71
	6.3 Verschärfte Voraussetzung für die Analyse	72
	7 Abbildung	73
	7.1 Z-Funktion, nichtlineare Komponente der Abbildung	74
	7.1.1 Design der Z-Funktion	74
	7.1.2 Analyse der Z-Funktion – Anfänge der Differentialkryptoanalyse	75
	7.1.3 Statistische Struktur und die Anfänge der Linearen Kryptoanalyse	77
	7.2 Einfluss der Schlüssel S1 und S2	79
	7.3 Bijektive Abbildungen	80
	7.4 Stark zusammenhängende Graphen	83
	7.4.1 Konstruktion einer reduzierten Menge	85
	7.4.2 Die Verbindung der Zyklen durch Wege in den Graphen (M,,-1) und (M,)	88
	7.4.3 Forderungen an die LZS-Klassen	90
	7.5 Effektivitätsgebiete	90
	8 Gruppe G(P,D)	95
	8.1 Erzeugendensysteme	96
	8.2 Vergleich mit zufällig erzeugten Gruppen	97
	8.3 Transitivität	99
	8.4 Homomorphismen der Permutationsgruppen	99
	8.4.1 Reduktionshomomorphismen	100
	8.4.2 Homomorphismen der Imprimitivitätsgebiete	102
	8.5 Berechnung der Zyklenstruktur mit Kontrollwertmengen	112
	8.5.1 Teilweise Berechnung der Zyklen mittels einer Kontrollwertmenge	113
	8.5.2 Anwendung auf Permutationen aus G(P,D)	114
	8.6 Prüfung auf Primitivität	116
	8.6.1 Algorithmus zur Prüfung der Primitivität	119
	8.6.2 Primitivitätsnachweis für G(P,R)	121
	8.7 Identifikation von G(P,D) mit mathfrakA(M) oder mathfrakS(M)	123
	8.8 Die Auswahl der LZS	124
	9 Stochastische Modelle	127
	9.1 Die f-Folge als zufällige Binärfolge	128
	9.2 Statistische Tests	129
	9.3 Tests auf Linearität	131
	9.4 Markov-Ketten	133
	9.5 Modell der Markov-Chiffren von Lai/Massey	134
	9.6 Zufällige Abbildungen und Permutationen	136
	10 Perioden und Schlüsseläquivalenzen	138
	10.1 Aut